聚驱采出液电脱水技术

石大留恋

摘要　采油三厂聚北十三联合站是第1
座为处理聚合物驱采出液而建的联合站,该
站采用单独处理工艺流程, 设计规模为
5206t/ d。一期工程建有<4 ×16m 平挂电极
复合电脱水器3 台,经过几年的现场试验、摸
索、改造和研究,经历了由平挂改为竖挂,由
交流改为直流运行的过程,使聚合物驱采出
液电脱水技术基本成熟。电脱水是处理采出
原油净化处理的一个重要环节。当一段脱后
原油含水满足竖挂电脱水器的进液要求时,
竖挂电脱水器比较适合于聚合物驱采出液的
处理,并且直流供电方式优于交流供电方式。
主题词　聚合物驱　脱水　电脱水器
电极
　　采油三厂聚北十三联合站是第1 座为处理聚合
物驱采出液而建的联合站, 该站采用单独处理工艺
流程, 设计规模为5206t/ d。一期工程建有<4 ×16m
平挂电极复合电脱水器3 台, 经过几年的现场试
验、摸索、改造和研究, 经历了由平挂改为竖挂,
由交流改为直流运行的过程, 使聚合物驱采出液电
脱水技术基本成熟。
1. 平挂电极电脱水器存在的问题
聚北十三联合站采用的<4 ×16m 平挂电脱水
器, 是由4 层电极组成, 单台设计最大处理能力
10615m3/ h。自1996 年采出液中含聚合物, 特别是
1997 年3 月份以后, 随着北二西地区聚合物驱油
的大面积收效, 采出液中聚合物含量大幅上升, 北
十三联的电脱水器出现电场运行不稳、脱水电流升
高、电器设备元件经常烧坏的现象。每次电场破坏
后必须把电脱水器内的乳化油用压风机压出, 重新
进液来维持电场平衡, 严重影响了正常生产。
针对以上问题, 分析主要原因如下:
(1) 聚丙烯酰胺是水溶性聚合物, 尽管可使油
相粘度降低, 有利于水滴的运动碰撞, 但聚合物分
子在油水相界面的分布, 增加了水化层的厚度, 使
界面膜强度增高, 表面张力增大, 从而形成了难于
破乳的“皮膜”, 使水滴在相互碰撞中破裂而聚集
成大水滴的几率减小。水滴的“聚而不集”, 使原
油乳状液分离特性变差, 增加了其破乳难度。
(2) 采出液含聚后, 水滴“聚而不集”几率的
增加以及水滴在平挂电场中运动的同向性, 使水滴
在平挂电场中成“链”长度与存留时间较长。“链”
长导致电场运行极不稳定, 存留时间长使电场破坏
后不易恢复。
(3) 采出液见聚后使乳状液导电特性发生变
化, 电导率增加, 电场泄露电流增大。
根据以上分析,先后在北十三联合站进行了破乳
剂筛选、脱水升温、改变供电方式等试验,使含聚采出
液电脱水难的情况得到了一定的缓解,但是没有从根
本上解决问题,特别是电场破坏后的恢复问题。
2. 竖挂电极电脱水器的应用效果
针对平挂电极电脱水器处理含聚采出液出现的
一系列问题, 1997 年10 月在北十三联合站安装了
一台竖挂电极电脱水器。实践证明效果比较理想,
主要表现在电场运行比较稳定, 电场破坏后容易恢
复。在此基础上又进行了改变供电方式运行的试
验。试验结果表明, 竖挂电脱水器采用直流供电方
式优于交流供电方式。
大庆原油中的水滴带负电荷, 平挂电极以上层
电极为负, 下层电极为正。竖挂电极以左电极为
负, 右电极为正。
在平挂电场中, 水滴的重力方向与电场力方向
相同, 即运动方向与所受合力方向一致, 具有同向
性; 而在竖挂电场中, 不同粒径的水滴所受合力方
向不一致, 使其呈扇形运动, 因此, 水滴运动具有
不同向性。
原油乳状液含聚合物后,水滴“聚而不集”,使碰
撞聚集效率降低。在竖挂电场中,水滴运动的不同
向性(呈扇形) ,使“水链”形成的长度、(下转34 页)
　油气田地面工程(OGSE) 　第20卷第3期(2001. 5) 　29
有刮渣刮泥机, 出水端设有溢流堰(或启闭机) 、
污水提升泵、浮渣槽和集渣池, 使用功能比圆形池
更为全面。
圆形浓缩池应用于文三污水处理站和马寨污水
处理站工程中, 矩形浓缩池应用于马寨污水处理站
改造工程、胡二污水处理站工程和文明污水处理站
工程中。无论圆形池还是矩形池, 当控制水质pH值
与原水pH值相近时, 入池污泥含水率较高, 但排污
量较小, 故浓缩时间相对较长。另外因污水处理工
艺和投加药剂性能差异使得出池污泥含水率相对较
高; 当控制水质pH值较高时, 由于处理工艺和投加
药剂不同使入池污泥量较大, 但含水率相对较小,
污泥沉降性能良好, 出池污泥含水率较低, 尤其是
矩形浓缩池, 对高固体悬浮物含量污泥浓缩效果很
好。表1 列出了控制不同水质pH值情况下的较高固
体悬浮物含量的污泥浓缩工艺主要运行参数。