優(yōu)化稠油脫水工藝參數(shù) 實(shí)現(xiàn)交接含水率

付大強(qiáng) 中石化勝利油田分公司石油開發(fā)中心勝凱管理區(qū)，山東東營 257015

優(yōu)化稠油脫水工藝參數(shù) 實(shí)現(xiàn)交接含水率

付大強(qiáng) 中石化勝利油田分公司石油開發(fā)中心勝凱管理區(qū)，山東東營 257015

勝科管理區(qū)所生產(chǎn)的原油大部分屬特超稠油。在稠油高稠油的輸送和處理中，原油高含水對生產(chǎn)有著非常大的負(fù)面影響。勝科集輸系統(tǒng)將近點(diǎn)加藥、摻稀油、熱化學(xué)重力沉降等方法有效地結(jié)合起來，形成了一套較為完善的稠油脫水工藝。針對溫度低、破乳效果差、沉降時(shí)間不足以及油井生產(chǎn)中各類化學(xué)藥劑的影響等情況和因素進(jìn)行分析，通過對整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)選和各項(xiàng)指標(biāo)的調(diào)整，保證原油脫水的正常進(jìn)行，將生產(chǎn)原油的含水率降至考核標(biāo)準(zhǔn)以下。

稠油;脫水;破乳;溫度;沉降;含水率

勝科管理區(qū)所生產(chǎn)的原油密度為0.95～0.99g/cm3，原油黏度多在20000～160000m Pa.s之間，大部分屬特超稠油。在稠油高稠油的輸送和處理中，原油高含水對生產(chǎn)有著非常大的負(fù)面影響。在原油脫水過程中，由于稠油的特殊性質(zhì)，經(jīng)常遇到脫水困難、脫水效果差等情況。目前在生產(chǎn)中遇到的問題很多，比如溫度較低、乳化油破乳難度大、沉降時(shí)間不足以及在開采和作業(yè)中所用的各類化學(xué)藥劑的影響等等，這些問題的存在嚴(yán)重影響稠油脫水的正常進(jìn)行，加重了稠油脫水的難度，因此對影響稠油脫水因素的研究和優(yōu)化具有十分重要的生產(chǎn)意義。為了使外輸原油含水達(dá)到規(guī)定的交接標(biāo)準(zhǔn)，我們通過一系列的生產(chǎn)實(shí)踐和研究分析，設(shè)計(jì)出了適合本單位生產(chǎn)特點(diǎn)的原油脫水工藝，將含水控制在1.8%以下，實(shí)現(xiàn)了稠油超稠油集輸脫水的新突破。

1 集輸系統(tǒng)工藝流程簡介

勝科集輸系統(tǒng)主要由五座接轉(zhuǎn)站（草4-1#站、草4-2#站、草4-3#站、草104站、草128站）、一座卸油臺(tái)、一座聯(lián)合站組成，各接轉(zhuǎn)站收集附近各單井、平臺(tái)的來液，經(jīng)過初步的油氣分離、增溫加壓，外輸給草南聯(lián)；沒有進(jìn)站的油井或平臺(tái)，通過罐車?yán)偷姆绞剑ㄔ瓦M(jìn)高架罐），將油放到卸油臺(tái)，再由卸油臺(tái)打入主干線，外輸給草南聯(lián)。草南聯(lián)承擔(dān)著勝科原油的集中、脫水、上交等生產(chǎn)任務(wù)[1]。

通過現(xiàn)場試驗(yàn)以及本單位實(shí)際情況進(jìn)行對比優(yōu)選，勝科集輸系統(tǒng)將近點(diǎn)加藥、摻稀油、熱化學(xué)重力沉降等方法有效地結(jié)合起來，形成了一套較為完善的稠油脫水工藝[2]。

2 影響稠油脫水的因素及其參數(shù)優(yōu)化

2.1 溫度

稠油的性質(zhì)與溫度息息相關(guān)，溫度在整個(gè)集輸過程中主要起到兩個(gè)方面的作用。首先是管輸?shù)牧鲿?，如圖1所示，不同含水的草橋混合油溫度越高黏度越低，其流動(dòng)性也就越好。其次根據(jù)《草橋混合油流動(dòng)性及脫水方案優(yōu)化評價(jià)報(bào)告》所說當(dāng)溫度在達(dá)到70℃以上時(shí)，站外來液與破乳劑的混合及破乳脫水才能達(dá)到最佳效果[3]。

圖1 草橋混合油不同含水量混合油粘溫?cái)?shù)據(jù)圖

當(dāng)草橋混合油中按2：1的比例（稠油/稀油）摻入稀油，按100m g/L加入破乳劑時(shí)，當(dāng)溫度達(dá)到70℃，在5個(gè)小時(shí)后就基本達(dá)到脫水效果，如圖2。

圖2 2:1不同含水70℃加劑100m g/L出水率與時(shí)間關(guān)系圖

2.2 油水界面

沉降罐內(nèi)主要依靠水洗段的水洗作用和沉降段的重力沉降作用使油水分離。

接轉(zhuǎn)站來液首先進(jìn)入7#罐，根據(jù)表1可分析當(dāng)7#罐的油水界面在6.5到7.5米時(shí)，來液脫水后的綜合含水率最理想[4]。

表1 油水界面高度分析表

2.3 破乳劑

根據(jù)對草南聯(lián)混合油的實(shí)驗(yàn)分析，在罐容和熱力條件都能滿足的情況下，草橋混合油集輸摻水可到75%，根據(jù)破乳劑的性質(zhì)和破乳時(shí)間，在距草南聯(lián)850m處（卸油臺(tái)）按200mg/L加破乳劑，并按2:1摻入樂安稀油，在進(jìn)入草南聯(lián)前的時(shí)間里充分混合破乳，進(jìn)草南聯(lián)后升溫到≥70℃，進(jìn)5000m3的7#沉降罐，沉降24小時(shí)，沉降分水后乳化油含水可≤2%，可達(dá)到稠油外輸標(biāo)準(zhǔn)。

加入破乳劑量的多少主要根據(jù)7#罐溢流原油含水的高低，含水較高，則適當(dāng)多加，含水較低則少加。系統(tǒng)溫度提高時(shí)，可以使水滴界面膜的機(jī)械強(qiáng)度降低，在其他管路條件類似的情況下，加入少量破乳劑就有較好的破乳效果。故當(dāng)管線內(nèi)溫度變化時(shí)，對破乳劑的用量應(yīng)作出相應(yīng)的調(diào)節(jié)[5]。

2.4 稀油

稀油影響著原油在沉降段的沉降脫水時(shí)間，稠油的沉降時(shí)間非常長，摻入稀油后，黏度降低，沉降時(shí)間會(huì)縮短，混合油還能夠更好地與破乳劑混合，達(dá)到最佳的破乳效果。同樣條件下，稀油的摻入能加快稠油脫水，并縮短沉降時(shí)間，但對最終含水不起決定作用，超過1：1效果已不明顯。

根據(jù)圖2、圖3對比分析，相同溫度（70℃）和相同加藥量的條件下，混合液摻入稀油的量在1：1和2：1（稠油/稀油）時(shí)都能達(dá)到較好的脫水效果，區(qū)別在于稀油摻的越多，混合液脫水的時(shí)間就越短，根據(jù)原油在7#沉降罐的沉降時(shí)間，由每天的來液以及草南聯(lián)大罐的罐容計(jì)算，大約30小時(shí)左右。再考慮整套此工藝的經(jīng)濟(jì)性，目前摻稀油比在0.5～0.8之間。

圖3 1:1不同含水70℃加劑100m g/L出水率與時(shí)間關(guān)系圖

2.5 混合液組成

日常生產(chǎn)中，由于作業(yè)洗井等原因，生產(chǎn)原油中會(huì)含有降粘劑、清洗劑和薄膜擴(kuò)展劑等藥劑。當(dāng)井口來液中含有較多的降粘劑時(shí)，這部分原油和與這部分原油前后相連的原油的破乳都會(huì)受到很大影響，會(huì)造成泡沫油、水夾層、高含水和過渡層加厚等現(xiàn)象。解決該問題的最根本的辦法是集中管理，統(tǒng)一安排，做好預(yù)

3 結(jié)論

（1）原油管輸過程中，溫度必須保持在70℃以上，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）當(dāng)7#罐的油水界面在6.5～7.5m時(shí)，來液脫水后的綜合含水率最理想。

（3）加入破乳劑的量主要根據(jù)7#罐溢流原油含水高低和系統(tǒng)溫度來調(diào)節(jié)。

（4）稀油摻的越多，混合液脫水的時(shí)間就越短，摻稀油比在0.5～0.8之間。

（5）避免混合液影響的根本方法是集中管理，統(tǒng)一安排，做好預(yù)防工作。

通過對系統(tǒng)中影響原油脫水各個(gè)因素的分析，并對部分運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，勝科原油含水一直保持在1.8%以下，符合上交原油含水標(biāo)準(zhǔn)。

[1]馮叔初，郭揆常.油氣集輸與礦場加工[M]. 中國石油大學(xué)出版社. 2006

[2]寧甲清, 孟祎, 李澤勤. 超稠油脫水工藝試驗(yàn)研究[J]. 特種油氣藏. 2000,(01)

[3]劉學(xué). 稠油室內(nèi)熱化學(xué)脫水試驗(yàn)[J].油氣田地面工程.2010;29(12):17-8

[4]趙福麟. 油田化學(xué)[M].石油大學(xué)出版社.2000

[5]李秦, 董冰. 稠油脫水的優(yōu)化方法[J]. 遼寧化工. 2010;39(12):1270-2

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.095

付大強(qiáng) 男 工科學(xué)士 石油工程專業(yè)。