电场强化油水分离技术在油田采出液中的应用研究

doi:10.19965/j.cnki.iwt.2021-0660

工业水处理 ›› 2022, Vol. 42 ›› Issue (3): 168-171. doi: 10.19965/j.cnki.iwt.2021-0660

电场强化油水分离技术在油田采出液中的应用研究

唐晓旭^1,^2,³,张勇^1,³,王秀军^2,³(),陈家庆⁴

^1.中海石油(中国)有限公司天津分公司, 天津 300452
^2.海洋石油高效开发国家重点实验室, 北京 100028
^3.中海油研究总院有限责任公司, 北京 100028
^4.北京石油化工学院, 北京 102617

收稿日期:2021-12-27 出版日期:2022-03-20 发布日期:2022-03-21
通讯作者: 王秀军 E-mail:wangxj89@cnooc.com.cn
作者简介:唐晓旭（1971— ），高级工程师|王秀军，高级工程师。E-mail：wangxj89@cnooc.com.cn。
基金资助:
国家自然科学基金企业创新发展联合基金重点支持项目(U20B2030)

Application research of electric field enhanced oil-water separation in oilfield produced liquid

Xiaoxu TANG^1,^2,³,Yong ZHANG^1,³,Xiujun WANG^2,³(),Jiaqing CHEN⁴

^1.Tianjin Brach of CNOOC，Tianjin 300452，China
^2.State Key Laboratory of Offshore Oil Exploitation，Beijing 100028，China
^3.CNOOC Research Institute Company，Ltd. ，Beijing 100028，China
^4.Beijing Institute of Petrochemical Technology，Beijing 102617，China

Received:2021-12-27 Online:2022-03-20 Published:2022-03-21
Contact: Xiujun WANG E-mail:wangxj89@cnooc.com.cn

摘要/Abstract

摘要：

目前海上油田处理高含水采出液采用的是“三相分离+电脱水”工艺，工艺流程较长，占地面积大。为了更高效地处理高含水采出液，设计了新型电场强化油水分离器，并制造了处理能力为10 m³/h的撬装装置。通过矿场试验研究了频率、破乳剂等对电场强化油水分离器分离效果的影响，结果表明，针对平台高含水（含水率78%~97%）原油来液，当控制入口流量为10 m³/h，静电聚结器电源电压为4.98 kV，电源频率为3 500 Hz时，油相出口含水低至7%，可以不加破乳剂，节约了药剂成本。

关键词: 静电聚结, 三相分离器, 脱水, 破乳

Abstract:

At present，the process of “three-phase separation+electric dehydration”is adopted in the treatment of high water-cut produced fluid in offshore oilfields，which has a long process flow and a large area. In order to deal with the produced fluid with high water content more efficiently，a new type of electric field-enhanced oil?water separator was designed，and a skid-mounted device with a processing capacity of 10 m³/h was manufactured. The influence of frequency，demulsifier，etc. on the separation effect of the electric field-enhanced oil?water separator was studied through field experiments. The results showed that for the platform crude oil incoming liquid with high water content（water content of 78%?97%），when the inlet flow rate，the power supply voltage of the electrostatic coalescer and the power supply frequency was controlled to 10 m³/h， 4.98 kV and 3 500 Hz，the water content of the oil phase outlet was as low as 7%. In this case，the demulsifier could be omitted，which saved the cost of medicine.

Key words: electrostatic coalescence, three-phase separator, dehydration, demulsification

中图分类号:

TE868

唐晓旭,张勇,王秀军,陈家庆. 电场强化油水分离技术在油田采出液中的应用研究[J]. 工业水处理, 2022, 42(3): 168-171.

Xiaoxu TANG,Yong ZHANG,Xiujun WANG,Jiaqing CHEN. Application research of electric field enhanced oil-water separation in oilfield produced liquid[J]. Industrial Water Treatment, 2022, 42(3): 168-171.

https://gyscl.magtechjournal.com/CN/Y2022/V42/I3/168

图/表 5

图1 水颗粒偶极聚结作用示意

Fig. 1 Illustration of Water-droplet dipolar coalescence

图2 内置静电聚结内部设计示意

Fig. 2 Schematic of vessel internal electrostatic coalescers（VIEC）

图3 电源频率对电场强化油水分离器分离效率的影响

Fig. 3 Effect of power frequency on separation efficiency

图 4 VIEC模块对三相分离器分离效果的影响

Fig. 4 Effect of electric field on separation efficiency

图 5 破乳剂种类及加药量对静电聚结破乳效果的影响

Fig. 5 Effect of demulsifier types and their dosage on separation efficiency

参考文献 11

1	田建超，李玉涛，修书志，等. 我国油田产出水再利用技术现状及展望［J］. 油气田环境保护，2021，31（1）：15-20.
	TIAN Jianchao， LI Yutao， XIU Shuzhi，et al. Present situation and prospect of oilfield wastewater resue technology in China［J］. Environmental Protection of Oil & Gas Fields，2021，31（1）：15-20.
2	汪红，范旭强，江河，等. 中国老油田企业可持续发展政策现状与建议［J］. 世界石油工业，2021，28（2）：18-24.
	WANG Hong， FAN Xuqiang， JIANG He，et al. Current situation and suggestions of sustainable development policy of oilfield enterprises in China［J］. World Petroleum Industry，2021，28（2）：18-24.
3	孙治谦，周衍涛，刘伯川，等. 操作参数对W/O乳状液水滴静电迁移聚并的影响［J］. 过程工程学报，2019，19（3）：597-602. doi:10.12034/j.issn.1009-606X.218261 doi: 10.12034/j.issn.1009-606X.218261
	SUN Zhiqian， ZHOU Yantao， LIU Bochuan，et al. Effects of operating parameters on the electrostatic migration and coalescence of water droplets of W/O emulsion［J］. The Chinese Journal of Process Engineering，2019，19（3）：597-602. doi:10.12034/j.issn.1009-606X.218261 doi: 10.12034/j.issn.1009-606X.218261
4	徐闽，张志平，郝宝齐，等. 新型静电聚结脱水技术在分离器中的应用［J］. 中国海洋平台，2020，35（6）：84-89.
	XU Min， ZHANG Zhiping， HAO Baoqi，et al. Application of novel electrostatic coalescence dehydration technology oil-water separator［J］. China Offshore Platform，2020，35（6）：84-89.
5	陈春燕. 原油脱水技术研究进展［J］. 辽宁化工，2019，48（6）：546-547. doi:10.3969/j.issn.1004-0935.2019.06.017 doi: 10.3969/j.issn.1004-0935.2019.06.017
	CHEN Chunyan. Research progress in crude oil dehydration technology［J］. Liaoning Chemical Industry， 2019，48（6）：546-547. doi:10.3969/j.issn.1004-0935.2019.06.017 doi: 10.3969/j.issn.1004-0935.2019.06.017
6	熊豪，张宝生，陈家庆，等. 三相分离器内置静电聚结原油脱水技术研究［J］. 石油机械，2016，44（8）：108-112. doi:10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2016.08.024 doi: 10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2016.08.024
	XIONG Hao， ZHANG Baosheng， CHEN Jiaqing，et al. Crude oil dehydration technology by vessel internal electrostatic coalescer in three-phase separator［J］. China Petroleum Machinery，2016，44（8）：108-112. doi:10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2016.08.024 doi: 10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2016.08.024
7	杨东海，孙永祥，何利民，等. 静电聚结效果在线评价实验［J］. 中国石油大学学报：自然科学版，2018，42（4）：128-134. doi:10.1016/j.cep.2018.10.013 doi: 10.1016/j.cep.2018.10.013
	YANG Donghai， SUN Yongxiang， HE Limin，et al. Experimental investigation on electrostatic coalescence effect for online evaluation ［J］. Journal of China University of Petroleum：Edition of Natural Science， 2018， 42（4）：128-134. doi:10.1016/j.cep.2018.10.013 doi: 10.1016/j.cep.2018.10.013
8	陈家庆，黄松涛，沈玮玮，等. W/O型原油乳化液高频电场破乳特性实验［J］. 油气储运，2017，36（6）：694-701.
	CHEN Jiaqing， HUANG Songtao， SHEN Weiwei，et al. Experiment on demulsification characteristics of water-in-oil emulsions in high-frequency electric field［J］. Oil & Gas Storage and Transportation，2017，36（6）：694-701.
9	沈玮玮，陈家庆，胡成勇，等. 高频/高压静电聚结破乳评价方法及电场频率选择研究［J］. 高校化学工程学报，2014，28（4）：812-817. doi:10.3969/j.issn.1003-9015.2014.04.019 doi: 10.3969/j.issn.1003-9015.2014.04.019
	SHEN Weiwei， CHEN Jiaqing， HU Chengyong，et al. Research on electrostatic coalescence demulsification evaluation methods and frequency screening in high frequency/high voltage electric field［J］. Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities，2014，28（4）：812-817. doi:10.3969/j.issn.1003-9015.2014.04.019 doi: 10.3969/j.issn.1003-9015.2014.04.019
10	张龙，陈家庆，李玮健，等. 三相分离与电场破乳脱水一体化（VIEC）技术及其性能研究［J］.石油规划设计，2017，28（2）：8-12. doi:10.3969/j.issn.1004-2970.2017.02.003 doi: 10.3969/j.issn.1004-2970.2017.02.003
	ZHANG Long， CHEN Jiaqing， LI Weijian，et al. Study of integration technology of three phase separation and electric demulsification（VIEC） and its performance［J］. Petroleum Planning & Engineering，2017， 28（2）：8-12. doi:10.3969/j.issn.1004-2970.2017.02.003 doi: 10.3969/j.issn.1004-2970.2017.02.003
11	ALQAHTANI A A. Vessel internal electrostatic coalescer technology（VIEC）［C］//SPE International Production and Operations Conference & Exhibition，OnePetro，2012. doi:10.2118/156087-ms doi: 10.2118/156087-ms

[1]	偏正平, 王冰, 居正, 姚萌, 冉治霖. 电絮凝处理乳化油废水电极设计及COMSOL模拟机理研究[J]. 工业水处理, 2026, 46(4): 123-130.
[2]	周泾泾, 徐国瑞, 于萌, 郭永华, 李晓骁, 高亚慧, 李玲玉. 石油工业中乳液分离技术研究进展[J]. 工业水处理, 2026, 46(3): 47-56.
[3]	陈传帅, 孙浩程, 回军, 吴巍. 污泥秸秆基活性炭的制备及其吸附性能分析[J]. 工业水处理, 2026, 46(1): 131-137.
[4]	刘汨莎, 李杰, 王费新, 王鹤翔, 刘梓殊, 李风亭. 絮凝调理强化疏浚淤泥脱水固结的工程应用研究进展[J]. 工业水处理, 2026, 46(1): 11-19.
[5]	张欣蕊, 高伟楠, 王怡人, 冯萃敏, 程树辉, 纪海霞. 某综合污水处理厂污泥处理系统设计与分析[J]. 工业水处理, 2025, 45(7): 200-205.
[6]	王一迪, 石媛丽, 屈嘉琦, 斯潮湧, 刘程程, 詹亚力, 王庆宏, 陈春茂. 压裂返排液水质胶体稳定性分析及其预处理技术研究[J]. 工业水处理, 2025, 45(6): 1-10.
[7]	王庆吉, 杨雪莹, 张泽俊, 裴茂辰, 王庆宏, 史权, 陈春茂. 含聚污水非离子破乳剂的制备与性能研究[J]. 工业水处理, 2025, 45(6): 11-17.
[8]	张恒, 郑存川. 一种超支化聚合物的合成及其破乳性能[J]. 工业水处理, 2025, 45(4): 127-132.
[9]	郭肖依, 张颖, 王永军, 刘学敏, 崔广振, 吴结丰. 高稳定性聚丙烯酸酯反相破乳剂的合成与应用[J]. 工业水处理, 2025, 45(2): 138-143.
[10]	郑伟杰, 张鑫, 卢立泉, 杨林鹏, 杨曦凯, 慕杨, 罗从伟, 翟学东. 山东某污泥处置升级改造工程工艺设计[J]. 工业水处理, 2025, 45(11): 198-203.
[11]	郭绍东, 王张羽, 刘赛, 周龙, 尹希. 不同方式活化过硫酸盐对污泥过滤性能及胞外聚合物的影响[J]. 工业水处理, 2025, 45(10): 94-101.
[12]	徐雪, 孙亚, 朱晓丹, 沈淑娟, 师亚威, 丁光辉. 含油污水电破乳技术研究进展[J]. 工业水处理, 2025, 45(10): 18-28.
[13]	范凤艳, 杨郭. 超支化聚合物破乳剂HPO-1在强乳化含油污水处理中的应用[J]. 工业水处理, 2024, 44(5): 185-191.
[14]	李杰, 戴子俊, 张晴波, 尹纪富, 茹少钦, 王洪涛, 李风亭, 刘汨莎. 基于絮凝调理技术强化污泥脱水性能的研究进展[J]. 工业水处理, 2024, 44(5): 52-63.
[15]	张静, 张彦平, 裴佳华, 贾小赛, 李一兵, 吕宁. 铁基污泥炭活化过硫酸盐调理剩余污泥脱水的效能和机理研究[J]. 工业水处理, 2024, 44(3): 142-151.

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