曹妃甸油田消泡劑的國產(chǎn)化

黃曉東，方 健，劉振國

(1.中海石油有限公司曹妃甸作業(yè)公司，天津 300461;2.中海能源發(fā)展股份有限公司采油技術(shù)服務(wù)分公司，天津 300452)

原油中的泡沫不僅會(huì)減少分離器的有效分離空間和液相停留時(shí)間，降低分離效率，還會(huì)造成分離器出現(xiàn)假液位現(xiàn)象，影響天然氣系統(tǒng)和火炬系統(tǒng)的工作［1］。消泡劑可減少或消除原油中泡沫，目前，曹妃甸油田采用國外知名公司的消泡劑SV－4596，為了節(jié)藥生產(chǎn)成本、實(shí)現(xiàn)消泡劑國產(chǎn)化目的，中海能源股份公司采油技術(shù)服務(wù)分公司研制了一批原油消泡劑［2］。筆者將這些國產(chǎn)消泡劑與國外消泡劑進(jìn)行室內(nèi)評價(jià)實(shí)驗(yàn)，篩選出較好品種，并將其用于曹妃甸油田浮式生產(chǎn)油輪(FPSO)原油消泡，效果良好，實(shí)現(xiàn)了消泡劑國產(chǎn)化目的。

1 曹妃甸油田概況

曹妃甸油田位于渤海灣西部，平均水深20 m，由中海油與科麥奇合作開發(fā)，科麥奇公司為油田作業(yè)者。整個(gè)油田分為兩期工程，由6個(gè)井口平臺(tái)(WGPA，WHPA，WHPC，WHPD，WHPE和WHPF)、單點(diǎn)系泊塔和浮式生產(chǎn)油輪(FPSO海洋石油112)組成。其中Ⅰ期為WGPA，WHPA和WHPC，Ⅱ期為 WHPD，WHPE 和 WHPF，整個(gè)油田的產(chǎn)液均由海管輸送至FPSO海洋石油112處理。

曹妃甸油田FPSO的生產(chǎn)流程根據(jù)整個(gè)油田產(chǎn)液性質(zhì)的不同分為兩個(gè)平行系列，1系列產(chǎn)液雖然氣油比低，但是原油密度和黏度較大，氣泡膜較厚且穩(wěn)定;2系列產(chǎn)液含氣量很大，但原油黏度比1系列小，兩個(gè)系列的產(chǎn)液差異性大對消泡劑的適應(yīng)性要求較高。兩個(gè)平行系列的原油處理流程設(shè)備相同，均為三級(jí)處理，第一級(jí)為自由水分離器(V－2140/V－2340)，第二級(jí)為熱處理器(V－2160/V－2360)，第三級(jí)是電脫水器(V－2190/V－2390)，處理后的原油達(dá)到商品油標(biāo)準(zhǔn)。

2 消泡劑室內(nèi)評價(jià)

2.1 消泡劑品種

根據(jù)曹妃甸油田的油品性質(zhì)挑選由中海油公司采油技術(shù)服務(wù)分公司研制，并已在渤海油田各區(qū)塊多年應(yīng)用的消泡劑 BHX－101、BHX－16、BHX－21、BHX－35和BHX－80與現(xiàn)場正在使用的國外公司消泡劑SV－4596進(jìn)行對比評價(jià)實(shí)驗(yàn)。

2.2 評價(jià)方法

分別取現(xiàn)場兩個(gè)系列的綜合產(chǎn)液，除去游離水，取200 mL油樣置于1L鼓泡容器中，加熱一級(jí)分離器的溫度至75℃，向容器中以60 L/h恒定速率鼓入氮?dú)膺M(jìn)行鼓泡，考察各消泡劑濃度在15 mg/L和25 mg/L時(shí)，各系列原油乳狀液2 min后各平行容器中的泡沫高度和停止鼓泡后泡沫完全消除的時(shí)間，并與未加消泡劑的原油乳狀液泡沫高度和消泡時(shí)間進(jìn)行比較，1系列原油乳狀液鼓泡實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1;2系列原油乳狀液鼓泡實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

由表1和表2可見，原油乳狀液中加入消泡劑后，消泡效果很明顯，尤其是消泡劑BHX－101的消泡效果和消泡速度優(yōu)于國外公司消泡劑SV－4596，具備現(xiàn)場應(yīng)用條件，因此，選擇消泡劑BHX－101用于現(xiàn)場試驗(yàn)。

表1 曹妃甸油田1系列原油鼓泡實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表2 曹妃甸油田2系列原油鼓泡實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3 消泡劑BHX－101現(xiàn)場試驗(yàn)

2012年5月，采用消泡劑BHX－101對曹妃甸油田浮式生產(chǎn)油輪(FPSO)原油進(jìn)行消泡試驗(yàn)，期間分別監(jiān)測國外公司消泡劑SV－4596和國產(chǎn)消泡劑BHX－101的消泡效果，注入濃度均維持在15 mg/L。

3.1 消泡劑注入點(diǎn)與注入方式

消泡劑BHX－101的注入點(diǎn)與注入方式均與正在使用的消泡劑SV－4596相同，采用原消泡劑投加方式，分別加注在浮式生產(chǎn)油輪(FPSO)兩個(gè)系列的一級(jí)分離器前，設(shè)計(jì)消泡劑濃度為15 mg/L。

3.2 現(xiàn)場試驗(yàn)評價(jià)方法

在現(xiàn)場消泡劑加注過程中，通過考察兩個(gè)系列一級(jí)分離器的原油和天然氣產(chǎn)量，分離器的泡沫、油相、乳化層和水相的液位情況，火炬分液罐V－5010和燃料氣除液罐V－4310的液位變化趨勢，火炬燃燒狀況等因素，評價(jià)消泡劑消泡效果。

3.2.1 消泡劑對原油和天然氣產(chǎn)量的影響

消泡劑BHX－101試用期間，兩個(gè)系列1級(jí)分離器的原油和天然氣產(chǎn)量波動(dòng)情況分別見圖1和圖2。

圖1 消泡劑試驗(yàn)期間兩個(gè)系列的原油產(chǎn)量

圖2 消泡劑試驗(yàn)期間兩個(gè)系列的天然氣產(chǎn)量

由圖1和圖2可見，消泡劑BHX－101試用期間，兩個(gè)系列一級(jí)分離器的原油產(chǎn)量和天然氣產(chǎn)量，基本上較為穩(wěn)定，一系列的原油產(chǎn)量維持在1 780 m3/d，2系列原油產(chǎn)量維持在5 900 m3/d;一系列一級(jí)分離器V－2140的天然氣產(chǎn)量穩(wěn)定在39 643.46 m3/d，2系列一級(jí)分離器 V－2340的天然氣產(chǎn)量在99 108.66～113 267.04 m3/d之間，表明消泡劑BHX－101試用時(shí)原油和天然氣產(chǎn)量沒有發(fā)生波動(dòng)。

3.2.2 消泡劑對1級(jí)分離器參數(shù)的影響

消泡劑BHX－101現(xiàn)場試驗(yàn)期間，一級(jí)分離器V－2140和V－2340的溫度設(shè)定值為75～77℃，壓力為400 kPa條件下，分別考察了一級(jí)分離器V－2140和V－2340中泡沫、油相、乳化層和水相的液位情況，結(jié)果分別見圖3和圖4。

圖3 消泡劑試驗(yàn)期間2140分離器各界面變化趨勢

圖4 消泡劑試驗(yàn)期間2340分離器各界面變化趨勢

由圖3和圖4可見，消泡劑BHX－101在現(xiàn)場試用期間，一級(jí)分離器中V－2140和V－2340中泡沫、油相、乳化液和水相界面基本穩(wěn)定，說明消泡劑BHX－101對一級(jí)分離器參數(shù)無不良影響。

3.2.3 消泡劑對火炬分液罐和燃料氣分液罐液位的影響

曹妃甸油田浮式生產(chǎn)油輪(FPSO)的油氣水處理流程中，由三相分離器分離出的天然氣組分分別進(jìn)入火炬分液罐V－5010和燃料氣分液罐V－4310，脫除液體后分別進(jìn)入火炬系統(tǒng)和鍋爐系統(tǒng)。在整個(gè)消泡劑現(xiàn)場試驗(yàn)期間，火炬分液罐V－5010和燃料氣分液罐V－4310的液位沒有明顯的突增，說明油氣水流程中分離出天然氣的攜液量沒有明顯的變化。

3.2.4 消泡劑V－4596和BHX－101火炬燃燒效果比較

一級(jí)分離器前分別加注消泡劑SV－4596和BHX－101后，火炬燃燒情況表明，使用消泡劑BHX－101后，火炬燃燒情況明顯好轉(zhuǎn)，黑煙減少，說明油基消泡劑BHX－101可取代國外消泡劑V－4596，消泡劑可國產(chǎn)化。

4 結(jié)論

采油技術(shù)服務(wù)分公司研制的油基消泡劑BHX－101在曹妃甸油田浮式生產(chǎn)油輪(FPSO)上應(yīng)用效果良好，且具有價(jià)格優(yōu)勢，在優(yōu)化現(xiàn)場應(yīng)用效果的同時(shí)節(jié)約了生產(chǎn)成本，進(jìn)而順利實(shí)現(xiàn)消泡劑的國產(chǎn)化。

［1］王慶華，李支文，趙明，等.渤海綏中36－1油田原油消泡劑的研制與國產(chǎn)化［J］.中國海上油氣，2004，16(4):269 －271.

［2］李秋忙.原油消泡劑HBX－1的研制及應(yīng)用［J］.油田化學(xué)，1997，14(13):233 －236.