新疆《某地2号稠油联合站二期工程》项目采用蒸汽辅助重力泄油(SAGD)技术开采稠油,SAGD采出液的温度远高于大罐常温重力沉降法要求的处理温度,因此采用高温仰角预脱水分离器对高含水采出液进行预脱水处理。本文对高温仰角预脱水分离器进行了数值模拟,建立了较为准确的数值模型。验证了分离器设计的合理性。对温度、进口流速、进口含油率以及油滴粒径四个进口参数进行正交模拟。通过采用方差分析与极差分析,分析各参数的影响程度。以油出口含油率为标准,影响程度:温度>油滴粒径>进口流速>进口含油率。以水出口含水率为标准,影响程度:油滴粒径>进口流速>进口含油率>温度。当油出口指标降低时,对高温仰角预脱水分离器优先提高温度参数。采用控制变量法研究脱水主要因素——温度和油滴粒径。油滴粒径为150μm,油出口含油率随温度的升高逐渐增大,130℃时达到82.52%,满足生产需求。随着温度的升高,水出口含水率在99.02～99.56%范围内波动。相同温度下,油滴粒径为150μm时比油滴粒径为140μm时油出口含油率约高2%,水出口含水率约高1.5%。随着温度升高,集油室内的油相浓度增大,水堰板下方处的水相浓度增大,油水界面升高,油相浓缩聚集。随着温度升高,油水界面在90～130℃内上升速度快,130～150℃内上升慢,150～170℃内波动较小,验证了油出口指标结论。通过模拟结果指导现场试验,预脱水剂加药点应在流程最前端,当前工况下,控制加药量200～300 mg/L,采出液温度130～170℃,油出口含油率达到80%及以上,水出口含水率达到99%及以上,满足生产需求,实现了油水分离器的高效运行。