高頻聚結裝置

孫志英

中國石化石油工程設計有限公司

1 裝置的研制

高頻聚結分水基本原理：在高頻脈沖電場中，水滴受極化作用和靜電感應，使水滴兩端帶有極性不同的電荷。在外加電場中，水滴被拉長變形，并沿電力線方向排列成水鏈狀，相鄰水滴的正負偶極相互吸引，水滴相互碰撞，合并成大水滴[1-3]，從原油中沉降分離出來。

針對高含水采出液脫水難題，研制了一種高頻聚結裝置。該裝置將電場空間聚結和機械表面物理聚結相結合，首次實現了高含水采出液的靜電聚結深度分水處理。

新型聚結裝置是由多個聚結模塊組成的緊湊型靜電復合聚結裝置，利用模塊化結構將電場空間聚結和機械表面物理聚結相結合，克服了傳統聚結器體積大的缺點，利用較低電壓即可達到來液聚結所需的電場力，能使水珠粒徑在幾秒內增大10倍左右，實現了油水的快速分離。

2 中試裝置的應用

高頻聚結中試裝置于2012年在河口采油廠埕東聯合站進行了現場試驗。井排來液參數：來液量120 m3/d，綜合含水97%，原油密度945 kg/m3，黏度（50℃）1 000 mPa·s，溫度43℃。井排來液直接進入中試裝置，破乳劑采用現場破乳劑，加藥量為150 mg/L（按油計），停留時間約40 min，裝置出口油中含水穩定在0.8%~3.0%，水中含油穩定在50 mg/L以下。高頻聚結中試裝置主要技術參數：①外型尺寸，?1 200 mm×5 000 mm；②處理量，150 m3/d；③電源脈沖容量，10 kVA。

3 工業化裝置的應用

高頻聚結工業化裝置于2013年3月在河口采油廠埕東聯合站開展了現場應用。埕東聯分隊計量改造完成后，共8個隊的井排來液分別進站內的7臺分離器及高頻聚結工業化裝置。其中高頻聚結裝置處理102隊井排來液，該隊井排來液參數：來液量7 600 m3/d，綜合含水98%，原油密度935~940 kg/m3，黏度（50℃）183~300 mPa·s，溫度48~52℃。

井排來液（未加破乳劑）直接進入高頻聚結裝置，通過約32 min的處理，裝置出口油中含水穩定在1.0%~3.0%，水中含油平均在1 000 mg/L以下。

與站內其他分離器處理效果對比可知，在處理相同井排來液情況下，站內分離器油中含水為20%~30%，水中含油量約1 000~1 800 mg/L。高頻聚結工業化裝置的主要技術參數：①外型尺寸，?3600m×17 508 mm；②處理量，7 600 m3/d；③電源脈沖容量，100 kVA。

4 結語

（1）含水在90%以上的采出液經高頻聚結裝置處理后，油中含水可降至5%以下，聚結效果非常顯著。

（2）靜電復合聚結技術可大幅提高聯合站分水效率，提高脫水速度，降低處理能耗，較好地解決了高含水采出液的脫水難題。

[1]甘琴容，張建，董守平．高頻脈沖電場下乳狀液中液滴運動行為研究[J]．油氣田地面工程，2006，25（1）：5-6.

[2]張建、甘琴容、董守平．脈沖電破乳中液滴變形的研究[J]．油氣田地面工程，2006，25（3）：12-13.

[3]張建、董守平、甘琴容．高頻脈沖電場作用下乳狀液液滴動力學模型[J]．化工學報，2007，58（4）：875-880.