集油站脫水工藝現(xiàn)狀及改進(jìn)措施

張 娟，盧麗娟

（中國石油長慶油田分公司第六采油廠，陜西西安 710200）

集油站脫水工藝現(xiàn)狀及改進(jìn)措施

張 娟，盧麗娟

（中國石油長慶油田分公司第六采油廠，陜西西安 710200）

原介紹了原油中水的存在形式、危害，闡述了原油乳狀液的生成、穩(wěn)定性及其破乳、脫水機(jī)理。并結(jié)合采油六廠寧定集油站目前生產(chǎn)實(shí)際對影響寧定集油站原油脫水的因素進(jìn)行了詳細(xì)分析，對現(xiàn)行的加藥工藝提出改進(jìn)，并針對污水的處理提出相關(guān)建議，使寧定集油站的運(yùn)行系統(tǒng)更加合理，工藝更加完善。

原油；破乳；脫水；加藥；沉降

世界各地的油田幾乎都要經(jīng)歷含水開發(fā)期，自地下采出的原油往往都含有水。原油的產(chǎn)地不同，含水量各異，同一產(chǎn)地的原油，開采時(shí)間不同，其含水量也不同。總的來說，近年來，隨著原油開采進(jìn)入中后期，不得不采用大量注水和加化學(xué)藥劑的辦法提高采收率，采出的原油含鹽、含水量大增。

原油中的水主要有兩種存在形式：一是游離水，水在油中呈游離狀態(tài)，可以用加熱沉降的方法分離除去；二是乳化水，比較穩(wěn)定，很難用沉降法分離，必須用特殊的脫水方法。

1 站況簡介

寧定集油站位于陜西省定邊縣楊井鎮(zhèn)，是采油六廠的重要集輸站。該站承擔(dān)著安邊作業(yè)區(qū)、安五作業(yè)區(qū)原油進(jìn)站計(jì)量、脫水、外輸?shù)裙ぷ?，最大安全庫存容?7600 m3。該站由中控系統(tǒng)、集輸系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、采出水處理、回注系統(tǒng)、配電系統(tǒng)組成。

主要設(shè)備有20000 m3儲(chǔ)油罐兩具，700 m3儲(chǔ)油罐6具，200 m3除油罐1具，200 m3和100 m3的水罐各1具，CZHJ1250-Y/6.3-Y真空原油加熱爐3臺(tái)，F(xiàn)DYD80-50×12離心輸油泵2臺(tái)，理論排量為80 m3/h，F(xiàn)DYD120-60×10離心輸油泵 1臺(tái)，理論排量為120 m3/h，100-50×2倒罐泵1臺(tái)，理論排量為100 m3/h，3125P-A5的柱塞泵2臺(tái)，其理論流量為10.36 m3/h，YD60-50×2的卸油泵2臺(tái)，理論排量為60 m3/h。

1.1 主要工藝流程

主要流程為：從寧三轉(zhuǎn)、寧二轉(zhuǎn)、卸油來油經(jīng)過寧定集油站計(jì)量、加熱、沉降罐脫水溢流至凈化罐后外輸至第三輸油處，寧二來油也可直接進(jìn)凈化罐，胡一聯(lián)和胡十二轉(zhuǎn)來油可直接外輸，也可進(jìn)凈化罐經(jīng)處理后外輸，其中寧二來油和胡一聯(lián)來油進(jìn)凈化罐的管線為同一條。

1.2 生產(chǎn)運(yùn)行狀況

目前寧定集油站平均處理原油約500 m3/d，外輸凈化原油約2400 m3/d，收胡一聯(lián)來油為1200 m3/d，收胡十二轉(zhuǎn)來油為700m3/d，產(chǎn)水200m3/d，卸油300m3/d。寧定集油站運(yùn)行情況基本正常，但在外輸油品含水率上有時(shí)會(huì)出現(xiàn)偏高現(xiàn)象，下面就影響該站外輸油品質(zhì)量的因素做一些簡要分析。

自寧定集油站正式投運(yùn)以來，由于加藥不合理、來液量不穩(wěn)定、沉降罐水層不穩(wěn)定等原因使得外輸原油含水率較高，原油含水給原油生產(chǎn)帶來許多危害，給原油外輸以及末站計(jì)量交接造成極大的被動(dòng)，給單位生產(chǎn)經(jīng)營也帶來了一定的虧損。

2 影響外輸含水不穩(wěn)定的因素分析

經(jīng)仔細(xì)觀察、認(rèn)真總結(jié)影響外輸原油含水不穩(wěn)定的主要原因有以下幾點(diǎn)：

圖1 流程示意圖

2.1 加藥方式與進(jìn)液量

實(shí)現(xiàn)熱化學(xué)沉降脫水的最基本因素是破乳劑，只有使用與原油性質(zhì)相吻合的高效破乳劑才能實(shí)現(xiàn)脫水的高效率，其主要指標(biāo)就是低溫、快速、用量小、效率高四項(xiàng)。好的破乳劑還必須正確使用，主要是掌握它的投加量、投加方式和選擇加藥地點(diǎn)。投加量要控制在一個(gè)恰當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，過低不能徹底破乳，過高會(huì)產(chǎn)生加溶作用或反相乳化，造成脫出污水含油升高。

現(xiàn)在用的加藥裝置都是在一個(gè)自定的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行均勻加藥，它不能根據(jù)來液量的大小自動(dòng)增減排量。

寧集油站卸油量的不均勻是導(dǎo)致進(jìn)液量不平穩(wěn)的主要因素，目前寧集油站每天卸油300 m3，集中在10:00至20:00之間。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，該站的進(jìn)液量經(jīng)常忽高忽低，在一天甚至1小時(shí)內(nèi)，進(jìn)液量都很不均勻，造成破乳劑投加量很難控制。

2.2 脫水管線破裂問題

寧定集油站沉降罐的脫水管線2011年冬天出現(xiàn)過多次破裂，只要脫水管線出現(xiàn)破裂沉降罐就不能正常工作，原油在沒有油水分離的情況下一起進(jìn)入沉降罐，經(jīng)沉降后的水只能靠排污管線排出，由于排污管線的污水向外運(yùn)輸量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于產(chǎn)水量這將導(dǎo)致沉降罐水層上升，外輸含水率也隨之上升。

影響脫水管線破裂的因素有4個(gè)：（1）管線質(zhì)量存在一定問題，焊接管線時(shí)焊縫未連接牢固及防腐工作不到位；（2）污水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，引起管線嚴(yán)重腐蝕，從而引起破裂；（3）注水泵出口處壓力較高，管線未固定牢固，引起管線振動(dòng)嚴(yán)重導(dǎo)致管線破裂。

2.3 流程及裝置

（1）寧定集油站沒有緩沖分離罐，各點(diǎn)來油經(jīng)加熱爐直接進(jìn)沉降罐，原油內(nèi)析出的溶解氣沒有脫出，氣體的析出和在原油內(nèi)上浮以及氣泡吸附水滴嚴(yán)重干擾水滴的沉降，降低脫水質(zhì)量。

（2）由于卸油臺(tái)來油有時(shí)排量較大，來油進(jìn)站之后進(jìn)鍋爐，經(jīng)進(jìn)罐流程匯集到一起進(jìn)入沉降罐進(jìn)行脫水處理，較低溫的原油進(jìn)入沉降罐后導(dǎo)致沉降罐整體油溫下降，影響了沉降罐脫水處理?xiàng)l件。

（3）由于胡一聯(lián)來油只能進(jìn)凈化罐或走插輸流程，若胡一聯(lián)庫存較高，外輸油未處理達(dá)標(biāo)，外輸?shù)綄幎驼镜母吆鸵仓荒苓M(jìn)凈化罐，導(dǎo)致寧定集油站處理好的凈化油外輸時(shí)出現(xiàn)夾層現(xiàn)象，嚴(yán)重影響寧定集油站外輸油品質(zhì)量，給生產(chǎn)經(jīng)營帶來嚴(yán)重虧損。

（4）由于寧二來油進(jìn)罐和胡一聯(lián)高含水油進(jìn)罐為同一管線，故當(dāng)胡一聯(lián)進(jìn)罐時(shí)，即使寧二來油達(dá)到可直接外輸條件，也只能進(jìn)產(chǎn)進(jìn)罐繼續(xù)沉淀抽脫，增加了油品的處理周期，亦增加了勞動(dòng)強(qiáng)度。若在寧二進(jìn)外輸罐插輸期間胡一聯(lián)出現(xiàn)高含水，要先倒好罐區(qū)流程，才可使胡一聯(lián)進(jìn)產(chǎn)進(jìn)罐，增加了流程的復(fù)雜性。

3 改進(jìn)措施

3.1 配套加藥自動(dòng)控制系統(tǒng)

由于各轉(zhuǎn)油站的輸油量很不平穩(wěn)，造成破乳劑投加量很難控制。在實(shí)際生產(chǎn)中，加藥濃度一直忽高忽低，濃度過高會(huì)造成破乳劑浪費(fèi)，也會(huì)出現(xiàn)反相乳化現(xiàn)象，過低會(huì)造成原油脫水不正常。建議安裝加藥自動(dòng)控制系統(tǒng)增加變頻器，根據(jù)流量計(jì)顯示的流量自動(dòng)控制加藥量。

圖2 加藥自動(dòng)控制系統(tǒng)示意圖

3.2 整改脫水管線控制水層

（1）更換沉降罐至回注井的易破裂處的管線，保證污水能夠及時(shí)回注，減輕對沉降罐油水界面的影響。

（2）污水崗的員工在工作中時(shí)刻注意水罐的液位，嚴(yán)禁高液位運(yùn)行，以保證沉降罐平穩(wěn)脫水，若在污水不能及時(shí)處理回注時(shí)，要立即采取相關(guān)措施將污水運(yùn)走。

3.3 流程及其它方面

建議增加一具200 m3的卸油罐，使其溫度達(dá)到一定程度再小排量打入沉降罐；新增一條寧二來油插輸流程和胡一聯(lián)來油進(jìn)沉降罐流程；另外，各拉油點(diǎn)給儲(chǔ)罐內(nèi)加破乳劑，使卸油車輛所拉原油提前進(jìn)行油水分離，降低其在站內(nèi)的處理時(shí)間。

3.4 污水處理方面

采油污水是一種含有固體雜質(zhì)、液體雜質(zhì)、溶解氣體和溶解鹽類等較為復(fù)雜的多相體系，一般具有以下特點(diǎn)：含油量高、成分復(fù)雜、礦化度高、水溫較高、具有放射性。

據(jù)了解，在油氣田地區(qū)，水質(zhì)優(yōu)良的地下水十分有限，而目前油氣田地區(qū)的地下水污染問題十分突出。飲用水源受到污染被逐步廢棄，水源變得更為緊缺，分析認(rèn)為原油泄漏及污水回注是油氣田地下水污染的主要原因，因此污水處理系統(tǒng)在此顯得極為重要。

目前國內(nèi)外含油污水的處理技術(shù)按處理原理可分為4種：物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物化學(xué)法。重力分離法是初級處理方法，它是物理法的一種，是利用油和水的密度差及油和水的不相溶性，在靜止或流動(dòng)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)油珠、懸浮物與水分離。

寧定集油站用到除油的主要設(shè)備是立式除油罐，屬于初級處理法，處理污水不達(dá)標(biāo)，污染環(huán)境，也極易造成管線腐蝕破裂，從而影響沉降罐油水界面。所以，建議增加一套污水處理裝置，從而使回注水達(dá)標(biāo)，延長注水管線的使用壽命。

4 加強(qiáng)原油脫水工作的管理

4.1 保證流量平穩(wěn)

（1）各站點(diǎn)要平穩(wěn)輸油，避免突擊輸油，要求寧一轉(zhuǎn)、寧二轉(zhuǎn)、卸油臺(tái)在啟輸、停輸時(shí)必須先與寧定集油站取得聯(lián)系，在得到寧定集油站允許后方能啟輸、停輸；（2）要求卸油臺(tái)緩慢卸油；（3）嚴(yán)禁向沉降罐內(nèi)吹風(fēng)掃線；（4）在倒罐時(shí)，控制好泵的出口閥門，注意流量變化，做到壓力波動(dòng)小。

4.2 保證沉降罐油品處理溫度平穩(wěn)

計(jì)量崗員工根據(jù)來油溫度通知鍋爐崗合理調(diào)節(jié)寧定集油站真空加熱爐爐溫，將沉降罐溫度控制在40～45℃之間。

高溫有利于破乳劑對乳化劑的頂替作用，同時(shí)溫度高時(shí)原油粘度降低，一方面加速破乳劑的擴(kuò)散、滲透作用，同時(shí)增大瀝青質(zhì)、膠質(zhì)以及石蠟等重組分在原油中的溶解，加上水珠在熱力作用下熱運(yùn)動(dòng)作用加強(qiáng)等綜合效應(yīng)，使乳化膜強(qiáng)度減弱。但是溫度過高，超過該破乳劑的濁點(diǎn)時(shí)，反而會(huì)產(chǎn)生加溶作用，造成脫出污水含油升高。所以將沉降罐溫度控制在40～45℃范圍內(nèi)是破乳劑發(fā)揮良好效果的必要條件。

圖3 脫水率與時(shí)間關(guān)系曲線圖

4.3 保證水層平穩(wěn)

（1）卸油時(shí)，要對單車卸油明水量進(jìn)行單量；（2）化驗(yàn)員每4 h對沉降罐水層進(jìn)行一次測試，以便及時(shí)調(diào)整水層厚度；（3）掌握處理量與放水量的關(guān)系，放水量與放水閥控制開關(guān)的關(guān)系，在實(shí)踐中摸索控制水位平穩(wěn)的操作規(guī)律；（4）調(diào)節(jié)放水量時(shí)，放水閥開關(guān)應(yīng)緩慢。

4.4 保證加藥量平穩(wěn)

加藥量的大小對脫水效果有直接影響，脫水不好的問題絕大部分在加藥上，從以下幾方面來保證加藥平穩(wěn)：

（1）加藥設(shè)備完好并且做到一用一備；（2）加強(qiáng)對加藥罐液位的監(jiān)控，嚴(yán)格執(zhí)行兩小時(shí)的量罐制度，確保連續(xù)平穩(wěn)加藥；（3）配套自動(dòng)加藥系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)加藥濃度的恒定。

5 效益評價(jià)

（1）降低含水的經(jīng)濟(jì)評價(jià)及社會(huì)效益，原油外輸含水降低，前后由于含水率的下降，含水扣損減少，挽回了凈化原油。外輸原油含水率的下降，履行了原油交接協(xié)議，增強(qiáng)了信譽(yù)度。

（2）排水管線的改造，減少了管線的修補(bǔ)次數(shù)，避免管線因高壓或冷凍而破裂，減少了修補(bǔ)損耗以及人力物力。

（3）增加污水處理裝置，保護(hù)環(huán)境，凈化地層水質(zhì)，減少管線腐蝕。

[1] 余大民.原油脫水工藝的合理組合[M] .石油規(guī)劃設(shè)計(jì)，1997：43-44.

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

[3] 丁德馨，孫在春，楊國華，等.原油乳狀液的穩(wěn)定與破乳[J] .油田化學(xué)，1998，15（1）:82-86.

TE644

A

1673-5285（2012）03-0034-03

2011－12-31

張娟，女（1984-），助理工程師，2008年畢業(yè)于西安石油大學(xué)油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)，現(xiàn)在長慶油田第六采油廠從事油田采油工藝和注水管理工作，郵箱869272725@qq.com。