电磁分离技术用于油田油水分离的分析研究

从超重力角度理论分析油田采出液电磁分离的工作过程，定义超重力系数阐述其技术优势；从原油富集和回注水处理两方面提出电磁油水分离技术在油田中的应用方式，对未来油田采油地面处理新工艺的探索提供了思路。

胜利油田东部老油区已进入特高含水期，采出液综合含水率在92%以上、为油珠悬浮于水中的油水混合流。胜利油田的采出液矿化度高，具有导电性，且总体导电性能良好，具备电磁油水分离技术的应用条件。

根据磁流体动力学，在相互垂直的直流电场J和静磁场B的作用下，导电的采出液受到向下的电磁力Fe的作用，相当于在采出液中产生一个附加重力场g'。因此，采出液处于超重力环境，等效重力加速度为g _s =g+g’。根据斯托克斯沉降公式，增大重力加速度可以增大球体颗粒在层流状态的浮升速度。

因此，电磁场产生的超重力环境中，采出液中油珠浮升速度增大，提高了油水分离率。静电场作用下，采出液发生电解，产生微小气泡，形成气泡-油珠结合体，油珠粒径增大，进一步增大了油珠的浮升速度，提高了油水分离效率。

因此，油田采出液电磁分离结合了超重力分离和气浮分离的优势，分离效率高；无需投入任何其他亲油或磁性物质，对环境影响小；主要运行参数为电流密度和磁感应强度，控制变量为电磁信号，易于实现自动化控制和规模化生产，劳动强度低。

数值仿真结果表明，对含油10 ⁴ ~10 ⁵ mg/L的采出液，电磁分离后原油含水率小于30%，可实现原油富集；对含油10 ³ mg/L的采出液，电磁分离后含油质量浓度小于50 mg/L，可实现采出水直接回注。

根据胜利油田现有地面采油流程，在三相分离器油出口设置电磁分离装置，取代庞大的一次和二次沉降罐，对高含水来液原油高效脱水，提高原油处理效率。在一次除油罐前设置电磁分离装置对采出水进行处理，使其含油量达到回注水标准，从而减少甚至取代除油罐和沉降罐，减少除油设备占地空间，提高油田水处理效率。可采用多级交叉联合处理模式对回注水处理和原油富集，即经过电磁分离的非达标水进入原油富集的电磁分离通道进行脱水处理，电磁分离通道下层的高含水油水混合液再次进入回注水电磁分离通道进行除油处理，进一步提升油田采出液处理能力。

电磁分离技术为油田高含水高矿化度采出液的处置提供了新思路，对未来油田采油地面处理新工艺的探索具有重要意义。

油田采出液电磁分离利用静磁场和直流电场产生超重力环境和电解气泡，具有超重力分离和气浮分离的优势，分离效率高；对含油10 ⁴ ~10 ⁵ mg/L的采出液，电磁分离后原油含水率小于30%，可实现原油富集；对含油10 ³ mg/L的采出液，电磁分离后含油质量浓度小于50 mg/L，可实现采出水直接回注。基于电磁分离多级交叉联合处理模式，可形成油田新的采油地面流程，将引起重大革新。