一種原油脫水器電場調控方法
2023-08-12 10:38:31 2
專利名稱：一種原油脫水器電場調控方法
技術領域：
本發明屬於化工技術領域，具體涉及一種電場調控方法，尤其是涉及一種原油脫水器電場調控方法。
背景技術：
原油從地層開採出來後，必須經過一套完整的集輸處理工序使其含水達到外輸標準才能夠輸送出去，因此集輸處理過程是石油開採過程中的重要環節。目前國內外原油集輸處理流程基本都是經三相分離器後進行一次沉降、二次沉降、熱沉降、電脫水工藝完成原油的脫水過程，根據不同區塊原油物性差異，原油乳狀液脫水的難易程度，採油廠各聯合站可選擇性地對所處理原油採用不同的工藝。隨著旨在提高石油採收率的以注入體系(聚合物溶液、鹼溶液、表面活性劑溶液或體系)為主的「三次採油」技術的推廣，注入體系規模的擴大，應用時間的加長，採出液集輸處理暴露出來的問題也越來越多，由於採出液中化學劑的存在，返出的聚合物量逐步增加，使得採出的原油乳化液油-水界面張力降低到 1 X 10_2mN/m，採出的原油乳化液穩定性增加，油水中間過渡層逐漸增厚，原油脫水及脫後含油汙水處理變得十分困難，脫水工藝流程中最後一段作為淨化油外輸含水量合格保障的電脫水設備不能正常工作，經常出現脫後淨化油含水超標、油水界面不清、冒罐、電脫水器頻繁跳閘的「垮電場」(「垮電場」又稱倒電場」，「閃落」等)現象，使電場不能很好地建立起來，造成了電能的巨大浪費，甚至燒毀用電設備，影響原油脫水系統的正常運行。電脫水器以其高效、快速等優點被廣泛應用於實際生產中對原油乳狀液的脫水處理，電脫水器正常工作必須保持較高的穩定的電壓，較低的脫水電流，即只有建立很穩定的電場才能使進入電脫水器內含水量在合適範圍內的「W/0」原油乳狀液中的水珠發生偶極極化，相互吸引發生「運移「、聚並，再依靠重力克服乳化液的穩定性後從原油中沉降出來。國內外對電脫水過程中水珠聚並的基礎理論研究也很多，主要體現在聚結力與水珠半徑成正比，水珠粒徑不斷地增加，聚結力也隨之增強；聚結力也與油水乳狀液中含水量有關，乳狀液中含水量很低時，偶極聚結力值就非常小，脫水效率反而會下降，故採用電脫水工藝時不希望含水率過小；而含水過高，會引起電分散現象，一個水珠分散為兩個更小的水珠，不能達到原油脫水的目的。因此要保證電脫水器電場很好地工作，必須綜合分析並調節影響電場建立的多種因素。影響電場建立的因素很多，如產生感應電荷的電場強度(脫水場強)、脫水溫度、 含水量、礦化度(主要為金屬離子)、聚合物、表面活性劑含量及鹼含量等參數對電脫水器脫水電流的影響都很大。實際生產運行中，原油採出液處理量巨大，脫水溫度、礦化度、原油中化學物質的含量相對穩定，難以調節，而含水量及對導電性能影響較大的金屬離子濃度則便於調整。電導率和介電常數是原油乳狀液兩個重要的電性質，電導率除取決於其含水量和水顆粒的分散度外，在很大程度上決定於水中含鹽、含酸、含鹼量，且還隨溫度的增高而增大；介電常數代表電介質的極化能力，原油的相對介電常數為2，水的相對介電常數為80，由於原油和水介電常數差別懸殊，當把「W/0」乳狀液置於電場內時，乳狀液的內相水滴將沿電力線有序定向排列，並使乳狀液的電導率激烈增加，但介電常數的變化則在油和水相對介電常數之間，便於分析和控制。進入電脫水器中的原油因含水量相對較低，水的存在方式常以「W/0」乳狀液的形式包裹其中，而金屬離子一般溶解在原油所含的水中，有時也有一部分以微細顆粒狀態懸浮於原油中被油包覆。研究顯示，原油乳狀液宏觀的介電常數隻與乳狀液中含水量有關，而水中所含的雜質(即水質)對其影響較小，外摻離子因其存在方式不同，對電性質的影響也有差別。在電脫水器正常工作條件下，水分子的聚並、下沉應使介電常數減小，但在動態的連續生產過程中，低含水油的上升和含油水的下移，基本穩定含水油的進入，使電極板間的原油乳狀液的介電常數穩定在一個範圍內，數值基本在30 45之間。因此，可以根據介電常數的改變判斷電脫水器中原油的含水量，進而根據板間電壓調節、控制脫水電流，實現電場正常化。一旦電脫水器出現「垮電場」現象，電極板間的原油乳狀液的介電常數會超出正常範圍，在電極板間所加電壓基本不變的情況下，可以通過外加調節劑改變原油乳狀液的導電性能，使介電常數恢復，進而恢復電場，實現正常電脫水。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術存在的上述不足，提供一種原油脫水器電場調控方法。該方法通過在線分析電脫水器裡含水原油的介電常數，添加合適助劑、水、金屬離子或酸性物質，改變原油含水量和金屬離子含量，可穩定調控脫水電壓，脫水電流減小，從而保證電脫水器裝置的正常運行，使外輸油含水達到或低於外輸標準，滿足油田正常生產的需要。其技術方案為一種原油脫水器電場調控方法，包括以下步驟1)在線實時測試電脫水器中含水原油的介電常數，電脫水器裝置上安裝了液體介電常數測定儀，並用已知介電常數的純水進行了校正，測試時將電極插入電脫水器板間的油水乳狀液中，選擇量程，並調節前面板上的控制旋鈕，使電壓穩定，即可讀出所顯示的介電常數值，判斷乳狀液類型，是「W/0」型還是「0/W」型，並根據正常電場建立的工作電壓和電流，給出特定區塊原油電脫水介電常數的調節範圍；2)步驟1)測得的介電常數在近水範圍，可從熱沉降罐後管線添加抗乳化破乳劑、 酸的混合水溶液；若步驟1)測得的介電常數在近油範圍，則直接進入以下步驟3)從熱沉降罐後管線添加無機鹽、含抗乳化破乳劑的混合水溶液。優選地，步驟2、所述抗乳化破乳劑、酸的混合水溶液為樹脂類聚氧丁烯聚氧乙烯醚抗乳化破乳劑、冰醋酸，重量比為1 1 1 9。優選地，步驟幻所述無機鹽、含抗乳化破乳劑的混合水溶液為氯化鎂、氯化鈉及樹脂類聚氧丁烯聚氧乙烯醚抗乳化破乳劑，其中氯化鎂、氯化鈉按重量比1 1 1 3混合，混合無機鹽與樹脂類聚氧丁烯聚氧乙烯醚的重量比為1 1 1 20。優選地，所述介電常數在電場建立理想範圍內脫水電流高，可加入酸性物質調節脫水電流。進一步優選，所述酸性物質為氨基磺酸、濃硫酸、胺類緩蝕劑的10 50%的混合水溶液，其中氨基磺酸、濃硫酸的重量比為1 1 9 1，胺類緩蝕劑佔總量的0.5 5%。本發明的有益效果(1)本發明的調控方法可迅速根據介電常數的變化判斷電脫水器中乳狀液的電性質的改變，及時調整外加藥劑，恢復介電常數，進而恢復電場，滿足現場生產對電場指標的實際控制需求。(2)本發明可根據後段電脫水器中介電常數的變化要求，對前段一、二次沉降及熱沉降等過程提出控制指標，保證進入電脫水器的含乳化水原油有一合適的含水量。(3)本發明通過各段參數控制可尋找出影響電場建立的因素，分析出近油側和近水側介電常數變化，分析來料的電學性質，電場建立因素易分析，易調節。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明的方法作進一步詳細地說明。實施例1勝利油田孤島採油廠孤三聯合站出現「倒電場」現象，脫水電流350mA，電壓60mV， 在電脫水器進口端打入50Kg由10%濃硫酸、30%抗乳化破乳劑SLD-5010、5%冰醋酸組成的混合水溶液，電場逐步恢復，一天後平穩。實施例2勝利油田孤島採油廠孤二聯合站出現「倒電場」現象，在電脫水器進口端打入SOKg 由5% NaCl,10% A1C13、5%抗乳化破乳劑SLD-5010、5%冰醋酸組成的混合水溶液，電場逐步恢復，20小時後平穩。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，本發明的保護範圍不限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術範圍內，可顯而易見地得到的技術方案的簡單變化或等效替換均落入本發明的保護範圍內。
權利要求
1.一種原油脫水器電場調控方法，其特徵在於，包括以下步驟1)在線實時測試電脫水器中含水原油的介電常數，電脫水器裝置上安裝了液體介電常數測定儀，並用已知介電常數的純水進行了校正，測試時將電極插入電脫水器板間的油水乳狀液中，選擇量程，並調節前面板上的控制旋鈕，使電壓穩定，即可讀出所顯示的介電常數值，判斷乳狀液類型，是「W/0」型還是「0/W」型，並根據正常電場建立的工作電壓和電流， 給出特定區塊原油電脫水介電常數的調節範圍；2)步驟1)測得的介電常數在近水範圍，可從熱沉降罐後管線添加抗乳化破乳劑、酸的混合水溶液；若步驟1)測得的介電常數在近油範圍，則直接進入以下步驟3)從熱沉降罐後管線添加無機鹽、含抗乳化破乳劑的混合水溶液。
2.根據權利要求1所述的原油脫水器電場調控方法，其特徵在於，步驟2)所述抗乳化破乳劑、酸的混合水溶液為樹脂類聚氧丁烯聚氧乙烯醚抗乳化破乳劑、冰醋酸，重量比為 1 1 1 9。
3.根據權利要求1所述的原油脫水器電場調控方法，其特徵在於，步驟3)所述無機鹽、 含抗乳化破乳劑的混合水溶液為氯化鎂、氯化鈉及樹脂類聚氧丁烯聚氧乙烯醚抗乳化破乳劑，其中氯化鎂、氯化鈉按重量比1 1 1 3混合，混合無機鹽與樹脂類聚氧丁烯聚氧乙烯醚的重量比為1 1 1 20。
4.根據權利要求1所述的原油脫水器電場調控方法，其特徵在於，所述介電常數在電場建立理想範圍內脫水電流高，加入酸性物質調節脫水電流。
5.根據權利要求4所述的原油脫水器電場調控方法，其特徵在於，所述酸性物質為氨基磺酸、濃硫酸、胺類緩蝕劑的10 50%的混合水溶液，其中氨基磺酸、濃硫酸的重量比為 1 1 9 1，胺類緩蝕劑佔總量的0.5 5%。
全文摘要
本發明公開了一種原油脫水器電場調控方法，是不改變前段流程和藥劑僅對電脫水器中的原油乳狀液進行電性質調節使電場恢復正常的方法。該方法是根據介電常數的變化迅速判斷電脫水器中乳狀液的電性質的改變，及時調整外加藥劑，恢復介電常數，進而恢復電場，滿足現場生產對電場指標的實際控制需求，從而保證電脫水器裝置的正常運行，使外輸淨化油含水達到或低於外輸標準，滿足油田正常生產的需要。同時可根據電脫水器中介電常數的變化要求，對前段一、二次沉降及熱沉降等過程提出控制指標，保證進入電脫水器的含乳化水原油有一合適的含水量。適用於化工技術領域。
文檔編號C10G33/08GK102517070SQ20111040623
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月9日 優先權日2011年12月9日
發明者周冰瑤, 周建成, 周曉鋒, 李乃旭, 程玲 申請人:東南大學