新版油气集输工艺

油气集输工艺寇杰邮件：chuyunk@163.com

2024/9/101绪论油气性质和基础理论矿场集输管路气液分离原油处理原油稳定主要内容2024/9/102第一章绪论油气集输的研究对象和在油田建设中的地位油气集输的工作任务和工作内容油田产品及其质量指标油田生产对集输系统的要求油气集输流程油气集输设计的评价标准2024/9/103油藏勘探油田开发油气集输寻找石油资源地球资源与信息学院石油工程学院地下—地上水、砂、盐等固体杂质储运与建筑工程学院钻井—采油原油、伴生气收集、净化处理、运输油气集输的研究对象采油工程化学化工学院石油的炼制与加工石油加工2024/9/104油气集输的研究对象油气集输研究对象是油气田内部原油、伴生天然气的收集、加工和运输。

2024/9/105油气集输在油田建设中的地位油田的工业开采价值被确定后，在油田地面上需要建设各种生产设施、辅助生产设施和附属设施，以满足油气开采和储运的要求。油气集输是油田建设中的主要生产设施，在油田生产中起着主导作用，使油田生产平稳，保持原油开采及销售之间的平衡，并使原油、天然气、液化石油气和天然汽油等产品的质量合格。采用的油气集输工艺流程、确定的工程建设规模及总体布局，将对油田的可靠生产、建设水平和生产效益起着关键性的作用。2024/9/106油气集输的工作任务

将分散的油井产物、分别测得各单井的原油、天然气和采出水的产量值后，汇集、处理成出矿原油、天然气、液化石油气及天然汽油，经储存、计量后输送给用户的的油田生产过程。

2024/9/107油气生产工艺系统

2024/9/108油气集输的工作范围

油气集输的工作范围是指以油井为起点，矿场原油库或输油、输气管线首站为终点的矿场业务。

2024/9/109油气集输的工作内容气液分离

原油处理

原油稳定

天然气净化

轻烃回收

水处理2024/9/1010三脱三回收三脱原油脱水原油脱气伴生气、天然气脱轻油三回收

污水中回收原油

回收污水

回收轻油、液化气

2024/9/1011油田产品◆商品原油、天然气、液化石油气、稳定轻烃和净化污水2024/9/1012商品原油的质量指标1、质量含水率合格原油含水率不大于1％，优质原油含水率不大于0.5％。对于凝析油和稠油有不同的质量含水率要求。2、饱和蒸汽压储存温度(或60℃)下原油的饱和蒸汽压不大于当地气压。3、含盐量

不大于50g/m3。2024/9/1013商品天然气的质量指标1、露点最高输送压力下天然气的露点应低于输气管埋深处最低环境温度5℃。2、硫化氢含量：不大于20mg/m3。

3、C5＋含量：不大于50g/m3。4、有机硫含量：不大于250mg/m3。2024/9/1014液化石油气的质量指标

1、组成要求

C1＋C2含量：不大于3％(分子百分数)；

C5＋含量：不大于2％(分子百分数)；2、饱和蒸汽压要求

38℃时的饱和蒸汽压不大于15个大气压（绝对）；-10℃时的饱和蒸汽压大于3个大气压（绝对）；3、体积含水量要求

不大于0.5%

；液化石油气的主要成分是C3和C4

，在质量制定中限制的是C1＋C2及C5＋的含量要求，更为合理。2024/9/1015稳定轻烃的质量指标

项目质量指标试验方法1号2号饱和蒸气压，kPa74～200夏<74冬1〉<88GB8017－87馏程：10%蒸发温度，℃90%蒸发温度，℃不高于终馏点，℃不高于60℃蒸发率，%135190实测35150190GB6536－1997硫含量，%不大于0.050.1SH/T0253－92机械杂质及水分无无目测2）铜片腐蚀不大于11GB5096－85（91）颜色，赛波特色号不小于+25GB3555－921)冬季指9月1日至第二年2月29日间；2)将油样注入100mL的玻璃量筒中观察，应当透明，没有悬浮与沉淀的机械杂质和游离水2024/9/1016净化污水标准对于净化污水有两个标准，分别为回注标准和排放标准，对其所含杂质的要求不同污水排放水质含油低于5mg/L；海上排放污水水质要求是：渤海海域排放污水含油量小于30mg/L；南海海域为小于50mg/L；对回注的污水水质要求是：达到本油田规定的注水水质标准，特别关注回注污水与地层配伍性，包括悬浮物浓度大小、含油浓度及细菌含量。2024/9/1017净化污水质量标准之排放指标序号项目排放浓度mg/L备注1PH值6～92石油类103悬浮物1004挥发酚0.55硫化物1以S2－计6化学需氧量（CODCr）100重铬酸钾法分析7汞及其无机化合物0.05以Hg计8镉及其无机化合物0.1以Cd计9六价铬化合物0.5以Cr+6计10砷及其无机化合物0.5以As计11铅及其无机化合物1.0以Pb计2024/9/1018净化污水质量标准之注水指标

注入层平均空气渗透率（μm2）＜0.10.1～0.6＞0.6标准分级A1A2A3B1B2B3C1C2C3控制指标悬浮固体浓度（mg/L）≤1.0≤2.0≤3.0≤3.0≤4.0≤5.0≤5.0≤7.0≤10.0悬浮物颗粒直径中值（μm）≤1.0≤1.5≤2.0≤2.0≤2.5≤3.0≤3.0≤3.5≤4.0含油量（mg/L）≤5.0≤6.0≤8.0≤8.0≤10.0≤15.0≤15.0≤20.0≤30.0平均腐蚀率（mm/a）＜0.076点腐蚀A1、B1、C1级：试片各面都无点腐蚀；A2、B2、C2级：试片有轻微点蚀；A3、B3、C3级：试片有明显点蚀；SRB菌（个/mL）0＜10＜250＜10＜250＜10＜25铁细菌（个/mL）n×102n×103n×104腐生菌（个/mL）n×102n×103n×1041．1＜n＜10；2．清水水质指标中去掉含油量。2024/9/1019油田生产对集输系统的要求

1、满足油田开发和开采的要求由地质和油藏工程师提出合理的开发设计，由采油工程师制定开发方案，确定相应的采油措施，由此确定相应的集输系统（生产规模、工艺流程、总体布局）以及相应的工程内容，从而保证采输协调、生产平稳，促进油田的开发和开采。

油田生产的特点是连续的、又是不均衡的，主要原因在于：

a.油井数量增加，含水量上升，产液量增加；

b.自喷井间歇自喷或改抽；

c.个别抽油井改为注水井；

d.生产层系调整，油品物性发生变化。2024/9/1020油田生产对集输系统的要求

2、集输系统能够反映油田开发和开采的动态

油田开发和开采的变化，反映到地面集输系统中就是：油、气、水产量、出砂量、气油比、气液比、井的油压和回压、井流温度、压力等参数的变化。油田的这一生产特点要求油气集输系统的工程设施随之作出相应的调整，要考虑能以地面设施的少量变化去适用油田开发不同时期、不同阶段的要求。同时利用这些基础信息，使油藏工作者能加深对油藏的认识，适时调整油田开发设计和各油井的生产制度。2024/9/1021油田生产对集输系统的要求

3、节约能源、防止污染、保护环境a.充分利用自喷井、抽油井的能量，减少转油环节，在有条件的油田提高第一级的分离压力，减少动力消耗；

b.流程密闭，降低损耗；

c.充分收集和利用油气资源，生产稳定原油、干气、液化石油气、天然汽油等产品，减少油田生产的自耗气量；

d.采用先进高效的处理设备，如高效分水设备、高效注水泵等。2024/9/1022油田生产对集输系统的要求

3、节约能源、防止污染、保护环境在油田生产过程中必然要产生：◆废液（含油污水、污油）；◆废渣（含油泥砂、污垢）；◆废气（加热设备排放气、特殊情况下的放空天然气）。如果不加以处理，随意排放，必然对环境造成污染，甚至破坏生态平衡。因此在制定集输方案时，应该考虑到环境保护方面，使方案附合国家环保制度的要求。2024/9/1023油田生产对集输系统的要求

4、集输系统应安全可靠，并有一定的灵活性集输系统的生产运行是连续的，无论哪一个环节发生故障都会或多或少地对全局生产产生影响；另外，油田地域大，点多、面广、线长，抢修困难，要求集输系统简单、可靠、安全。一旦发生异常情况，要有调整的余地。2024/9/1024油田生产对集输系统的要求

5、与辅助系统协调一致，并有经济性集输系统要满足提高经济效益的原则，具有经济性。满足国家标准或有关规定，并且与供排水、供电、道路、通讯、土建等密切配合，协调一致。2024/9/1025油气集输流程

油气集输流程是油、气在油田内部流向的总说明，即从生产油井井口起到外输、外运的矿场站库，油井产品经过若干个工艺环节，最后成为合格油、气产品全过程的总说明。2024/9/1026（一）油气集输流程命名按不同加热方式：不加热集油流程、井场加热集油流程、热水伴随集油流程、蒸汽伴随集油流程、掺稀油集油流程、掺热水集油流程、掺活性水集油流程、掺蒸汽集油流程。按通往油井的管线数目：单管集油流程、双管集油流程和三管集油流程。2024/9/1027（一）油气集输流程命名（续）3、按集油管网形态：米字型管网集油流程、环型管网集油流程、树状管网集油流程和串联管网集油流程。4、按油气集输系统布站级数（指油井和原油库之间集输站场的级数）：一级布站集油流程：只有集中处理站；二级布站集油流程：计量站和集中处理站；三级布站集油流程：计量站、接转站（增压）和集中处理站；5、集输系统密闭程度：开式和密闭流程2024/9/1028（二）油田集油流程举例1、双管掺活性水流程2024/9/10292、三级布站单管油气集输流程2024/9/10303、单管环形集油流程2024/9/10314、稠油集输流程（1）高温集油流程：单管加热集油流程和掺稀降粘流程。2024/9/10322024/9/1033（2）掺蒸汽集油流程2024/9/1034集输系统的压力

中华人民共和国国家标准GB50350－2005中规定：自喷井、气举井的回压为工程适应期间最低油管压力的0.4～0.5倍，但不宜低于0.4MPa(表压)；抽油井回压不高于1.5MPa(表压)，而高于4.5Kg/cm2，回压的高低会影响抽油机的工作性能和检泵周期！

集输系统的回压是地面集输系统对油气井的背压，也是集输系统的起点压力，是集输系统强度设计的重要依据。2024/9/1035提高集输系统压力的优势可使伴生气更多地溶解在原油中，减少气量，降低原油粘度，进而减少管线的水力损失和提高油气分离效率；可采用多级分离工艺，使原油和大部分伴生气自压输送，增加分离后原油的稳定程度并增加油、气的采收率；为不加热输送创造条件，可减少油田的自耗燃料。2024/9/1036计量方式

集中计量

分散计量计量站接转站联合站2024/9/1037流程密闭的措施1、采用卧式罐代替立式常压罐2、充分利用自喷井和抽油井的能量，减少转油环节。这就需要考虑布站方式一级布站集中处理站一级半布站

选井阀组→集中处理站二级布站

井口→计量(计量接转)站→集中处理站→矿场油库

三级布站

井口→计量站→接转站→集中处理站→矿场油库

2024/9/1038流程密闭的措施3、采用油气混输泵4、采用大罐抽气，避免常压罐中的油气蒸发损耗2024/9/1039集输流程设计的原则油气集输工艺流程应密闭，降低油气损耗；充分收集与利用油气井产物，生产符合产品标准的原油、天然气、液化石油气、稳定轻烃等产品；合理利用油气井流体的压力能，适当提高集输系统压力，扩大集输半径，减少油气中间接转，降低集输能耗；合理利用热能，做好设备和管道保温，降低油气处理和输送温度，减少热耗；油气集输工艺设计应结合实际情况简化工艺流程，选用高效设备。2024/9/1040油气集输流程设计的总趋势

简化井口和计量站、尽量采用二级布站和密闭流程、完善联合站、减少占地、方便管理。2024/9/1041油气集输系统的组成

油田地面集输系统有各种站和管线组成。管线按所输送的介质分为气、油、水单相管和油气混输管以及油气水混输管。出油管线、集油管线、矿场输油管线、集气管线、输气管线。至于站，名称不算统一，大致有：分井计量站、交接计量站、接转站、原油脱水站、矿场油库、增压集气站、压气站、集中处理站。2024/9/1042油气集输设计的评价标准◆可靠性

适用性◆先进性

经济性2024/9/1043第二章油气性质原油分类溶气原油物性脱气原油物性2024/9/1044标准状态

国内外计量气体体积采用的状态标准常不相同，常见的有三种:压力101.325kPa、温度20℃

压力1atm、温度60℉（15.6℃）

压力101.325kPa、温度0℃1m3(20℃)=0.985m3(15℃)=0.932m3(0℃)2024/9/1045原油

原油是一种极其复杂的烃类和非烃类的液态混合物，其中碳和氢的质量分数分别为85%、12%，其余为硫、氮、氧和金属化合物。原油中所含的烃类主要有：①正构及异构烷烃；②环烷烃；③芳香烃。原油内C16以上的正构烷烃称为石蜡。原油是一种胶体溶液，常含有胶质、沥青质，还有砂、各种盐类及金属腐蚀产物等。2024/9/1046原油分类

常用的原油分类方法有：按组成分类按气油比分类按收缩性分类按相对密度和粘度分类按硫含量分量2024/9/1047按组成分类

根据几种烃类在原油中的比例划分原油种类，Sachanen分类法:

石蜡基原油烷烃大于75%

环烷基原油环烷烃大于75%

芳香基原油芳香烃大于50%

沥青基原油沥青质大于50%2024/9/1048按气油比分类

按气油比将油气井井流产物分成：

死油气油比为零

黑油

气油比小于356m3/m3

挥发性原油

气油比356~588m3/m3

凝析气

气油比588~8905m3/m3

湿气

气油比大于8905m3/m3

干气

不含液体的天然气2024/9/1049按收缩性分类

“收缩”指油藏原油在地面脱气后体积的缩小。收缩系数的定义是单位体积油藏原油在地面脱气后的体积数，用来描述原油收缩性的大小。根据收缩系数的大小划分原油种类:

低收缩原油

low-shrinkagecrudeoil收缩系数大于0.5

高收缩原油

high-shrinkagecrudeoil收缩系数小于0.52024/9/1050按相对密度和粘度分类

Dowd等人根据原油相对密度和粘度划分原油种类:类型相对密度粘度/(Pa·s)普通原油<0.934<10重质原油0.934~1.000<10特重原油>1.000天然沥青>102024/9/1051按硫含量分类

把硫含量高的原油称为酸性原油，但没有统一标准。一种说法，H2S体积浓度超过3700mg/L西方管道界，硫含量超过0.5%（质量）2024/9/1052我国原油分类

是以常压沸点250~275℃和395~425℃两个关键馏分油的密度划分原油类别。首先对关键组分分类，见表：组分分类第一关键组分20℃密度g·cm-3第二关键组分20℃密度g·cm-3石蜡基<0.8207<0.8721混合基0.8560~0.82070.9302~0.8721环烷基>0.8560>0.93022024/9/1053我国原油分类原油分类第一关键组分分类第二关键组分分类石蜡基石蜡基石蜡基石蜡－混合基石蜡基混合基混合－石蜡基混合基石蜡基混合基混合基混合基混合－环烷基混合基环烷基环烷－混合基环烷基混合基环烷基环烷基环烷基2024/9/1054溶气原油物性原油和天然气是两种互溶的流体，在一定压力和温度条件下，天然气会全部和部分溶解在原油中，溶气原油的溶气量、密度、粘度等物性随压力、温度条件而改变。这里主要介绍适用于压力、温度较高的油藏及油气两相流动条件下的溶气原油物性的经验计算方法，称为黑油模型。2024/9/1055美国石油协会相对密度

在描述石油及石油产品时，西方国家常用°API相对密度，数值在0~100，与我国惯用的相对密度的关系：Δo—15℃下原油对同温度水的相对密度。

2024/9/1056溶解度常压储罐中的原油称为脱气原油；高于大气压溶有天然气的原油称为溶气原油。单位体积脱气原油在某一压力、温度下能溶解的天然气体积数（折算成标准状态下的体积）称天然气溶解度，或称溶解气油比Rs，m3/m3。2024/9/1057Lasater相关式Δo—脱气原油相对密度；Mo—脱气原油相对分子质量；yg—天然气摩尔分数，由下式计算：2024/9/1058气体摩尔分数计算式P——绝对压力，MPa；T——温度，K；Δg——天然气相对密度；2024/9/1059结论压力愈高，溶解气油比愈大；温度愈低，溶解气油比愈大；油、气是相对密度愈接近，原油溶解天然气的能力愈强。相关式是Laster在实验数据的基础上给出来的。可见，天然气在原油中溶解度与压力、温度和油气组成有关。2024/9/1060Standing相关式Chierici等人建议：

原油相对密度大于0.966时用Lasater相关式原油相对密度小于0.966时用Standing相关式式中

t——温度，℃2024/9/1061原油体积系数

单位体积脱气原油溶入天然气后具有的体积数称为原油体积系数。

天然气溶入原油使得原油的体积增大，所以原油体积系数总是大于1。2024/9/1062原油体积系数相关式可见，原油体积系数与温度、油气组成以及天然气在原油中的溶解度有关：温度愈高，原油体积系数愈大；油、气相对密度愈接近，原油体积系数愈大；溶解气油比愈大，原油体积系数愈大。2024/9/1063溶气原油密度

溶气原油的密度称为视密度，或表观密度。脱气原油中溶入天然气后，其密度和相对密度都下降。2024/9/1064溶解天然气相对密度相关式

可见，溶解天然气的相对密度与溶解气油比和脱气原油的相对密度有关：溶解度愈小，溶解天然气的相对密度愈大，说明天然气中的重组分更易溶入原油；脱气原油的相对密度愈大，溶解天然气的相对密度愈小，这是因为伴随重质原油开采出的天然气较轻（C1+C2），而伴随轻质原油开采出的天然气较重（C5+）。2024/9/1065粘度

原油溶入天然气后粘度减小。可用下式计算：2024/9/1066未溶解天然气密度天然气中溶于原油的都是较重组分，因此未溶解天然气密度减小。2024/9/1067表面张力和界面张力溶气原油的表面张力可以用仪器测定，也可用相关式估算。

常压下脱气原油表面张力的表达式：界面张力的计算：2024/9/1068脱气原油物性在工艺计算中常常需要确定脱气原油的物性，最可靠的方法是实验测定，在缺少实验条件的情况下可以利用一些关系式计算。2024/9/1069倾点和凝点倾点和凝点是衡量油品流动性的指标，是在规定的试验仪器和试验条件下测定的。倾点是油品在试管中5秒内能流动的最低温度。凝点是油品在倾斜45°角试管内停留1分钟不流动的最高温度。同一原油的倾点比凝固点约高2.5～3℃。2024/9/1070密度在0~50℃范围内

kg/m3

kg/(m3·℃)在20~120℃范围内2024/9/1071粘度在缺少实验数据条件下，可根据相对密度和温度估算原油的动力粘度：

mPa·s

Δo——15℃原油的相对密度2024/9/1072比热容

温度高于析蜡温度t1时，石蜡全部溶于原油内，比热容随温度的升高而缓慢上升；当温度在析蜡温度t1与最高比热容对应的温度t2之间时，由于随油温下降，单位温降的析蜡量逐渐增多，蜡相态变化放出的潜热也增多，c随温度降低而增大；温度小于最大比热容对应的温度t2时，单位温降析出的蜡量逐步减小，比热容c随温度降低而减小。2024/9/1073比热容在原油析蜡温度以上时在原油析蜡温度以下时2024/9/1074蒸气压

目前，还没有用于测定原油蒸气压的专用测定器，原油蒸气压的获得仍要利用雷特蒸气压。雷特蒸气压测定器原来是为测定汽油的蒸气压而设计的。它有两个上下连通的室：燃料室（容积为125亳升）和空气室（容积为500毫升），容积比为1:4。将油品装入燃料室，剧烈摇动后在38℃恒温水浴中所测得的油品蒸气的最大压力，即为雷特蒸气压。

2024/9/1075第三章矿场集输管路气液两相管流的参数和术语

混输管路的特点和处理方法两相流压降计算式

段塞流、清管与磨蚀多相泵

2024/9/1076矿场集输管路的定义与分类从油气井到矿场原油库、长距离输油管和输气管首站、矿场地域内的所有输送工艺流体（原油和天然气）的管路统称为矿场集输管路。分类：

◆按管路内流动介质的相数分◆按管路的工作范围和性质分

◆按管路的结构分2024/9/1077混输管路的应用☆沙漠油田

☆陆地上的边际油田

☆滩海及海上油田

2024/9/1078气液两相管流的参数和术语

◆流量

流速◆气液相对流速参数

气液含率◆质量含气率表示的各种流速

两相混合物的密度◆摩擦压降的折算系数2024/9/1079流量质量流量（Kg/s）

体积流量

（m3/s）

2024/9/1080流速气、液相流速

气、液相表观流速气液混合物流速2024/9/1081气液相质量流速气相质量流速：液相质量流速：混合物质量流速：2024/9/1082气液相对流速参数

滑移速度

滑动比漂移速度2024/9/1083气液含率

质量含气率与质量含液率体积含气率和体积含液率

截面含气率和截面含液率2024/9/1084三种含气率之间的关系

★质量含气率与体积含气率之间的关系

★体积含气率与截面含气率之间的关系

★质量含气率与截面含气率之间的关系

2024/9/1085两相混合物的密度

流动密度真实密度2024/9/1086摩擦压降的折算系数

▲全液相折算系数▲分液相折算系数

▲分气相折算系数

2024/9/1087Lockhart-Martinelli参数

2024/9/1088气液混输管路的特点

1、流型变化多（埃尔乌斯流型）

2024/9/1089Taitel和Dukler流型2024/9/1090垂直管流型(a)-气泡流(b)-段塞流(弹状流)(c)-乳沫状流(搅拌流)(d)-环状流2024/9/1091流型的测定目测法测定某一参数的波动量并与流型建立某种联系由辐射射线的吸收量确定气液混合物的密度和流型

2024/9/1092经验流型图－Baker流型图2024/9/1093经验流型图－Mandhane流型图2024/9/1094经验流型图－Taitel－Dukler流型图2024/9/1095气液混输管路的特点2、存在相间能量交换和能量损失

3、存在传质现象

4、流动不稳定5、存在作用力6、存在非牛顿流体和水合物2024/9/1096气液两相管路的处理方法

均相流模型

分相流模型

流型模型

2024/9/1097DukelerI压降计算式

2024/9/1098DukelerII压降计算式2024/9/1099杜克勒II法的计算步骤假设HL，求两相混合物密度求雷诺数查图(下页)，如果由RL查图（下隔一页）得c，然后求2024/9/101002024/9/101012024/9/10102杜克勒II法的适应范围

截面含液率为0.01～1.0，体积含液率为0.001～1.0管经不大于英寸两相雷诺数为600～200000

2024/9/10103贝格斯—布里尔相关式假设：○流量为常数，即流动是稳定的

○等温

2024/9/10104贝格斯—布里尔相关式

★管路总压降梯度为单位管长动能、位能变化和摩擦损失项之和。2024/9/10105贝格斯—布里尔相关式2024/9/10106截面含液率实验的结论

管段倾角大于3°时，实验中未发现分层流型

管路上倾时，有一最大的截面含液率；管路下倾时，有一最小的截面含液率2024/9/10107截面含液率的求解方法2024/9/10108两相水力摩阻系数

2024/9/10109管路起伏对两相管流的影响

对流型的影响

管路上坡举升气液混合物所消耗的能量在下坡时得不到全部回收

2024/9/10110弗莱尼根的结论

管路下坡段所回收的压能比上坡段举升流体所消耗的压能小得多，可以忽略

上坡段由高差所消耗的压能与两相管路的气相表观流速呈相反关系，表观流速趋于零时，高程附加压力损失最大

由爬坡所引起的高程附加压力损失与线路爬坡高度的总和成正比，和管路爬坡的倾角、起终点高差的关系不大

2024/9/10111弗莱尼根关系式■起伏管路的总压降为水平管路压降与起伏附加压降之和2024/9/10112组合模型近30年来，各国学者提出的两相流计算模型不下数十个。这些模型一般包括：流型划分、持液率计算、摩阻压降、高程压降、加速压降计算等几部分。把各模型计算精度较高的部分组合在一起，构成组合模型。2024/9/10113段塞流分类水动力段塞流地形起伏诱发的段塞流强烈段塞流

2024/9/10114水动力段塞流

2024/9/10115地形起伏诱发的段塞流

1—在管路低洼处积液；2—液体间歇地流至下游的低洼处；3—上坡段部分液体倒流，与上游来的液体形成液塞2024/9/10116强烈段塞流形成机理立管底部堵塞立管排液液塞加速立管排气

2024/9/10117强烈段塞流的判断准则2024/9/10118强烈段塞流的抑制设计减小立管直径增加附加设备立管底部注气采用海底气液分离器或海底液塞捕集器在海底或平台利用多相泵增压立管顶部节流2024/9/10119立管顶部节流法2024/9/10120清管

清管频率

清管器运行速度

管路干燥用液氮干燥管路用干空气干燥管路用甲醇干燥管路2024/9/10121磨蚀2024/9/10122多相泵减少井口回压，增加油井产量，延长油井寿命降低投资和运行成本生产流程简单、流程的密闭性好2024/9/10123多相泵的性能要求多相泵同时起泵和压缩机的作用，对气液混合物进行增压能适应气液体积流量和气液比大幅变化的能力有较强的抗磨、抗蚀能力能适应不同环境的要求2024/9/10124第四章气液分离分离方式和操作条件的选择油气两相分离器油气水三相分离器特殊分离器2024/9/10125气液分离的内容☆平衡分离

☆机械分离

2024/9/10126分离方式一次分离连续分离

多级分离2024/9/10127油气分离效果的衡量标准储罐中原油的收率

原油密度储罐中原油的组成是否合理分出天然气的组成天然气的运输和加工问题2024/9/10128储罐一次分离（L＝0.397，V＝0.6026)分离条件：P＝0.1MPa，T＝49℃

2024/9/10129二级分离分离条件：P1＝3.4MPa，P2＝0.1MPa，T＝49℃

2024/9/10130多级分离与一次分离的比较

多级分离所得的储罐原油收率高多级分离所得的原油密度小原油组成合理，蒸汽压低，蒸发损耗少，效果好多级分离所得天然气数量少，重组分在气体中的比例少多级分离能充分利用地层能量、减少输气成本，并且降低气体的净化费用2024/9/10131多级分离效果分析携带效应：在多元体系中，运动速度较高的轻组分分子，在分子运动过程中与速度低的重组分分子相撞击使轻组分分子失去了原来可以使其进入气相的能量，留在液相中，而重组分分子获得能量进入气相。平衡体系压力较高时，分子的间距小，分子间吸引力大，分子需要具备较大的能量才能进入气相，能量低的重组分分子进入气相更困难，所以平衡体系内气相数量较少，重组分在气相中的浓度也较低；如果在较高的压力下把已分离成为气相的气体排出，减少了体系中具有较高能量的轻组分分子，即改变了体系的组成，则在压力进一步降低时就减少了重组分分子被轻组分分子的撞击、携带的机率。气体排出越及时携带效应减少。2024/9/10132结论

连续分离所得的液体量最多，一次平衡分离所得的液体量最小，多级分离居中。在多级分离中，级数越多，液体的收率越大，液体的密度越小。

2024/9/10133分离效果的影响因素

石油组成分离级数分离压力分离温度2024/9/10134分离压力的影响对相同的分离级数，分离压力不同其分离效果也是不同的。实验证明，存在着一个最优的分离压力。

2024/9/10135分离级数的制约因素经济约束：投资、维修费用集输管网压力的约束

石油性质也有影响2024/9/10136分离级数的选择原则

根据油气比的高低来选择，油气比高应增多分离级数

根据井口压力进行选择，井口压力高的应增多级数

根据原油的相对密度进行选择，随着相对密度的降低，应适当增加级数。

2024/9/10137推荐分离级数

参考条件选用分离级数井口压力原油密度油气比低高低二级中中中三级高低高四级2024/9/10138分离压力的选择2024/9/10139分离器的类型按外型分按功能分

按压力分按工作温度分按实现分离主要利用的能量分2024/9/10140卧式分离器的结构入口分流器集液部分重力沉降部分除雾器2024/9/10141入口分流器功能减小流体动量，有效地进行气液初步分离

尽量使分出的气液在各自的流道内分布均匀防止分出液体的破碎和液体的再携带

2024/9/10142入口分流器类型2024/9/10143集液部分使原油中携带的气泡上浮至液面并进入气相使原油在分离器中有一定的停留时间，使其充分接触，接近气液平衡状态集液部分也提供缓冲容积，起到缓冲作用，用来均衡进出分离器原油流量的波动2024/9/10144重力沉降部分气体通过重力沉降部分，被气流携带的油滴在此部分靠重力降至气液界面，未沉降至液面的粒径更小的油滴随气体流经捕雾器除去。

2024/9/10145捕雾器网垫除雾器拱板除雾器波纹板除雾器2024/9/10146捕雾器迪克松板捕雾器填料式捕雾器离心式捕雾器2024/9/10147除雾器碰撞分离工作原理

碰撞、凝聚：折板式，金属丝网2024/9/10148卧式分离器的工作原理

入口分流器:油、气流向和流速突然改变，使油气得以初步分离集液区:分离与缓冲捕雾器:聚结、合并成大油滴，在重力作用下流入集液区分离器工作压力:气体出口管线上的控制阀控制液位:液体排出管上的控制阀控制2024/9/10149立式分离器基本结构与卧式分离器相同，与卧式分离器不同的地方是：（1）气液界面较小（2）气体流向和气体中液滴的沉降方向相反。2024/9/10150分离器的基本组成

入口分流器重力沉降区集液区

捕雾器压力、液位控制安全防护部件2024/9/10151立、卧式分离器的比较卧式优点：

气中油滴易沉降，气体处理量大，处理成本低，适于气油比较高的混合物气液界面大，有较好的油气分离效果安装、制造、维修方便，可以作成撬装式立式优点：

占地少，适用于海洋采油适合于处理含固体杂质较多的油气混合物，可以在底部设置排污口定期排放和清除固体杂质液位控制灵敏2024/9/10152影响分离性能的因素

油气最大、最小和平均流量分离压力和温度油气混合物进入分离器时形成段塞流的倾向油气物性原油发泡倾向砂、铁锈等固体杂质含量油气混合物的腐蚀性等2024/9/10153分离器的质量检验标准接近气液平衡的程度机械分离效果气体带液率Ko

液体带气率Kg

原油在分离器中的停留时间气体允许最大流速2024/9/10154分离器的工艺计算从气体中分出油滴的计算从原油中分出气泡的计算2024/9/10155油滴匀速沉降速度公式的假设条件油滴为球形，在沉降过程中即不能破碎，也不与其它油滴合并油滴与油滴，油滴与分离器壁以及与其它构件间无相互作用力气体的流动是稳定的，截面上任意点流速不随时间而变化作用在油滴上各种力的合力为零，油滴匀速沉降2024/9/10156油滴的匀速沉降速度的推导油滴在气体中所受的重力为：油滴在气体中所受阻力：

油滴做匀速运动时，F=R，即：

2024/9/10157阻力系数与雷诺数的关系

2024/9/101581、按相关式计算沉降速度设CD＝0.34，由的计算式计算该油滴的由求得的求Re由Re按上式求CD由求CD求，与上一个进行比较，若在控制误差范围内，计算所得的即为欲求的沉降速度否则，返回步骤②直至前后两次求得的（或CD）在控制误差范围内。2024/9/101592、按流态分区计算沉降速度

各流态区的关系2024/9/10160各流态区沉降速度公式层流区：

过渡区：

紊流区：

2024/9/10161油滴流态的判断

d1是层流变为过渡流时的液滴直径，d2是过渡流变为紊流时的液滴直径。

当d<d1时为层流，d>d1时为过渡流或紊流。

d>d2时为紊流，d1<d<d2为过渡流。

2024/9/101623、阿基米德准数法求沉降速度

将上式两边同乘以，并使R＝F：

2024/9/10163Ar与Re的关系

流态雷诺数阿基米德数Re=f(Ar)层流Re≤2Ar=18Re≤36Re=0.056Ar过渡流2<Re≤50036<Ar≤83×103Re=0.153Ar0.714紊流Re>500Ar>83×103Re=1.74Ar0.52024/9/10164分离器中油滴的沉降条件在立式分离器中，气流方向与油滴沉降速度方向相反。油滴能沉降的必要条件是：油滴的沉降速度必须大于或等于气体在流通截面上的平均流速，即：在卧式分离器中，气体流向与油滴沉降方向相垂直，油滴能沉降至集液区的必要条件是：油滴沉降至集液区所需的时间应小于或等于油滴随气体流过重力沉降部分所需的时间，即：2024/9/10165气体的允许流速气体允许流速与油滴的沉降速度有关油滴沉降速度又与油滴直径有关。油滴直径越小，沉降速度越慢，要使较小直径的油滴在重力沉降部分沉至集液部分，以获得较低的气体带液率，就必须降低气体在重力沉降部分的流速。要求：在一定气体处理量下，必须加大分离器的直径或增加卧式分离器的有效沉降长度，金属耗量和制造成本就会增加。油滴直径的选取：2～1000，分隔直径1002024/9/101661、

的确定－法中国前苏联——100油滴的直径2024/9/101672、的确定－－桑得斯－布朗系数法

2024/9/10168按气体处理量确定分离器的结构尺寸（油滴沉降速度法）

已知：重力沉降部分内允许的气体流速和分离条件下的气体处理量

对于立式分离器：

对于卧式分离器：

考虑进入分离器的油气两相比例随时间不断发生变化这一情况，引入载荷波动系数β。

改用标准状态下的气体处理量Qgs（m3/d）液面控制在直径一半时，2024/9/10169按气体处理量确定分离器的结构尺寸（油滴沉降速度法）

立式分离器：

卧式分离器：

卧式分离器的气体处理能力为同直径立式分离器的Le/D倍。2024/9/10170按气体处理量确定分离器的结构尺寸（油滴沉降速度法）液位不在一半处

2024/9/10171按气体处理量确定分离器的结构尺寸（油滴沉降速度法）液位不在一半处

此时集液区液体的体积为：

2024/9/10172按气体处理量确定分离器的结构尺寸（桑得斯－布朗系数法

）

对立式分离器：

对卧式分离器：

2024/9/10173原油含气率的影响因素原油粘度

原油在分离器中停留的时间

分离压力

分离温度分离器入口元件的压降2024/9/10174从原油气中分出气泡的理论计算公式

气泡不被原油带出分离器的必要条件是：气泡上升速度应等于或大于分离器集液部分任一液面的平均下降速度，即

对于立式分离器：2024/9/10175从原油气中分出气泡的理论计算公式卧式分离器集液区某一液面的下降速度与其在集液区的位置有关。由，可求得卧式分离器的原油处理量，或由原油处理量求卧式分离器的直径、长度等。2024/9/10176起泡原油与消泡方法定义消泡方法降低分离器上游油气混合物的流速分离器采用的入口分流器应能避免流体发生剧烈湍流增大分离器集液区体积使用消泡剂提高油气混合物的分离温度2024/9/10177按停留时间计算结构尺寸

立式分离器

在所要求的原油停留时间内，进入分离器的原油量应和集液部分的体积相等，即：2024/9/10178按停留时间计算结构尺寸卧式分离器:讨论集液部分液面高度与液体体积的关系，如下图。2024/9/10179按停留时间计算结构尺寸已知停留时间、原油处理量，根据停留时间内进入分离器的液量等于分离器控制液面至出油口这段高度范围内液体量，则有：2024/9/10180分离器的工艺计算按照气体处理量计算；按照液体处理量计算；选取原则：二者都应满足，选尺寸大者。卧式分离器：

液体处理量远大于气体处理量，可相应提高控制液位的高度，增加集液部分的容量，减少气体空间的流通面积，用较小的分离器同时满足气、液处理量的要求。

2024/9/10181油气相平衡计算，以此确定气液处理量、物性、分离压力和分离温度，并确定分离器类型从原油中分出气泡的计算从气体中分出油滴的计算比较上两步的计算结果，选择较大者作为分离器的设计尺寸参照分离器系列化尺寸，选取分离器的实际规格分离器的设计计算步骤2024/9/10182油气水三相分离器2024/9/10183综合型卧式三相分离器

2024/9/10184综合型卧式三相分离器结构特点

内部构件作用入口分流器与流体流动方向垂直安装并开有排小槽，使液体以瀑布形式流向水平分流器稳流装置使初步分离得到的气液两相都得到稳流，减少流体的波动和扰动，给油气水沉降分离创造良好条件加热器提高油温，促使集液部分的游离水从原油中沉降防涡罩防止排液时产生旋涡，带走污水上部的原油挡沫板阻止浮在液面上的气泡向原油出口方向流动，使气泡在液面上有足够的停留时间破裂并进入气相平行捕雾板板间为30mm，与水平线呈30°倾角，板面与气流方向平行，起到气体整流、缩短油滴沉降距离的作用，并使部分油滴被湿润的板表面聚结2024/9/10185卧式油水界面控制2024/9/10186卧式油水界面控制

式中h1+h2是挡油板高度，为固定不变的数值。若增加挡水板高度h3，会使水层厚度h2增大，油层厚度h1减小。

2024/9/10187立式油水界面控制(a)无油室界面控制；(b)带油室界面控制；(c)可调水室界面控制2024/9/10188除砂2024/9/10189聚结板在三相分离器的集液区可能安装若干聚结板，促使原油内水珠粒径增大、迅速沉降至油水界面。聚结板的使用可使分离器的油水处理量增大，或在一定油水处理量下减小分离器外形尺寸。但聚结板间的流道易被砂、蜡、腐蚀产物等固体杂质堵塞。2024/9/10190水含率随沉降时间变化2024/9/10191三相分离器的工艺计算油气水三相分离器的工艺计算与油气两相分离器计算无原则区别液相在分离器内的停留时间：从原油中逸出所携带的气泡；原油中所含水珠沉降至分离器底部水层所需的时间。

由于油水密度差远小于油气密度差，故液相在三相分离器内的停留时间大于两相分离器内的停留时间。

2024/9/10192分散相运动速度计算2024/9/10193停留时间法

集液区体积＝油水停留时间内流入分离器的液量

对立式分离器2024/9/10194停留时间法

集液区体积＝油水停留时间内流入分离器的液量

对卧式分离器2024/9/10195涤气器涤气器（scrubber）是一种处理高气液比的分离器，液体负荷常小于56～84m3/Mm3，用于分离气流内夹带的油滴。它有立式和卧式两种，但立式涤气器使用较广。2024/9/10196离心式分离器

优点：占空间小，效率高。

缺点：油气混合物流速对分离效果很敏感，有较大的压力降，油田上用的不多，但常用其原理作重力式分离器的入口分流器。

2024/9/10197过滤式分离器

1—头盖；2—入口分离室；3—气体入口；4—滤管；5—捕雾器；6—气体出口；7—集液罐2024/9/10198聚结过滤器

20世纪80年代初开发的分离设备，在立式筒体内装有若干聚结过滤元件，用于气体深度净化。2024/9/10199缓冲分离器起到油气分离的作用

有一定的缓冲容积，防止泵抽空

2024/9/10200液塞捕集器与海洋管道终端相连的气液分离设备称液塞捕集器捕集器的功能有效地进行气液分离并捕集气体内夹带的液体向下游气液加工装置提供稳定的气液流量2024/9/10201管式捕集器2024/9/10202低温分离器2024/9/10203气液圆柱形旋流分离器2024/9/10204气液圆柱形旋流分离器应用

油气井计量作预分分离器作涤气器2024/9/10205第五章原油处理

原油乳状液原油处理的基本方法原油处理设计2024/9/10206概述目前全国各油田绝大部分开发井都采用注水开发方式开采石油。从油井产出的油气混合物内含有大量的采出水和泥砂等机械杂质。世界上所产原油的90%以上需进行脱水。对原油进行脱水、脱盐、脱除泥砂等机械杂质，使之成为合格商品原油的过程——原油处理，国内常称原有脱水。2024/9/10207原油处理的目的满足商品原油水含量、盐含量的行业或国家标准

商品原油含水要求：我国0.5％～2.0％国际上0.1％～3.0％，多数为0.2％

原油允许含水量与原油密度有关：密度大脱水难度高的原油，允许水含量略高。

含盐量的要求：我国绝大部分油田原油含盐量不高，商品原油含盐量无明确要求，一般不进行专门的脱盐处理。2024/9/10208降低原油密度原油密度是原油质量和售价的的重要依据，原油含水增大了原油密度，原油售价降低，不利于卖方。降低燃料费用

原油含水增大了燃料消耗、占用了部分集油、加热、加工资源，增加了原油生产成本。原油处理的目的（续）2024/9/10209减少管线和设备的结垢和腐蚀。原油内的含盐水引起金属的结垢与腐蚀，泥砂等固体杂质使泵、管路等设施的机械磨损，降低管路和设备的使用寿命。保证炼制工作的正常进行原油处理的目的（续）

降低原油粘度和动力费用。相对密度0.876的原油，含水增加1％，粘度增大2％；相对密度0.996的原油，含水增加1％，粘度增大4％；2024/9/10210第一节原油乳状液游离水常温下用静止沉降法短时间内能从油中分离的水，常在沉降罐和三相分离器中脱除。乳化水用沉降法很难脱除的水，与原油的混合物称为油水乳状液（原油乳状液）。脱除游离水后，原油密度越大，乳化水含量越高。2024/9/10211一、乳状液类型乳状液两种或两种以上不互溶或微量互溶的液体，其中一种以极小的液滴分散于另一种液体中，这种分散物系称为乳状液，乳状液都有一定的稳定性。原油乳状液的类型油包水型（W/O）：油田最常见的原油乳状液。水包油型（O/W）：在采出水中常存在，原油处理中很少见。又称反相乳状液。2024/9/10212油水乳状液类型的判别方法鉴别方法说明染色法往乳状液中加入油溶性染料，轻轻搅动，若乳状液呈现染料的颜色，则外相是油，乳状液是W/O型；若分散液滴呈染料颜色，则分散相是油，为O/W型。冲淡法将两滴乳状液分别滴在玻璃板上，然后将形成该乳状液的油和水，分别滴在两滴乳状液中，轻轻搅拌，易于和油混合者为W/O型；易于和水混合者为O/W型。电导法导电性好的为O/W型，差的为W/O型。滤纸法将乳状液滴在滤纸上，若能迅速铺开，滤纸上只留下一小滴油，则为O/W型；若铺不开，则为W/O型。显微镜法2024/9/10213二、乳状液生成机理1、乳状液生成条件系统中必须存在两种或两种以上互不相溶（或微量互溶）的液体要有强烈的搅动，使一种液体破碎成微小液滴分散于另一种液体中要有乳化剂存在，使微小液滴能稳定地存在于另一种液体中2024/9/102142、界面能和界面张力不平衡力场作用下，液体表面有自动缩小的趋势；在恒温恒压下，物系有自动向自由能减小方向进行的趋势；油水形成乳状液时，接触界面和界面能都很大，分散相液滴会自发地合并，缩小界面面积使界面能趋向最低。2024/9/102153、乳化剂乳化剂：使乳状液稳定的物质作用：吸附在油－水界面上，形成吸附层（1）使油水界面的界面张力下降，减少了剪切水相变为小水滴所需的能量，也减小了使水滴聚结、合并的表面能；（2）若吸附层具有凝胶状弹性结构，在分散相液滴周围形成坚固、有韧性的膜，阻止水滴碰撞中的聚结、合并、沉降（3）若乳化剂为极性分子，排列在水滴界面上形成电荷，使水滴相互排斥，阻止水滴合并沉降。（4）固体粉末聚集在油水界面上构成坚固而稳定的薄膜，阻碍分散相颗粒碰撞时的合并，是乳状液稳定的又一机理。2024/9/10216三、乳状液的性质1、稳定性乳状液稳定性：是指乳状液抗油水分层的能力。影响原油乳状液稳定的因素：

分散相颗粒外相原油粘度油水密度差界面膜和界面张力老化内相颗粒表面带电温度原油类型

相体积比水相盐含量pH值2024/9/10217分散相颗粒

粒径越小、越均匀，越稳定；粒径大小还表示乳状液受搅拌的强烈程度。外相原油粘度

分散相的平均粒径愈大——稳定性差乳化水滴的运动、聚结、合并、沉降愈难

——增大了乳状液稳定性粘度越大2024/9/10218油水密度差

密度差愈大，油水容易分离——稳定性较差。界面膜和界面张力

乳化剂构成的界面膜，阻止水滴碰撞合并，维持乳状液的稳定性。老化

反映了时间对乳状液稳定性的影响。内相颗粒表面带电

内相颗粒界面上带有同种电荷是乳状液稳定的重要原因。2024/9/10219温度提高温度可降低乳状液的稳定性：

①降低外相原油粘度；

②提高乳化剂的溶解度，削弱界面膜强度；

③加剧内相颗粒的布朗运动，增加水滴碰撞合并的几率。原油类型决定了原油内所含天然乳化剂的数量和类型。

环烷基和混合基原油乳状液稳定，石蜡基原油乳状液稳定性较差。2024/9/10220相体积比增加分散相体积使乳状液稳定性变差。水相盐含量淡水和盐含量低的采出水易形成稳定乳状液。pH值

pH值增加，内相颗粒界面膜的弹性和机械强度降低，乳状液稳定性变差。2024/9/102212、原油乳状液的密度

原油含水、含盐后，密度显著增大。若已知乳状液体积含水率Ф，原油和水的密度ρo和ρw，原油乳状液的密度可按下式确定：

2024/9/102223、乳状液粘度外相粘度内相体积浓度（含水率）温度分散相颗粒乳化剂及界面膜性质内相颗粒表面带电强弱影响因素2024/9/10223曲线温度/℃

剪切速率140272408135027450815708164027（加药）74081（加药）2024/9/102241、原油乳状液的生成

原油中含水，并含有足够数量的天然乳化剂，一般生成稳定的W/O型原有乳状液。原油中所含的天然乳化剂：胶质、沥青质、环烷酸、脂肪酸、氮和硫的有机物、蜡晶、粘土、砂粒、铁锈、钻井修井液等。另外，原油生产中使用的缓蚀剂、杀菌剂、润湿剂和强化采油的化学药剂都是生成乳状液的乳化剂。四、石油生产中乳状液的生成和预防2024/9/102252、防止稳定乳状液生成措施尽量减少对油水混合物的剪切和搅拌尽早脱水（1）自喷井产生乳状液的原因：油水混合物沿油管向地面流动，随着压力降低，气体析出膨胀，对油、水产生破碎和搅动。混合物流过喷嘴时，流速猛增，压力急剧下降，使油水充分破碎，形成较为稳定的乳状液。2024/9/10226取样位置分析次数油嘴压降平均含水率总含水率游离水含率乳化水含率油嘴后780.25~0.3560.022.038.0油嘴前460.25~0.3562.244.717.5油嘴后90.9~1.060.00.759.3油嘴前后乳化水含量减少原油乳状液生成的预防措施：用大油嘴并提高集输系统和油气分离器压力，减小油嘴前后的压差；油嘴装在井底2024/9/10227（2）深井泵采油防止抽油机固定阀、游动阀、柱塞漏泄产生激烈搅动选择较大尺寸的固定阀和游动阀、并用气锚（使气体进入油套环空内的装置），避免气体进入泵筒内提高深井泵容积效率往油井油套环空内注入破乳剂能有效地阻止原油在井内乳化，还能使油井增产。2024/9/10228（3）气举井产生乳状液的场所：井口，气举气进入油管处间歇气举：井口、地面管网内产生乳状液；连续气举：注气点产生（4）地面集输管网集输过程促成乳状液生成的因素多相混输管路、离心泵，弯头、三通、阀件等对混合物产生的搅拌。2024/9/10229预防措施在集输系统的规划、设计、日常操作管理中尽量避免混合物的激烈掺混：管径不宜太小；尽量减少弯头、三通、阀件等的局部阻力；充分利用地形输送；流程中避免对流体的反复减压和增压；尽早分出混合物中的伴生气；注意各种阀门的严密性。2024/9/10230防止油水乳状液生成措施（总结）控制油井出水，如采取分层开采、封堵水层、合理注水等措施来减少油井出水控制油流搅拌，如提高油田地面集输系统和分离器的压力，减小油嘴前后压差；尽量简化油气集输流程；减少弯头、三通、阀件等局部阻力及泵的数量往油井环形空间注入破乳剂，这不但能有效地阻止原油在井内乳化，往往还能使油井增产

2024/9/10231原油中水的类型：游离水和乳化水原油处理常用的方法

化学破乳剂重力沉降加热机械电脱水各种常见脱水方法的共同点：创造条件使油水依靠密度差和所受重力不同而分层。第二节原油处理的基本方法2024/9/10232一、常用术语1、破乳乳状液的破坏即破乳。原油乳状液的破乳过程分散水滴接近结合界面膜破裂水滴合并粒径增大在油相中沉降分离即水滴的絮凝、聚结和沉降。原油乳状液破乳的关键破坏油水界面膜，使水滴聚结和沉降。2024/9/102332、絮凝某些高分子聚合物（絮凝剂）的长链分子具有多个活性集团，附着在水滴上使乳化水滴聚集在一起，但界面膜连续没有破裂，水滴没有合并成大水滴。显微镜下观察到：水滴絮凝在一起呈鱼籽状。一、常用术语2024/9/102343、聚结小粒径水滴合并成大粒径水滴，并在规定时间内沉降至容器底部水层的过程——聚结。聚结时间估算d0——起始粒径；

d——最终粒径；

φ——乳状液体积水含率；Ks——特定系统的经验参数；

j——大于3的经验参数，与水滴碰撞反弹概率有关。一、常用术语2024/9/10235乳状液在处理容器内的聚结时间t与能沉降至底部水层的水滴粒径d有关

在其他条件不变的条件下，分散相浓度愈大，所需的脱水时间t愈短结论2024/9/102364、水洗油水混合物进入乳状液处理器的底部水层，使乳状液向上通过水层，由于水的表面张力较大，原油中的游离水、粒径较大的水滴、盐类和亲水固体杂质等并入水层的过程，称为水洗。水层内水的体积分数φ很大，水洗对乳状液破乳有重要作用。一、常用术语2024/9/102375、沉降乳化水滴在原油中的沉降速度用Stokes公式描述。

与水滴粒径的平方成正比；与油水密度差成正比；与原油粘度成正比；在离心场内，可加速水滴的沉降。沉降速度的影响因素一、常用术语2024/9/10238二、破乳剂脱水破乳剂一般都是人工合成的大分子、高分子或超高分子的表面活性剂。破乳过程中破乳剂的作用

1、降低乳化水滴的界面张力和界面膜强度

2、消除水滴间的静电斥力，使水滴絮凝

3、有聚结作用

4、能润湿固体，防止固体粉末乳化剂构成的界面膜阻碍水滴聚结。2024/9/10239破乳剂类型1、离子型破乳剂溶于水时，能电离生成离子。按其在水溶液中具有表面活性作用的离子电性，可分为阳离子、阴离子和两性离子等类别。2、非离子型破乳剂以环氧乙烷、环氧丙烷等有机合成原料为基础，在具有活泼氢起始剂引发下、有催化剂存在时，按一定程序聚合而成。2024/9/10240非离子型破乳剂的优点用量少

不产生沉淀

脱出水中含油少

脱水成本低

非离子型破乳剂的类型水溶性：可配制成任意浓度的水溶液油溶性：净化油的能力比水溶性的高，脱出水含油高混合型：能增加使用的灵活性2024/9/10241破乳剂的评价

1、脱水率

2、出水速度

3、油水界面状态

4、脱出水的含油率

5、最佳用量

6、低温脱水性能2024/9/10242破乳剂脱水的优缺点优点1、在系统内较早注入可防止乳状液的形成；2、可在较低温度下脱水，节约燃料，降低原油蒸发体积损失以及因原油密度增大的经济损失。缺点1、注入破乳剂剂量过多时，可生成新的、稳定性更高的乳状液；2、若破乳剂量较大时，仅靠其脱水费用过高。2024/9/10243三、重力沉降脱水游离水脱除器与三相分离器的主要区别：根据油水混合物内的水量来确定大小。水处理量的计算公式：2024/9/10244

油水界面常控制在0.5D处，但脱除器水处理