CN102517070A - 一种原油脱水器电场调控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种原油脱水器电场调控方法，是不改变前段流程和药剂仅对电脱水器中的原油乳状液进行电性质调节使电场恢复正常的方法。该方法是根据介电常数的变化迅速判断电脱水器中乳状液的电性质的改变，及时调整外加药剂，恢复介电常数，进而恢复电场，满足现场生产对电场指标的实际控制需求，从而保证电脱水器装置的正常运行，使外输净化油含水达到或低于外输标准，满足油田正常生产的需要。同时可根据电脱水器中介电常数的变化要求，对前段一、二次沉降及热沉降等过程提出控制指标，保证进入电脱水器的含乳化水原油有一合适的含水量。适用于化工技术领域。

Description

一种原油脱水器电场调控方法

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种电场调控方法，尤其是涉及一种原油脱水器电场调控方法。

背景技术

原油从地层开采出来后，必须经过一套完整的集输处理工序使其含水达到外输标准才能够输送出去，因此集输处理过程是石油开采过程中的重要环节。目前国内外原油集输处理流程基本都是经三相分离器后进行一次沉降、二次沉降、热沉降、电脱水工艺完成原油的脱水过程，根据不同区块原油物性差异，原油乳状液脱水的难易程度，采油厂各联合站可选择性地对所处理原油采用不同的工艺。随着旨在提高石油采收率的以注入体系(聚合物溶液、碱溶液、表面活性剂溶液或体系)为主的“三次采油”技术的推广，注入体系规模的扩大，应用时间的加长，采出液集输处理暴露出来的问题也越来越多，由于采出液中化学剂的存在，返出的聚合物量逐步增加，使得采出的原油乳化液油-水界面张力降低到1×10^-2mN/m，采出的原油乳化液稳定性增加，油水中间过渡层逐渐增厚，原油脱水及脱后含油污水处理变得十分困难，脱水工艺流程中最后一段作为净化油外输含水量合格保障的电脱水设备不能正常工作，经常出现脱后净化油含水超标、油水界面不清、冒罐、电脱水器频繁跳闸的“垮电场”(“垮电场”又称倒电场”，“闪落”等)现象，使电场不能很好地建立起来，造成了电能的巨大浪费，甚至烧毁用电设备，影响原油脱水系统的正常运行。

电脱水器以其高效、快速等优点被广泛应用于实际生产中对原油乳状液的脱水处理，电脱水器正常工作必须保持较高的稳定的电压，较低的脱水电流，即只有建立很稳定的电场才能使进入电脱水器内含水量在合适范围内的“W/O”原油乳状液中的水珠发生偶极极化，相互吸引发生“运移“、聚并，再依靠重力克服乳化液的稳定性后从原油中沉降出来。国内外对电脱水过程中水珠聚并的基础理论研究也很多，主要体现在聚结力与水珠半径成正比，水珠粒径不断地增加，聚结力也随之增强；聚结力也与油水乳状液中含水量有关，乳状液中含水量很低时，偶极聚结力值就非常小，脱水效率反而会下降，故采用电脱水工艺时不希望含水率过小；而含水过高，会引起电分散现象，一个水珠分散为两个更小的水珠，不能达到原油脱水的目的。因此要保证电脱水器电场很好地工作，必须综合分析并调节影响电场建立的多种因素。

影响电场建立的因素很多，如产生感应电荷的电场强度(脱水场强)、脱水温度、含水量、矿化度(主要为金属离子)、聚合物、表面活性剂含量及碱含量等参数对电脱水器脱水电流的影响都很大。实际生产运行中，原油采出液处理量巨大，脱水温度、矿化度、原油中化学物质的含量相对稳定，难以调节，而含水量及对导电性能影响较大的金属离子浓度则便于调整。

电导率和介电常数是原油乳状液两个重要的电性质，电导率除取决于其含水量和水颗粒的分散度外，在很大程度上决定于水中含盐、含酸、含碱量，且还随温度的增高而增大；介电常数代表电介质的极化能力，原油的相对介电常数为2，水的相对介电常数为80，由于原油和水介电常数差别悬殊，当把“W/O”乳状液置于电场内时，乳状液的内相水滴将沿电力线有序定向排列，并使乳状液的电导率激烈增加，但介电常数的变化则在油和水相对介电常数之间，便于分析和控制。进入电脱水器中的原油因含水量相对较低，水的存在方式常以“W/O”乳状液的形式包裹其中，而金属离子一般溶解在原油所含的水中，有时也有一部分以微细颗粒状态悬浮于原油中被油包覆。研究显示，原油乳状液宏观的介电常数只与乳状液中含水量有关，

而水中所含的杂质(即水质)对其影响较小，外掺离子因其存在方式不同，对电性质的影响也有差别。

在电脱水器正常工作条件下，水分子的聚并、下沉应使介电常数减小，但在动态的连续生产过程中，低含水油的上升和含油水的下移，基本稳定含水油的进入，使电极板间的原油乳状液的介电常数稳定在一个范围内，数值基本在30～45之间。因此，可以根据介电常数的改变判断电脱水器中原油的含水量，进而根据板间电压调节、控制脱水电流，实现电场正常化。一旦电脱水器出现“垮电场”现象，电极板间的原油乳状液的介电常数会超出正常范围，在电极板间所加电压基本不变的情况下，可以通过外加调节剂改变原油乳状液的导电性能，使介电常数恢复，进而恢复电场，实现正常电脱水。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的上述不足，提供一种原油脱水器电场调控方法。该方法通过在线分析电脱水器里含水原油的介电常数，添加合适助剂、水、金属离子或酸性物质，改变原油含水量和金属离子含量，可稳定调控脱水电压，脱水电流减小，从而保证电脱水器装置的正常运行，使外输油含水达到或低于外输标准，满足油田正常生产的需要。

其技术方案为：

一种原油脱水器电场调控方法，包括以下步骤：

1)在线实时测试电脱水器中含水原油的介电常数，电脱水器装置上安装了液体介电常数测定仪，并用已知介电常数的纯水进行了校正，测试时将电极插入电脱水器板间的油水乳状液中，选择量程，并调节前面板上的控制旋钮，使电压稳定，即可读出所显示的介电常数值，判断乳状液类型，是“W/O”型还是“O/W”型，并根据正常电场建立的工作电压和电流，给出特定区块原油电脱水介电常数的调节范围；

2)步骤1)测得的介电常数在近水范围，可从热沉降罐后管线添加抗乳化破乳剂、酸的混合水溶液；

若步骤1)测得的介电常数在近油范围，则直接进入以下步骤：

3)从热沉降罐后管线添加无机盐、含抗乳化破乳剂的混合水溶液。

优选地，步骤2)所述抗乳化破乳剂、酸的混合水溶液为树脂类聚氧丁烯聚氧乙烯醚抗乳化破乳剂、冰醋酸，重量比为1∶1～1∶9。

优选地，步骤3)所述无机盐、含抗乳化破乳剂的混合水溶液为氯化镁、氯化钠及树脂类聚氧丁烯聚氧乙烯醚抗乳化破乳剂，其中氯化镁、氯化钠按重量比1∶1～1∶3混合，混合无机盐与树脂类聚氧丁烯聚氧乙烯醚的重量比为1∶1～1∶20。

优选地，所述介电常数在电场建立理想范围内脱水电流高，可加入酸性物质调节脱水电流。

进一步优选，所述酸性物质为氨基磺酸、浓硫酸、胺类缓蚀剂的10～50％的混合水溶液，其中氨基磺酸、浓硫酸的重量比为1∶1～9∶1，胺类缓蚀剂占总量的0.5～5％。

本发明的有益效果：

(1)本发明的调控方法可迅速根据介电常数的变化判断电脱水器中乳状液的电性质的改变，及时调整外加药剂，恢复介电常数，进而恢复电场，满足现场生产对电场指标的实际控制需求。

(2)本发明可根据后段电脱水器中介电常数的变化要求，对前段一、二次沉降及热沉降等过程提出控制指标，保证进入电脱水器的含乳化水原油有一合适的含水量。

(3)本发明通过各段参数控制可寻找出影响电场建立的因素，分析出近油侧和近水侧介电常数变化，分析来料的电学性质，电场建立因素易分析，易调节。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的方法作进一步详细地说明。

实施例1

胜利油田孤岛采油厂孤三联合站出现“倒电场”现象，脱水电流350mA，电压60mV，在电脱水器进口端打入50Kg由10％浓硫酸、30％抗乳化破乳剂SLD-5010、5％冰醋酸组成的混合水溶液，电场逐步恢复，一天后平稳。

实施例2

胜利油田孤岛采油厂孤二联合站出现“倒电场”现象，在电脱水器进口端打入80Kg由5％NaCl、10％AlCl₃、5％抗乳化破乳剂SLD-5010、5％冰醋酸组成的混合水溶液，电场逐步恢复，20小时后平稳。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种原油脱水器电场调控方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在线实时测试电脱水器中含水原油的介电常数，电脱水器装置上安装了液体介电常数测定仪，并用已知介电常数的纯水进行了校正，测试时将电极插入电脱水器板间的油水乳状液中，选择量程，并调节前面板上的控制旋钮，使电压稳定，即可读出所显示的介电常数值，判断乳状液类型，是“W/O”型还是“O/W”型，并根据正常电场建立的工作电压和电流，给出特定区块原油电脱水介电常数的调节范围；

2)步骤1)测得的介电常数在近水范围，可从热沉降罐后管线添加抗乳化破乳剂、酸的混合水溶液；

若步骤1)测得的介电常数在近油范围，则直接进入以下步骤：

3)从热沉降罐后管线添加无机盐、含抗乳化破乳剂的混合水溶液。

2.根据权利要求1所述的原油脱水器电场调控方法，其特征在于，步骤2)所述抗乳化破乳剂、酸的混合水溶液为树脂类聚氧丁烯聚氧乙烯醚抗乳化破乳剂、冰醋酸，重量比为1∶1～1∶9。

3.根据权利要求1所述的原油脱水器电场调控方法，其特征在于，步骤3)所述无机盐、含抗乳化破乳剂的混合水溶液为氯化镁、氯化钠及树脂类聚氧丁烯聚氧乙烯醚抗乳化破乳剂，其中氯化镁、氯化钠按重量比1∶1～1∶3混合，混合无机盐与树脂类聚氧丁烯聚氧乙烯醚的重量比为1∶1～1∶20。

4.根据权利要求1所述的原油脱水器电场调控方法，其特征在于，所述介电常数在电场建立理想范围内脱水电流高，加入酸性物质调节脱水电流。

5.根据权利要求4所述的原油脱水器电场调控方法，其特征在于，所述酸性物质为氨基磺酸、浓硫酸、胺类缓蚀剂的10～50％的混合水溶液，其中氨基磺酸、浓硫酸的重量比为1∶1～9∶1，胺类缓蚀剂占总量的0.5～5％。