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摘要：吴一联合站主要负责吴420区块，原油处理和外输工作，自06年建站起，出现多次出现高含水，笔者作为亲历者，在这里对沉降罐工作原理进行阐述，并对常见异常情况进行了分析，提出了优化脱水效果的建议与措施。
关键词：沉降罐;脱水;含水;分析;乳化层
概述
吴一联合站现有流程依靠一具3000m3沉降罐，对各转油站外输来油进行脱水处理，日均进液量2500m3。一转、二转进1号三相分离器，三转、四转进2号三相分离器脱水后，进沉降罐沉降。各转都采用的是端点加药，管道破乳的方式，联合站单井来油及抽脱底水的处理，采用集中加药的方式。
立式溢流沉降罐以常压拱顶钢制储罐为主体，辅助进液分配、集油、集水及油水界面控制等构件，采用静水压强原理进行油水界面控制，依靠重力沉降原理实现油水分离的一种原油脱水设备。立式溢流沉降罐的直径根据处理量及水滴沉降速度来确定，油层厚度主要随流量和沉降时间、温度等因素的影响而不同。原油含水量较大时，水洗脱水效果明显，操作时应在罐内保持较高的水层;含水量较小时，沉降脱水效果较为明显，则应适当增加油层厚度。在破乳、温度等生产条件均良好的条件下，油水界面的高度对脱出油及脱出水指标有很关键的影响。本文通过对沉降罐工作原理和部分异常情况进行分析，提出了优化脱水效果的建议与措施。
1 沉降罐工作原理
油水混合物从进油管线进入沉降罐内部，主要是依靠油水密度差进行油水分离。油水混合物，经入口管进入中心汇管，通过中心管带有喷嘴的布液管均匀进入水层，经过“水洗”作用后，水滴聚集沉降，由罐底部集水管上升进入调节水箱内，经出水线去污水处理，水洗后的原油上浮，翻入到罐壁环型收油槽内，经出油管去净化罐。由于水与原油不互溶且存在密度差，因此油水混合物在沉降罐中经过一段时间的沉降后，油与水将存在于容器内的上下两个液相，油和水的最终分离是利用U型管原理。
2 油水界面对原油脱水的影响
2.1油水界面过低的影响
油水界面过低影响溢流口含水百分数及乳化层高度，水层过低时，沉降罐内由于下部进液压力对油层的搅动与冲击，油水界面处于一片混沌状态，油层原油已经有一定程度的破乳，油水微观状态已经分离，但物质形态还处于无法分离，取出该层段油层剖面样，做油样蒸汽含水试验，测试值往往很高，但若静止数十分钟时间，水自然分出，再测其含水基本为净化油水平。若水层偏低情况，长时间油和水物质形态得不到分离，加之破乳剂的作用，会再次形成乳化层。
根据吴一联合站油水界面监测，油水界面过低乳化层升高，破乳剂利用率降低，需要建立合理的油水界面保证原油脱水工艺的平稳运行。油水界面过低还会影响沉降罐脱出水水质，污水含油率升高，因为在水洗的过程中，污水外排也在进行中，部分原油来不及上升到油层中去，已随污水排出沉降罐，对外排污水含油率也有一定影响。
2.2油水界面过高的影响
油水界面过高对沉降罐脱水将有如下影响，因为集油槽距离水层过近，罐内油水都是存在过渡带的，这样会引起溢油口含水的超标，严重导致沉降时间的严重不足，这样也会影响沉降罐的脱水率，达不到脱水的要求。
3 沉降罐脱水效果影响因素分析
在现场实际生产过程中，由于受诸多因素的影响，油、水并不总是能够理想地实现自动分离，其主要影响因素有：
3.1含水原油温度的影响
2013年1月由于上游来液温度底，加之站内加热炉，恰逢故障，三相油室含水达到了1%，沉降罐溢油口达到0.95%，外交油含水达到了0.88%，严重影响外交工作，这时只能通知上游提高来油温度，并进行倒罐处理油品，抢修加热炉。
因此油温越高，油、水的密度差越大，相应地粘度也越低，适当的提高温度使脱水率上升，使油、水在罐内的分离变得更为简单。
3.2化学破乳剂的影响
2014年6月，我站沉降罐油水界面乳化层突然升，由0.2m升至0.8m，沉降罐溢油口含水1%，经过各转来油取样滴定后，发现破乳剂，破乳效果非常差。紧急叫停上游加药，更换药品。
因此做好破乳剂的优化筛选工作，选出针对该性质原油的高效破乳剂。同时选择合适的加药点，优先采用端点加药，使破乳剂与原油在管道中充分混合，达到提前完成破乳的效果。
3.3进液流量均衡性的影响
2017年我站三相分离器停用维修，各转来油进沉降罐脱水净化，由于三四转来液量及其不稳定，间歇输油，排量忽大忽小。乳化层和含水率都突然飙升，查找原因后，让上游平稳输油后，情况慢慢缓解，直至变好。
因此进入沉降罐内的流量越稳定，对罐内油相和水相的扰动就越小，能使沉降分离的效果更好。因此，当布液管被堵塞时会造成布液不均匀，进液流速增大，破坏油水界面，降低水洗作用，从而影响脱水效果。
3.4溶解天然气的影响
同样是2017年，由于三相分离器维修，各转来液经过站内加热炉加热后，温度过高，释放出大量溶解天然气，液压安全阀动作后，密封液大量流至管壁，含水也随之升高。查明原因后，立即调整加热炉温度，情况改善。
因此含水原油从一定压力降低到常压后，其中的溶解天然气就会溢出并对油相和水相产生扰动，降低脱水效果。溶解天然气量越多，对油水分离的影响就越大。
3.5来液成份的影响
还是在2017年因上游新井投产或单井修井作业后，来液成份发生变化（老化油，酸洗液，压裂液等），造成原油脱水困难，破乳剂作用发挥不好，影响脱水效果。这一情况在三相分离器投用后得到缓解。
除了以上一些因素以外，油田生产过程中回收的落地原油、油品粘度以及部分油田化学药剂等均会对沉降罐的油水分离效果产生不同程度的影响，需要根据具体情况采取针对性措施。
4沉降罐运行期间的异常情况分析
4.1原油出口管线不通畅
在这种情况下，分离出的原油不能顺利进入后端工艺管线中，沉降罐的液位将会升高，升高最后导致的可能结果有两个，一是油罐冒顶，原油从罐口溢出;二是随着油层的逐渐增厚，水层将会逐渐变薄，最后，原油可能通过污水管线进入到下游污水处理系统，造成污水中含油增加，影響污水系统正常运行。因此，在沉降投用初期，一定要根据油罐的容积及相关尺寸，计算好时间，定时对新投沉降罐进行检查，测量液位变化情况，防止因为流程切换错误或管线堵塞造成环境污染事故。
4.2运行期间污水系统进油
这里有两种可能情况，一是油罐内部附件出现问题（比如管线或水箱腐蚀穿孔、泄漏等），另外一种就是沉降罐脱水效果差，比如天然气窜入罐内造成油水分离效果差，底部水层含油太高致使含油污水进入后端系统，具体原因应根据现场检尺或取样情况对脱水情况进行具体分析，然后找到问题所在，对症下药。
5结束语
沉降罐运行正常与否，直接影响到原油的正常处理和外交，因此，掌握沉降罐工作原理并能对常见问题进行分析和判断十分重要。当然，在实际生产中，影响沉降罐运行效果的因素还有很多，包括油罐的设计尺寸、运行工况及系统运行参数等等，这就需要我们在日常生产和工作中，及时录取资料，并积极组织相关技术力量认真分析，特别当油层及含水发生异常变化时，找出其中的原因，为优化原油脱水工艺提供依据，确保原油处理系统平稳运行。
（长油田分公司采油三厂吴起作业区）
关键词：沉降罐;脱水;含水;分析;乳化层
概述
吴一联合站现有流程依靠一具3000m3沉降罐，对各转油站外输来油进行脱水处理，日均进液量2500m3。一转、二转进1号三相分离器，三转、四转进2号三相分离器脱水后，进沉降罐沉降。各转都采用的是端点加药，管道破乳的方式，联合站单井来油及抽脱底水的处理，采用集中加药的方式。
立式溢流沉降罐以常压拱顶钢制储罐为主体，辅助进液分配、集油、集水及油水界面控制等构件，采用静水压强原理进行油水界面控制，依靠重力沉降原理实现油水分离的一种原油脱水设备。立式溢流沉降罐的直径根据处理量及水滴沉降速度来确定，油层厚度主要随流量和沉降时间、温度等因素的影响而不同。原油含水量较大时，水洗脱水效果明显，操作时应在罐内保持较高的水层;含水量较小时，沉降脱水效果较为明显，则应适当增加油层厚度。在破乳、温度等生产条件均良好的条件下，油水界面的高度对脱出油及脱出水指标有很关键的影响。本文通过对沉降罐工作原理和部分异常情况进行分析，提出了优化脱水效果的建议与措施。
1 沉降罐工作原理
油水混合物从进油管线进入沉降罐内部，主要是依靠油水密度差进行油水分离。油水混合物，经入口管进入中心汇管，通过中心管带有喷嘴的布液管均匀进入水层，经过“水洗”作用后，水滴聚集沉降，由罐底部集水管上升进入调节水箱内，经出水线去污水处理，水洗后的原油上浮，翻入到罐壁环型收油槽内，经出油管去净化罐。由于水与原油不互溶且存在密度差，因此油水混合物在沉降罐中经过一段时间的沉降后，油与水将存在于容器内的上下两个液相，油和水的最终分离是利用U型管原理。
2 油水界面对原油脱水的影响
2.1油水界面过低的影响
油水界面过低影响溢流口含水百分数及乳化层高度，水层过低时，沉降罐内由于下部进液压力对油层的搅动与冲击，油水界面处于一片混沌状态，油层原油已经有一定程度的破乳，油水微观状态已经分离，但物质形态还处于无法分离，取出该层段油层剖面样，做油样蒸汽含水试验，测试值往往很高，但若静止数十分钟时间，水自然分出，再测其含水基本为净化油水平。若水层偏低情况，长时间油和水物质形态得不到分离，加之破乳剂的作用，会再次形成乳化层。
根据吴一联合站油水界面监测，油水界面过低乳化层升高，破乳剂利用率降低，需要建立合理的油水界面保证原油脱水工艺的平稳运行。油水界面过低还会影响沉降罐脱出水水质，污水含油率升高，因为在水洗的过程中，污水外排也在进行中，部分原油来不及上升到油层中去，已随污水排出沉降罐，对外排污水含油率也有一定影响。
2.2油水界面过高的影响
油水界面过高对沉降罐脱水将有如下影响，因为集油槽距离水层过近，罐内油水都是存在过渡带的，这样会引起溢油口含水的超标，严重导致沉降时间的严重不足，这样也会影响沉降罐的脱水率，达不到脱水的要求。
3 沉降罐脱水效果影响因素分析
在现场实际生产过程中，由于受诸多因素的影响，油、水并不总是能够理想地实现自动分离，其主要影响因素有：
3.1含水原油温度的影响
2013年1月由于上游来液温度底，加之站内加热炉，恰逢故障，三相油室含水达到了1%，沉降罐溢油口达到0.95%，外交油含水达到了0.88%，严重影响外交工作，这时只能通知上游提高来油温度，并进行倒罐处理油品，抢修加热炉。
因此油温越高，油、水的密度差越大，相应地粘度也越低，适当的提高温度使脱水率上升，使油、水在罐内的分离变得更为简单。
3.2化学破乳剂的影响
2014年6月，我站沉降罐油水界面乳化层突然升，由0.2m升至0.8m，沉降罐溢油口含水1%，经过各转来油取样滴定后，发现破乳剂，破乳效果非常差。紧急叫停上游加药，更换药品。
因此做好破乳剂的优化筛选工作，选出针对该性质原油的高效破乳剂。同时选择合适的加药点，优先采用端点加药，使破乳剂与原油在管道中充分混合，达到提前完成破乳的效果。
3.3进液流量均衡性的影响
2017年我站三相分离器停用维修，各转来油进沉降罐脱水净化，由于三四转来液量及其不稳定，间歇输油，排量忽大忽小。乳化层和含水率都突然飙升，查找原因后，让上游平稳输油后，情况慢慢缓解，直至变好。
因此进入沉降罐内的流量越稳定，对罐内油相和水相的扰动就越小，能使沉降分离的效果更好。因此，当布液管被堵塞时会造成布液不均匀，进液流速增大，破坏油水界面，降低水洗作用，从而影响脱水效果。
3.4溶解天然气的影响
同样是2017年，由于三相分离器维修，各转来液经过站内加热炉加热后，温度过高，释放出大量溶解天然气，液压安全阀动作后，密封液大量流至管壁，含水也随之升高。查明原因后，立即调整加热炉温度，情况改善。
因此含水原油从一定压力降低到常压后，其中的溶解天然气就会溢出并对油相和水相产生扰动，降低脱水效果。溶解天然气量越多，对油水分离的影响就越大。
3.5来液成份的影响
还是在2017年因上游新井投产或单井修井作业后，来液成份发生变化（老化油，酸洗液，压裂液等），造成原油脱水困难，破乳剂作用发挥不好，影响脱水效果。这一情况在三相分离器投用后得到缓解。
除了以上一些因素以外，油田生产过程中回收的落地原油、油品粘度以及部分油田化学药剂等均会对沉降罐的油水分离效果产生不同程度的影响，需要根据具体情况采取针对性措施。
4沉降罐运行期间的异常情况分析
4.1原油出口管线不通畅
在这种情况下，分离出的原油不能顺利进入后端工艺管线中，沉降罐的液位将会升高，升高最后导致的可能结果有两个，一是油罐冒顶，原油从罐口溢出;二是随着油层的逐渐增厚，水层将会逐渐变薄，最后，原油可能通过污水管线进入到下游污水处理系统，造成污水中含油增加，影響污水系统正常运行。因此，在沉降投用初期，一定要根据油罐的容积及相关尺寸，计算好时间，定时对新投沉降罐进行检查，测量液位变化情况，防止因为流程切换错误或管线堵塞造成环境污染事故。
4.2运行期间污水系统进油
这里有两种可能情况，一是油罐内部附件出现问题（比如管线或水箱腐蚀穿孔、泄漏等），另外一种就是沉降罐脱水效果差，比如天然气窜入罐内造成油水分离效果差，底部水层含油太高致使含油污水进入后端系统，具体原因应根据现场检尺或取样情况对脱水情况进行具体分析，然后找到问题所在，对症下药。
5结束语
沉降罐运行正常与否，直接影响到原油的正常处理和外交，因此，掌握沉降罐工作原理并能对常见问题进行分析和判断十分重要。当然，在实际生产中，影响沉降罐运行效果的因素还有很多，包括油罐的设计尺寸、运行工况及系统运行参数等等，这就需要我们在日常生产和工作中，及时录取资料，并积极组织相关技术力量认真分析，特别当油层及含水发生异常变化时，找出其中的原因，为优化原油脱水工艺提供依据，确保原油处理系统平稳运行。
（长油田分公司采油三厂吴起作业区）