静电聚结原油脱水试验研究

针对目前高含水原油采出液采用传统三相分离与热化学分离和电脱水方法存在分离级数和设备多、油水分离效率低、电脱水运行不稳定等问题,在静电预聚结研究基础上,采用自制绝缘电极和乳化液,开展静电聚结脱水研究,使水滴预聚结和沉降分离同时进行。通过静态聚结脱水试验考察了乳化液水含量、电压、温度和沉降时间等因素对静电聚结脱水效果的影响,结果表明乳化液脱水率随温度升高、电压增大和沉降时间延长而提高。其中温度影响最大,电压和沉降时间影响较小。在动态静电聚结原油脱水试验装置上进行验证,同时对不同分离器结构和不同电极结构及进料方式进行了对比,对试验条件进行了优化。动态试验结果表明,在电压2 kV,温度65～70℃,停留时间不大于10 min的条件下,高含水乳化液的脱水率均可达95%以上。     

海上油田特稠油静电聚结脱水实验研究

针对渤海特稠油的原油黏度大、油品密度高,油水分离十分困难的特点,研制了绝缘电极并开展了室内自然沉降和静电聚结脱水实验。实验结果表明,所研制的绝缘电极可以适应高含水特稠油脱水工况,对于初始含水70%~90%的乳化液,处理温度110℃,在适当的电场强度和药剂浓度作用下,沉降时间40 min,脱后含水可以低于30%;对于初始含水30%~60%的乳化液,处理温度130℃,在适当的电场强度和药剂浓度作用下,沉降时间40 min,脱后含水可以低于30%,满足相关规范中对进入常规电脱水器进一步处理的要求。通过与自然沉降脱水实验进行对比,静电聚结脱水技术能够较大幅度地提高特稠油脱水效率,大幅降低海上特稠油脱水设备的尺寸和质量。本文实验结果对海上特稠油静电聚结脱水处理工艺设计具有一定指导意义。     

平板绝缘电极静电聚结器脱水研究

随着原油重质化、劣质化,原油脱水变得更加困难,造成常规电脱水器的极板之间会产生电弧及短路、电脱水电流大,甚至造成变压器跳闸、烧毁现象发生.尝试采用氟塑料设计制造平板绝缘电极静电聚结器,并进行室内实验.通过分析实验结果,总结绝缘材料、电极结构和电场作用时间等因素对聚结效果的影响规律,评价该结构的静电聚结器及制作工艺的优缺点.实验结果表明,对含水特高的原油乳化液,该静电聚结器的脱水效果非常理想.对含水率为70％和80％的原油乳化液,脱水效率可达95％以上.     

LD16-1海洋稠油油水分离研究

针对海上稠油油水分离效率低的问题,研究了静电聚结脱水技术在此领域的应用。通过检测LD16-1采出液及原油性质,详细分析了稠油油水分离动力,并考察了静电聚结参数对油水分离工艺的影响。研究表明:静电聚结技术的使用有利于稠油中水滴的聚结及沉降析出,同时能够适应多种高含水条件下的工况,稠油脱后含水满足后期工艺要求;水质量分数为52%的LD16-1乳化液在温度90℃、破乳剂用量100μg/g、电压2 500 V和停留时间40 min等优化条件下,脱后稠油中水的质量分数小于20%;脱水温度对稠油的油水分离过程影响较大。     

高含水乳状液静电聚结脱水研究

随着原油重质化、劣质化、高含水时期的到来,原油静电聚结脱水出现了电弧及短路现象,造成静电聚结脱水电流增大,甚至造成变压器跳闸、烧损,致使常规电脱水器的稳定运行出现问题。为了解决这些问题,采用改性Teflon绝缘材料,通过热缩工艺制备复合电极。使用制备的复合电极进行了高含水乳状液静电聚结脱水研究,首先制备不同乳化状态乳状液并考察其脱水效果,然后采用不同含水量乳状液考察了静电聚结温度、停留时间、电压等因素对脱水效果的影响。结果表明,该复合电极对高含水乳状液静电聚结脱水不会产生电弧、短路等问题,并且有很好的脱水效果.对于40%含水量乳状液,当电压为1800 V,温度为80℃,停留时间10 min时,脱水效率可达85.8%。     

海上平台用静电聚结原油脱水设备试验研究

基于静电场水滴聚结和沉降分离机理,进行静电聚结脱水试验,研究含水量、电压等因素对脱水效果的影响。在海上平台试验研究的基础上,优化静电聚结工艺流程和设计参数,提出海上高含水油田的原油脱水技术方案。试验结果表明,施加静电场作用后,原油含水率显著降低;原油脱水率会随乳化液含水量增加而逐渐降低,并随电压的提高和沉降时间的增加而不断增大。静电聚结原油脱水技术可简化原油处理流程,提高油水分离效率并减小设备尺寸。     

高含水原油电脱水试验研究

随着井液含水上升和采油聚合物增加,油田脱水设备的数量和体积也逐渐增多和加大,增加了建设成本。为解决这一问题,通过在分离器罐下部和上部分别布置绝缘电极和金属电极,并采用绝缘电极、绝缘电极与金属电极组成的组合电极进行高含水原油脱水试验。结果表明:针对海上油田陆丰原油,单独采用绝缘电极,在电压(1 000~5 000 V)、水的质量分数(10%~60%)、脱水温度(45~90℃)和沉降时间(5~50 min)不同的条件下,高含水乳化液脱后水的质量分数最低能降低到1.5%。而采用此组合电极,在绝缘电极电压3 000 V、金属电极1 000 V、温度80℃和沉降时间30 min条件下,对高含水原油进行脱水处理,可直接将原油的脱后水的质量分数降至0.5%以下,达到原油外输的要求。     

内置式静电聚结器分离性能影响因素及研究现状

为提高原油脱水率,改善传统静电聚结器所存在的弊端,介绍了国内外有关容器内置式静电聚结器的最新研究进展。详细阐述了内置式静电聚结器聚结效果的影响因素,总结了各因素对脱水效果的影响:最优临界电场强度为2 000~4 000V/cm;延长电场作用时间可以提高原油脱水率,通过对比不同电场形式确定了其适用场合;提出了绝缘电极结构对材料介电常数和材质的要求;分析认为存在最优电场频率,总结了温度、压力、流态和入口含水率对脱水效果的影响。研究结果表明,运用内置式静电聚结器可有效提高原油脱水率,对今后原油脱水研究方向具有指导意义。     

深水浮式平台新型静电聚结原油脱水技术现场试验

研发的新型原油静电聚结脱水技术,创新性地采用绝缘电极施加电场加速油水分离,能适应高含水率原油的脱水工况。将试验样机在流花11-1FPSO和渤中34-1平台进行现场中试试验,结果表明:静电聚结原油脱水技术可适应高含水原油脱水处理工况,且比常规自由水分离器效率提高50%以上。未来新型静电聚结原油脱水技术的推广和应用,可大幅降低深水浮式平台的尺寸和重量,有力促进深水油田的开发。     

新型静电聚结分离器油-水分离特性

将同轴圆柱绝缘电极和传统重力式分离器整合,设计出了新型静电聚结分离器。基于Maxwell-Wagner模型,从电介质极化的角度分析了同轴圆柱绝缘电极的电场-频率分布特性;采用水-原油乳状液作为实验介质,利用显微高速摄像系统考察了电场强度、频率、乳状液含水率对新型静电聚结分离器聚结和分离效率的影响。结果表明,新型静电聚结分离器能够有效避免乳状液的二次乳化,并对不同流量、含水率的乳状液具有良好的适应性。交流电场作用下,绝缘电极在低频和高频时具有不同的电场分布特性,可以通过计算绝缘电极的极化弛豫时间获得高效聚结频率。乳状液含水率越高,最优电场强度和拐点频率越小,极板电压和频率是决定静电聚结分离器能耗的关键因素。     

静电聚结原油脱水技术现场应用

随着原油劣质化趋势和大部分油田进入高含水开采阶段,传统三相分离手段存在分离级数和设备多、油水分离效率低、电脱水运行不稳定等问题。针对此现状研究开发了静电聚结原油脱水技术并进行现场应用。该技术适用于高含水原油,采用复合电极、气液分离和油水分离分开进行的结构设计,应用连续可调的电压控制技术和各种安全保障技术,研制出新型静电聚结原油脱水设备,现场应用结果表明,静电聚结原油脱水技术对高含水原油有很好的脱水效果,对进口含水量超过80％的原料,一级脱后含水小于2％,最低可达到0．7％,有效提高了油水分离效率,并且当含水量在80％-98％时亦可适用,将其应用于陆上或海上油田采出液脱水,可减少设备级数和占地面积、节省设备投资、提高分离效率,有较好的应用前景。     

内置静电聚结构件油水分离器液滴聚结特性

为了提高含聚结构件油水分离器分离效率,针对容器内置式静电聚结构件进行研究,通过粒径的变化和分离器油出口含水变化来评价静电聚结效果。在油水分离器内安装单板绝缘电极,改变含水率、流量和电压,确定聚结板的分离特性。评价结果表明:电场强度对聚结设备分离效率有重要影响,提高电场强度,可以有效提高液滴聚并速率;含水率对原油乳状液的黏度、初始粒径分布和介电常数有重要影响;随着流量降低,分离器中水滴沉降时间延长,油水分离效率提高。     

新型高含水原油静电聚结脱水器在流花11-1油田的现场试验

介绍了自主研制的新型高含水原油静电聚结脱水器的工作原理,并对该设备在流花11-1油田FPSO现场试验结果进行了分析。新型高含水原油静电聚结脱水器采用内置专利技术的绝缘电极,利用电场作用加速油水分离的同时,有效避免了极板间电流增大与短路,可在产液含水高达95%以上的工况下工作。该设备工程样机在流花11-1油田FPSO现场试验的结果表明,新型高含水原油静电聚结脱水器在相同停留时间的脱水效果远远好于现场常规自由水分离器脱后含水16%的生产现状,即使将停留时间缩短至自由水分离器的1/4,其脱后含水均小于8.5%,油水分离效果显著,而且在相同处理量下可使设备体积较常规分离器减小约50%,处理能力提高约50%,可为推动该设备在海上油田的工业化应用提供实践基础。     

老化油乳化液在高频/高压脉冲交流电场下的破乳脱水实验研究

基于中海油深圳分公司流花11-1油田老化油配制的W/O型乳化液,采用静态静电聚结破乳实验,并辅助以离心机强化脱水,针对高频/高压脉冲AC电场下电场强度、频率、电压波形、含水率等因素对老化油乳化液电场破乳脱水效果的影响进行研究。结果表明：老化油乳化液的反相点位于40%~50%之间,W/O型老化油乳化液破乳脱水的最优电场参数为电压6 kV、频率2 kHz、波形为矩形波;以含水率40%较稳定老化油乳化液为例,其脱水率可达74.074%;改变乳化液含水率,最优电场破乳参数不变。上述研究结果为流花油田老化油处理流程的改造提供设计参考,并可为生产运行参数的改进提供依据。     

绝缘电极电脱水技术的研究进展

分析了国内外采用不同绝缘材料制成电极处理高含水原油乳状液的研究进展,分析认为聚结效果较好的绝缘材料介电常数至少为3,并具有强抗电压击穿和低阻抗能力,同时绝缘材料表面具有憎水特性、绝缘层的厚度越薄时,聚结效果越好。绝缘电极可采用两种或多种上述材料的复合或层状结构。采用绝缘电极开发静电聚结器已经在海上油田、陆上油田油水分离领域进行了工业应用,应用表明:采用绝缘电极提高油水分离效率的工艺方法是开发高效的油水分离设备的一个方向,但还需在绝缘材料、电极结构、制作方法上进行深入研究,来满足工业装置长周期运行的要求。     

W/O型乳化液在环形流道中的静电聚结机理与特性研究

基于自行设计的立式环形流道连续流动静电聚结试验装置和高压/高频交流电源,较为系统地研究了电压、频率、脉宽比、电场停留时间等参数对W/O型乳化液中分散相水颗粒静电聚结特性的影响。结果表明,电场停留时间和电压是影响水颗粒聚结效果的主要因素;频率、脉宽比对水颗粒聚结效果影响较小,但对电能消耗产生重要影响。因此必须结合特定的乳化液,综合考虑聚结效果、处理效率和能量消耗,选择合理的操作条件。     

高压脉冲聚结脱水试验

用油泵对加水后的２０＃废旧机油进行乳化处理，使其成为含率约为２０％的乳化液。用此乳化液作为试验用油。Ｗ／Ｏ型乳化液中的水颗粒受到外加电场的作用后发生偶极极化，外加电场场越强，偶极极化也越强。只有采用窄脉冲宽度的外加脉冲电场，才能使外加电场的电压值超过监界击穿电场强度，使水颗粒间的聚结力Ｆ大幅度提高，大大提高了电脱水装置的脱水性能。通过试验可明显的看出，高压脉冲聚结脱水的效果远优于直流聚结脱水的效果     

原油脱水用紧凑型静电预聚结技术(三)

原油乳化液在非均匀电场作用下的介电泳聚结迄今未能引起国内业界人士的足够重视,因此重点对其机理和实施方式进行了介绍。LOWACC是Aibel公司自VIEC之后重点研发的一项基于介电泳聚结机理的在线紧凑型静电聚结技术,可在VIEC先期聚结脱水的基础上进一步降低水力停留时间,减少或消除使用化学破乳剂,改善脱出水水质。通过将VIEC和LOWACC串联组合,仅采用一级三相重力分离器即可使出油口的含水质量分数下降至5%。该技术不仅能使产出液的传统分离处理工艺流程发生变革,而且在稠油开采等场合具有巨大的推广应用潜力。     

立式静电聚结器在油田联合站的试验应用

近年来,三次采油和酸化压裂等增油措施导致某油田FY联合站进站原油乳化严重,造成传统的重力沉降分离工艺脱水困难,外输原油含水经常超过0.5%的指标要求,严重影响了油田生产。因此,开展了新型静电聚结器室内试验及现场试验,探讨新型静电聚结器现场工业应用的可行性。介绍了试验流程、试验过程及试验结果,现场试验结果表明:立式静电聚结器最优电场强度为386.3k V/m,且当入口含水率低于30%、温度为60℃、沉降时间为2h时,装置油出口含水率≤0.5%,满足外输要求。     

海上油田高频电脱水电极实验研究

随着国家海洋战略的实施,海上石油开采规模越来越大,但海上开采的原油通常为油水乳化液,需进行脱水处理。同时,三次采油技术中加入的化学物质也使得在实际电脱水过程中出现油水乳化液的稳定性增强、脱水效率低、电场不稳定、电脱水难度增加的现象。针对当前电脱水技术现状,结合高频电脱水原理与特点,利用COMSOL软件进行电场数值计算,对高频电脱电场进行仿真分析研究,得出最佳电场形式。通过改变电极实现对理想电场形式的构造,设计出新型异径圆柱电极。对不同半径比的电极进行静态试验,验证该种电极在不同半径比下的电脱水效率,发现该电极在原油含水率为50%、电脱水温度在70℃左右时,电脱水效率显著提高。半径比为1∶1.5的电极在电压为5 kV、频率为3.6 kHz、占空比为80%时,电脱水效率最高,电脱水40 min后,含水率可下降到1%左右。