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含聚合物稠油高效分水器研制与应用 来源：资源网 作者：顾永强 发布时间：2007.08.31 ???? ??? 前言??? 经过18年的高速高效开发，孤东油田己进入特高含水开发阶段，以聚合物驱为主导技术的三次采油技术已成为实现原油稳产的一项重要技术措施。聚合物驱可以提高原油采收率，但采出液中也因含聚合物而影响地面油水分离工艺。孤东集输系统现有联合站4座，集输工艺采用二级布站方式，即油井来油进入计量站，再分别进入四座联合站。联合站以东一联为中心处理站，其它三座联合站为卫星站。处理液量14×104t/d，处理原油力0.72×l04t/d，综合含水高达94％，含砂0.039％。??? l 联合站脱水系统存在的问题：??? 1.1 聚合物含量增加，原油脱水难度加大??? 目前孤东联合站产出液中聚合物含量平均为40mg/l，而且呈持续上升趋势，造成原油脱水难度加大。??? 1.2 分水器超负荷运转??? 东一联进站液量达到47000m3/d，原有四台4×20m分水器设计处理液量仅为40000m3/d，分水器在处于超负荷17.5％运行。??? 1.3 油水分离效果差??? 东一联DN4×20m分水器出口原油含水87％，脱水率仅为64.8％，且脱出污水含油经常超过500mg/L。??? 1.4 脱水系统无效热耗大??? 东一联一段脱水加热炉总热负荷为8176.3kw，其中加热水用热负荷（无效能耗）为7607.9kw，无效热耗高达93％。??? 1.5 脱水系统压力损失大??? 高含水原油自分水器、一段加热炉、立式油气分离器、稳定塔进入一次脱水沉降罐，总压力损失达到0.58MPa，进站压力高达0.65MPa。??? 早期孤东预分水工艺的研究为原油脱水工艺提供了发展方向，分水器的投用，缓解了由于原油含水上升、液量增大而造成的原油脱水处理困难的状况。但随着三采液聚合物含量的增加，油品性质发生变化，原油相对比重大（d420＝0．9581），50℃粘度为433mPa．s，油水分离难度增大，使得原分水器分离效果降低，原油出口含水达到87％，影响外输原油含水指标的完成，不能适应目前原油生产，因此研制含聚合物稠油新型高效分水器是解决脱水工艺系统的关键。??? 针对孤东各联合站脱水系统存在的问题，开展工艺技术研究，分析认为脱水困难的主要原因是分水设备效率低、处理能力差造成的，因此决定开展了新型高效分水器技术研究。??? 2 含聚合物稠油高效分水器的主要研究内容??? 重点开展含聚稠油乳状液油水分离特性的研究，进行高效分水器结构优化研究，研制应用新型高效分水器，并在现场开展试验。??? 2.1 影响分离效果的因素分析??? 油水的分离主要利用油水的密度差，靠重力场的作用，进行分离。因此，油水的分离服从stokes定律的规律。stokes定律如下： ? ??? 各种影响因素的分析具体如下：??? (1)液滴粒径（分散度）??? 粒径分布（分散相在连续相中的分散程度)是影响设备效率的关键性因素。根据Stokes定理，液滴的终端沉降速度与其粒径的平方成正比。粒径越小，油水混合物的分散度越高，分离器油水分离效果越差。反之，分离效果越好。??? (2)密度：油水泥合物中油相、水相密度差越大，越有利于沉降分离。??? (3)粘度：分离速度与油水的粘度成反比，粘度越小越有利于分离。??? (4)温度：温度是影响油水的密度差和粘度的重要因素。??? 孤东重质原油温度自40℃升高到65℃，原油粘度由800mPa．s降至200mPa．s，原油粘度随着温度的升高急剧降低，温度超过65℃后，原油粘度降低幅度较小，由此可见，孤东重质原油脱水的最佳温度应为65℃。??? (5)乳化与破乳??? 原油集输过程中，常常因为管件的节流或流过弯头等各种原因，在原油进入分离设备前就形成了一定的油水乳化液。根据测定，油水乳状液的密度介于油和水之间，粘度比油的大，使得油水乳状液的分离变得更加困难。因此，选用型号和数量合适的破乳剂是非常重要的。??? (6)停留时间??? 停留时间越长，则分离效果越好。但停留时间的变长必然会带来设备尺寸的加大，所以对于停留时间的选择必须进行综合考虑，一般是在能够满足分离要求的前提下越短越好，从而体现出设备的高效性。??? 2.2 含聚稠油稠油油水分离特性??? (1)聚丙烯酰胺对污水粘度的影响??? 污水粘度随着聚合物（HPAM）的浓度增加而增加，影响分离器的油水分离效果。??? (2)聚合物对界面弹力的影响??? 当两个油滴相互接近时，油滴表面会形成一层水膜。若要两滴聚并为一滴，必须使水膜破裂。??? 因此水膜的