1 老化油的來源和危害

廣義上講，老化油是指現(xiàn)有技術(shù)手段難以處理的原油，油田開發(fā)中老化油主要包括以下幾方面：

①污水池老化油：凈水系統(tǒng)、原油處理系統(tǒng)排污到污水污油池后，在曝氧、光照等條件下形成。

②污水系統(tǒng)回收油：采出液脫出水加入反向破乳劑，在重力除油罐中上浮的污油。

③凈水系統(tǒng)浮渣：凈水系統(tǒng)采用氣浮處理，污水中的油相、雜質(zhì)等以浮渣的形式形成污油。

④清罐污泥：處理系統(tǒng)罐底形成的含油污泥，定期清洗產(chǎn)生的污油排放到污水污油池。

⑤落地原油：采油井場的污油池中，在曝氧、光照等條件下形成，通過卸油臺進(jìn)入原油加工下游。

目前，老化油處理主要通過沉降、過濾等手段進(jìn)行預(yù)處理，然后回收至原油系統(tǒng)，與大量新鮮原油混摻后，由泵輸送到電脫裝置，在電場作用下使水滴聚結(jié)，然后借重力從原油中分離。回?fù)教幚磉^程中，易形成乳化程度較高的油水過渡層，對油田生產(chǎn)帶來以下危害：

（1）上述各種途徑產(chǎn)生的老化油大都集中在沉降罐內(nèi)，以油水中間過渡層的形式存在，并且在站內(nèi)不定期循環(huán)。大量老化油在站內(nèi)循環(huán)，占用了沉降罐、電脫水器等脫水設(shè)備的有效容積，降低了原油脫水設(shè)備的利用率，增大了原油沉降脫水的難度。

（2）老化油使電脫水器的脫水效果急劇下降，甚至出現(xiàn)電場不穩(wěn)定和倒電場的現(xiàn)象，使電脫水器無法運(yùn)行。

（3）增大原油脫水成本。由于回?fù)嚼匣褪姑撍y度增大，導(dǎo)致熱化學(xué)沉降后的原油含水上升、脫水溫度和加藥量都迅速增大。

2 老化油處理方法

原油破乳方法通常有物理破乳、化學(xué)破乳、電破乳，但僅采用這些方法處理原油乳狀液，并不能有效地破壞乳狀液，使油水分離。特別是對于老化油，由于具有復(fù)雜的化學(xué)成分和乳化結(jié)構(gòu)，難以用這些方法完全破乳脫水。近年來，經(jīng)大量試驗(yàn)研究表明，采用一些有效的方法對老化油進(jìn)行單獨(dú)處理，具有較好的效果。國內(nèi)外處理老化油的方法主要有熱化學(xué)脫水法、離心分離法、超聲波處理法、生物破乳劑法。

2.1 熱化學(xué)脫水法

原油熱化學(xué)脫水是將含水原油加熱到一定溫度，加入適合、適量的原油破乳劑，通過吸附在油水界面膜上，降低其表面張力，從而破壞乳狀液的穩(wěn)定性，達(dá)到油水分離目的。

此法工藝簡單，便于建立較大規(guī)模集中處理站，節(jié)約設(shè)備資源，有效利用熱能。其缺點(diǎn)是處理時(shí)間長、能耗大、藥劑投加量高、處理效果對藥劑依賴性大。由于目前仍沒有高效處理劑配方，因此該工藝處理后的原油仍含有一定量的水和固體雜質(zhì)，對難處理的老化油適應(yīng)性差。

2.2 超聲波處理

超聲波處理是通過機(jī)械振動、空化及熱作用來降低老化油粘度和油水界面膜剛性，同時(shí)作用與性質(zhì)不同的流體介質(zhì)，產(chǎn)生位移效應(yīng)實(shí)現(xiàn)油水分離。

超聲波處理技術(shù)設(shè)備簡單，運(yùn)行費(fèi)用低廉，不但具有熱化學(xué)沉降技術(shù)可大批量處理的優(yōu)點(diǎn)，更能夠降低處理溫度，節(jié)約藥劑，縮短處理時(shí)間，適用于常規(guī)辦法難以奏效的老化油處理。但是，由于各地老化油的組成和性質(zhì)差異，以及超聲波可能引起的二次乳化，應(yīng)用時(shí)要特別注意參數(shù)的選擇。

2.3 生物破乳劑法

生物破乳劑是一種由天然微生物菌體經(jīng)篩選、馴化、發(fā)酵等生化處理過程制成的生物制品。它通過菌體的細(xì)胞擴(kuò)張和生物代謝產(chǎn)生的表面活性物質(zhì)可使油水分離，是一種新型原油破乳劑。生物破乳劑胞體具有橢球形外形，比一般乳狀液的液滴尺寸大許多，加上其表面具有較高的界面活性，使液滴能較快地潤濕、鋪展，使相鄰液滴凝聚并排液，從而達(dá)到分離的目的。

目前，國內(nèi)采用生物破乳劑處理老化油的應(yīng)用未見報(bào)道，美國通過添加生物酶處理老化油，效果很好，但費(fèi)用高，因此它還難以成為主要的處理手段。

2.4 離心分離法

老化油中固體顆粒吸附在油水界面形成一定厚度和強(qiáng)度的界面膜，起到空間穩(wěn)定作用是老化原油穩(wěn)定性高的主要原因。因此能有效地去除固體顆粒將有助于界面膜的破壞，極大地提高老化原油的脫水效率。離心技術(shù)多用于渣質(zhì)分離，因此，離心法脫水特別適用于含渣質(zhì)較多的污水回收油、脫水站回脫油、落地油等老化油的脫水。

該法由自動加藥裝置向老化油中加入破乳劑和絮凝劑，再送入離心機(jī)，通過離心力的作用，使老化油中密度大的固體粒子沉降到轉(zhuǎn)筒壁上，油水兩相形成同心圓柱，較輕的油相處于內(nèi)層，較重的水相處于外層，分離出的固體雜質(zhì)由螺旋輸送器排出。常用的離心裝置還包括水力旋流器。離心分離法分離效率高于熱沉降，且設(shè)備占地面積小。國外多采用這一工藝，再將分離出的固體雜質(zhì)進(jìn)行焚燒或生物無害化處理。

新疆油田2005年開始進(jìn)行離心分離技術(shù)研究，該項(xiàng)目并被確立為中國石油股份公司級科研項(xiàng)目。經(jīng)過兩年多的室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場試驗(yàn)，2007年10月在采油一廠稠油處理站進(jìn)行了工業(yè)化試驗(yàn)并取得成功，其老化油處理量達(dá)8m3/h，處理后的原油含水小于2%。2008年在采油二廠重油公司進(jìn)行了離心機(jī)老化油處理新技術(shù)的推廣。2011年由CPE新疆設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)研發(fā)的老化油離心脫水橇成功應(yīng)用于哈薩克斯坦讓納若爾油田，并取得良好的效果。

3 離心分離技術(shù)的現(xiàn)場應(yīng)用

3.1 目前現(xiàn)狀及問題

哈薩克斯坦讓納若爾油田油氣處理廠主要負(fù)責(zé)讓納若爾油田南區(qū)轉(zhuǎn)油站、北區(qū)轉(zhuǎn)油站和北區(qū)北部生產(chǎn)原油的處理任務(wù)，目前采用電化學(xué)沉降脫水工藝。原油處理過程中產(chǎn)生的污油由于含有大量化學(xué)藥劑和固體雜質(zhì)，常規(guī)處理方法無法滿足生產(chǎn)需求，處理困難，根據(jù)污油脫水試驗(yàn)，離心脫水對老化油有較好的脫水效果，同時(shí)能夠有效脫除原油中的固相雜質(zhì)，因此選擇離心脫水。

原油處理過程中產(chǎn)生的污油：

①污泥固體含量：3%～9%。

②處理介質(zhì)污水含量：30%～50%。

③介質(zhì)溫度≤90℃。

讓納若爾油氣田原油物性如下：

采出水物性如下：

3.2 工藝流程

加入破乳劑和絮凝劑的老化油經(jīng)提升泵提升后進(jìn)入離心機(jī)進(jìn)行離心脫水處理，脫出的凈化油進(jìn)入橇內(nèi)的臥式儲油罐，污水流入臥式儲水罐。老化油離心機(jī)脫水橇設(shè)有凈化油提升泵，儲油罐內(nèi)的凈化油經(jīng)泵提升計(jì)量后流入凈化油罐內(nèi)；儲水罐內(nèi)的污水經(jīng)污水泵提升計(jì)量后進(jìn)入采出水處理裝置；離心機(jī)分離出來的泥、砂，經(jīng)螺旋輸送機(jī)輸至污泥斗內(nèi)，待污泥儲存一定量后裝車?yán)\(yùn)到污泥處理廠處理。

通過近階段老化油回收處理工作，老化油處理裝置處理能力為3.5t/h，處理后凈化油含水≤1.5%，固體雜質(zhì)≤0.5%；處理后采出水含油≤1.0%，固體雜質(zhì)≤0.5%。處理后固相含水≤35%，含油≤15%；說明破乳脫水效果較好，通過離心機(jī)脫水處理，出口原油含水較低。解決了常規(guī)處理方法無法滿足生產(chǎn)需求的問題。

鑒于老化油的普遍性和離心脫水的一次性投資較大，在每個(gè)聯(lián)合站都建一套老化油處理系統(tǒng)投資較大，而本文設(shè)計(jì)的可移動離心機(jī)脫水橇既能滿足固定處理系統(tǒng)的要求，同時(shí)又有很大的靈活性，可在聯(lián)合站之間輪換使用，既降低了設(shè)備投資又可解決實(shí)際問題。

4 結(jié)論

（1）采用離心脫水方法處理老化油能夠有效分離雜質(zhì)，與采用熱化學(xué)沉降方法相比脫水效率顯著提高。

（2）離心機(jī)脫水橇既能滿足老化油處理的要求，又具有很大的靈活性，實(shí)現(xiàn)了老化油高效處理的目的。

此外，目前采用人工化驗(yàn)對離心機(jī)進(jìn)出口原油含水、污水含油量進(jìn)行監(jiān)測，通過觀察污水出水口色來調(diào)整離心機(jī)原油出口壓力，自動化程度和監(jiān)測度還有待提高。