原油破乳降低外輸干壓

【摘 要】隨著油井數規(guī)模的不斷增加，外輸量也大幅增長，尤其在2010年投產21口新井以來，在外輸過程中因原油乳化問題導致該站在生產過程中時常出現外輸干壓偏高、外輸泵空轉燒密封，甚至因外輸困難被迫采取罐車拉油等不利情況，給井站正常生產及生產成本帶來了很多不利影響。采取措施解決了乳化問題。

【關鍵詞】原油乳化；超稠油；外輸；干壓

隨著采油作業(yè)一區(qū)超稠油井數的逐年增加，超稠油占作業(yè)區(qū)產量比重也越來越大，目前超稠油產量已占全區(qū)產量的70%左右。1-90號站便是作業(yè)區(qū)一座典型的超稠油站，超稠油總井數達到68口。

自2007年1-90號站投產超稠油油井以來，隨著油井數規(guī)模的不斷增加，外輸量也大幅增長，尤其在2010年投產21口新井（杜813興隆臺17口、杜84興隆臺4口）以來，在外輸過程中因原油乳化問題導致該站在生產過程中時常出現外輸干壓偏高、外輸泵空轉燒密封，甚至因外輸困難被迫采取罐車拉油等不利情況，給井站正常生產及生產成本帶來了很多不利影響。

通過對90#站40口油井的采樣分析，其中有18口井已發(fā)生原油乳化現象，因此，原油乳化是造成90#站外輸干壓升高的根本原因。降低外輸干壓是保證90#站正常生產的首要問題。

1.原油乳化的危害

（1）原油發(fā)生乳化后，水被分割成單獨的微小液滴；原油中含有天然乳化劑，它們吸附在油–水界面上形成保護膜，形成油包水的狀態(tài)；原油含水以后，其物理性質發(fā)生很大變化，增大了液流的體積，總液量大幅度增加，降低了設備和管道的有效利用率，特別是在高含水的情況下更為突出。

（2）當原油與所含水呈“油包水”型乳狀液狀態(tài)存在時，最突出的是粘度顯著增加（幾倍或幾十倍），再加上水的密度比原油的大，這就使管道摩阻增加，造成輸油壓力升高；

（3）增加了升溫過程的燃料消耗。由于水的比熱容為1，原油的比熱容為0.45，所以燃料的消耗成倍增加。當原油含水率為30%時，燃料消耗增加一倍。特別是在原油集輸過程中，一般要對原油反復加熱升溫，熱能的消耗是非常大的。

（4）引起金屬管道、設備的結垢和腐蝕。原油中所含的地層水都有一定的礦化度。當其中碳酸鹽或硫酸鹽含量較高時，會在管道和設備的內壁富集，形成鹽垢。久而久之，會使液流通道直徑變小，甚至完全堵塞。當用管式爐加熱這種含水原油時，會因結垢而影響熱的傳導，嚴重時會引起爐管式火筒過熱變形、破裂。

2.采取措施，實現原油破乳降粘

2.1提出破乳方案

（1）選原油乳化井，套管加破乳劑。

（2)從高架罐口加破乳劑。

（3)緩沖罐內泵入破乳劑。

（4)外輸管線直接泵入破乳劑。

2.2方案的實施驗證

實施驗證1：工作量大，有套管氣井加藥難度大，藥濟混合不好，破乳不充分，用藥量大。

實施驗證2：工作量大，存在一定的不安全隱患，藥濟混合不充分，用藥量大。

實施驗證3：從緩沖罐進口用比例泵把一定濃度藥濟泵入緩沖罐，目的是藥濟在緩沖罐內混合后達到充分破乳。

驗證結果：

（1）藥劑進罐后，由于沒有攪拌功能，致使藥濟只與罐內部分液體混合，沒有達到充分混合破乳的作用，導致泵壓和外輸干壓忽高忽低，給看站員工帶來很大的工作量。

（2）離心泵氣化現象較為嚴重。外輸干壓下降不明顯，外輸干壓在0.9～1.1 MPa之間波動。沒有達到預期目標。

實施驗證4：在外輸泵的出口處，用比例泵把一定濃度的破乳濟連續(xù)不斷地泵入管線，目的是在外輸管線內實現破乳降粘，減少外輸管線內液體的流動阻力，達到降低外輸干壓的目的。

驗證結果：

（1）把破乳劑連續(xù)注入外輸管線2個小時后，外輸干壓明顯下降，由1.2MPa，降至0.7MPa左右并相對穩(wěn)定。

（2）外輸泵的電流明顯降低。

（3）外輸罐位平穩(wěn)，有利于員工操作。

存在問題：破乳劑的濃度沒有確定，如果濃度過高會造成不必要的浪費，如果濃度過低破乳效果不好；加藥的方式還有待改進。

3.改進措施方案

（1）針對加藥濃度問題，根據藥品的特性要求和本站原油乳化的特點，經過計算和反復試驗，最后把藥濟濃度確定為50ppm最為合適，這樣既達到了充分破乳的目的，又不至于浪費藥品。

（2）根據比例泵可調排量的特點，實現外輸干線的連續(xù)加藥，按照2500ppm的藥劑濃度把藥濟混合液排量定為每天20立方米，用比例泵把藥劑泵入外輸管線。每天需加破乳濟50～75kg。

（3）加藥裝置采用簡單易行的方式：用一加藥箱做為藥品混合裝置，控制好站內循環(huán)水流量注入藥箱內，把藥品用滴定的方式連續(xù)加入箱內，這樣就解決了藥品濃渡和連續(xù)加藥的問題。

4.現場應用及效果檢查

目前原油破乳降低外輸干壓的方法在采油作業(yè)一區(qū)90#站23#站和新9#站3座站中得到很好的應用，有效地降低了外輸干壓，解決了因原油乳化而造成外輸困難的矛盾。

（1)外輸干壓由1.2MPa，降至0.7MPa，并長期穩(wěn)定。

（2)外輸泵壓穩(wěn)定，外輸泵電流下降。

（3)減少了工作量，減輕了勞動強度。

5.加強管理，鞏固措施成果

（1）對2臺外輸加熱爐流程分別倒為泵前加熱和泵后兩次加熱，提高外輸溫度，達到充分破乳降低外輸干壓目的。

（2）通過及時觀察罐位情況，根據需要調整外輸泵電機變頻，提高電機效率，保證外輸泵平穩(wěn)輸油，避免機泵“大馬拉小車”、甚至空載運行。

（3）強化加藥管理制度，保證24小時連續(xù)加藥。

（4）爐子定期清積碳，保證爐子正常燃燒，提高加熱爐的熱效率。

（5）實行分輸：根據離心泵和稠油泵的特點，對油井含水在60%以上的油井進緩沖罐，通過離心泵輸油；對油井含水在60%以上的油井倒入高架罐，通過稠油泵輸油，實現2臺泵分輸。