高效低能耗原油破乳技術(shù)應(yīng)用評價(jià)

李志國 孫森 胡新玉 王亮（新疆油田公司風(fēng)城油田作業(yè)區(qū)）

風(fēng)城油田稀油注輸聯(lián)合站承擔(dān)著烏爾禾、夏子街來液的原油處理工作。目前，來液的含水較高，對這些高含水的原油進(jìn)行加熱輸送，其能耗較高，如能實(shí)現(xiàn)來液不加熱或較低溫度輸送可以節(jié)約天然氣消耗量。

1 原油脫水工藝

風(fēng)城油田稀油注輸聯(lián)合站來油、氣、水混合物進(jìn)入兩相分離器進(jìn)行氣液分離，油進(jìn)入沉降罐沉降，最后進(jìn)凈化罐，合格后外輸；氣進(jìn)入天然氣處理站處理。

通過近幾年的來液分析：烏爾禾區(qū)塊來液平均含水達(dá)65%，夏子街區(qū)塊來液平均含水達(dá)80%（圖1），所以很有必要降低一段脫水溫度，節(jié)約能耗。

2 原油物性分析

通過顯微鏡法對原油的乳化類型與形態(tài)進(jìn)行了鑒定。油包水向水包油乳化類型的轉(zhuǎn)向點(diǎn)對脫水工藝參數(shù)的確定有直接影響。

1）乳化類型轉(zhuǎn)向點(diǎn)。通過配制不同含水率的乳狀液，并考察其在不同溫度條件下乳液穩(wěn)定性，判斷原油的乳化類型轉(zhuǎn)向點(diǎn)（SY/T 7549—2000原油黏溫曲線的確定 旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)法）。

2）原油黏度分析。夏子街來油含水50%后原油黏度出現(xiàn)反轉(zhuǎn)點(diǎn)，由圖2可以看出，目前夏子街來油含水80%，它的黏度大幅度地降低，充分說明了夏子街區(qū)塊原油有利于低溫輸送。

3 室內(nèi)低溫脫水實(shí)驗(yàn)

烏爾禾區(qū)塊與夏子街區(qū)塊來液混合油樣脫水實(shí)驗(yàn)（SY/T 5281—2000原油破乳劑使用性能檢驗(yàn)方法 瓶試法）結(jié)果見表1，烏爾禾與夏子街區(qū)塊來液按1∶1比例混合作為破乳劑脫水試驗(yàn)油樣。

表1 烏爾禾與夏子街區(qū)塊油樣1∶1混合油樣脫水實(shí)驗(yàn)結(jié)果

當(dāng)烏爾禾與夏子街區(qū)塊混合油樣脫水溫度40℃，破乳劑加藥濃度為50mg/L，沉降時(shí)間大于4 h時(shí)，混合油樣脫水后原油含水率見表2。

表2 烏爾禾與夏子街區(qū)塊混合油樣脫水后原油含水率

從表2可以看出，烏爾禾與夏子街區(qū)塊混合油樣脫水溫度40℃，沉降時(shí)間大于4 h時(shí)，破乳劑加藥量50mg/L完全可以滿足原油脫水工藝要求。

4 破乳劑篩選試驗(yàn)

開展低溫脫水處理技術(shù)研究的主要目的是設(shè)法降低原油處理過程中的溫度，在免加熱或微加熱的條件下達(dá)到正常脫水。在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行破乳劑篩選試驗(yàn)，分別選擇35、30、25、20℃等進(jìn)行3輪篩選試驗(yàn)，加藥濃度均為50mg/L，選出在25℃的較低溫度下具有較好脫水效果的破乳劑[1]（圖3）。

2010年6月進(jìn)行了不加熱沉降罐脫水試驗(yàn)。試驗(yàn)包括：停止夏子街四合一加熱；調(diào)整跟蹤夏子街來液低溫輸送及運(yùn)行參數(shù)；優(yōu)化現(xiàn)有原油處理工藝，串聯(lián)、并聯(lián)同時(shí)使用，提高脫水效率；1#、2#沉降罐切換使用，增加沉降時(shí)間，控制懸浮多時(shí)層過厚等問題，降低懸浮對系統(tǒng)的影響；優(yōu)化現(xiàn)有運(yùn)行參數(shù)，制定合理的處理溫度，降低熱損耗；對中控室DCS控制系統(tǒng)做精細(xì)的調(diào)節(jié)，保證數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確率在98%以上[2]。

通過現(xiàn)場實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了夏子街、烏爾禾采出液不加熱輸送或較低溫度輸送，一段脫水溫度由原平均45℃降為常溫25℃，二段處理溫度由70℃降低至60℃，實(shí)現(xiàn)了低溫脫水。破乳劑加藥流程的調(diào)整使2個(gè)加藥罐分別向一、二段供藥，并根據(jù)一、二段的脫水效果來分別調(diào)整加藥量，破乳劑加藥濃度變?yōu)?0mg/L。

5 效果分析

方案實(shí)施后，夏子街區(qū)塊輸油溫度大大降低，長輸管線低溫輸送達(dá)到了設(shè)定的目標(biāo)。夏子街聯(lián)合站來液溫度控制在25℃，一段處理溫度平均為25℃，二段脫水溫度平均60℃（圖4）。通過分析，2009年平均加藥濃度是147×10-6，而2010年平均加藥濃度是80×10-6（圖5），2010年節(jié)約了破乳劑的用量。

稀油注輸聯(lián)合站2010年外交原油全年含水都在0.5以下（圖6），原油處理系統(tǒng)正常。

6 經(jīng)濟(jì)效益及社會效益

2009年，夏子待聯(lián)合站平均日用氣量3 257 m3，2010年平均日用氣量2 372m3，平均每天節(jié)氣885m3，年節(jié)約用氣量31.86×104m3。

1）目前平均每天液量為2 800 t/d，其中原油800 t/d，水2 000 t/d。原處理?xiàng)l件下（一段45℃、二段70℃），加熱所需熱能為243 600×106J。

2）目前處理?xiàng)l件下（一段25℃、二段60℃），加熱所需熱能為58 800×106J，每天加熱能耗下降了184 800×106J，相當(dāng)于4 621.3m3天然氣的發(fā)熱量。

3）夏子街低溫輸送節(jié)約燃?xì)?1.86×104m3，天然氣單價(jià)按1.215元/m3計(jì)算，年節(jié)約費(fèi)用204.94萬元；夏子待聯(lián)合站年節(jié)約燃?xì)赓M(fèi)38.7萬元。

4）通過計(jì)算，稀油注輸聯(lián)合站年節(jié)約破乳劑29 t，降低費(fèi)用38.86萬元。

5）年總節(jié)約費(fèi)用：204.94+38.7+38.86=282.5萬元。

6）社會效益：年減少CO2排放量334.5×104kg，節(jié)約1m3天然氣相當(dāng)于減排1.964 kg CO2。

7 結(jié)論及建議

通過原油低溫脫水室內(nèi)及現(xiàn)場試驗(yàn)，達(dá)到了一段脫水溫度25℃、二段脫水溫度60℃的效果。

1）原油低溫脫水處理技術(shù)是一項(xiàng)可行的工藝技術(shù)，節(jié)能效果突出，并有利于減輕原油在沉降罐與凈化罐中的揮發(fā)，保護(hù)了壞境，經(jīng)濟(jì)效益與社會效益顯著。

2）實(shí)行低溫脫水，必須采取必要的應(yīng)對措施，如破乳劑的篩選、加藥點(diǎn)的選擇、落地油單獨(dú)處理及適當(dāng)提高加藥濃度等。

3）寒冬季節(jié)，原油脫水必須在一定的溫度下進(jìn)行，低于某一臨界溫度，脫水效果將變得惡化，采取微加熱措施進(jìn)行處理（30天左右)，投用二段沉降罐，使脫水溫度穩(wěn)定在55～60℃，可恢復(fù)正常的脫水效果。

[1]任卓琳,牟英華,崔付義.原油破乳劑機(jī)理與發(fā)展趨勢[J].油氣田地面工程,2005,24(7):16-17.

[2]蔣洪,劉武.原油集輸工程[M].北京:石油工業(yè)出版社,2006:18-20.