三元復(fù)合驅(qū)與水聚驅(qū)地面工藝差異分析

朱啟光

(大慶油田工程有限公司，黑龍江 大慶 163712)

隨著三元復(fù)合驅(qū)驅(qū)油工藝在大慶油田的逐步推廣，三元采出液處理困難，需要單獨處理，大慶油田地面工程系統(tǒng)出現(xiàn)一定的不適應(yīng)性。三元采出液的處理在油氣集輸系統(tǒng)依然是一段合、二段分，電脫水器適當(dāng)改造的建設(shè)方式，污水處理系統(tǒng)完全與水聚驅(qū)分開處理。這使得油氣集輸、水處理系統(tǒng)的剩余能力不能利用，聚合物配置站、注水站、變電所部分能力可以利用，但是需要新建或擴(kuò)建能力，配套設(shè)施會有較大量的增加。

1 三元復(fù)合驅(qū)地面工藝

1.1 油氣集輸

1.1.1 轉(zhuǎn)油放水站

轉(zhuǎn)油放水站采用三相分離器合一處理裝置，油井三元產(chǎn)液進(jìn)三相分離器進(jìn)行油氣水分離，低含水油經(jīng)泵輸脫水站。污水進(jìn)入污水沉降罐沉降后，一部分經(jīng)泵輸至新建三元污水站，另一部分將沉降后的污水升溫后回?fù)?。分離出的伴生氣進(jìn)入已建的集氣系統(tǒng)。

1.1.2 脫水站

脫水站原油凈化處理采用二段脫水工藝，三元產(chǎn)液經(jīng)轉(zhuǎn)油放水站放水后，低含水油輸至脫水站，經(jīng)二段爐升溫后，由二段電脫水器進(jìn)行處理，脫后凈化油經(jīng)輸油泵外輸至油庫。

1.2 配注系統(tǒng)

配制注入系統(tǒng)基本采用“集中配制低壓二元、高壓二元”的總工藝流程。注水站出站高壓水在二元調(diào)配站混配為高壓二元水，再輸至各注入站;含母液表活劑的低壓曝氧深度水由二元調(diào)配站輸至配制站作為配制用水，配制低壓二元母液，再輸至各注入站。配制、注入系統(tǒng)主要設(shè)計參數(shù)詳見表1。工藝流程見圖1。

表1 配制、注入系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)表

1.3 污水處理系統(tǒng)

三元污水站采用“一級沉降罐→二級沉降罐→一級石英砂-磁鐵礦雙層濾料過濾罐→二級海綠石-磁鐵礦雙層濾料過濾罐”的四段處理工藝。三元污水處理設(shè)計沉降段的設(shè)計思路為既可實現(xiàn)兩級連續(xù)流沉降，同時也可以實現(xiàn)一級序批沉降。每座沉降罐都配有雙系統(tǒng)，即曝氣系統(tǒng)和氣浮系統(tǒng)。

采用連續(xù)流沉降運行方式時，設(shè)計參數(shù)為:一級沉降罐水力停留時間為12 h，二級沉降罐水力停留時間8 h，合計20 h。當(dāng)采用序批式沉降運行方式時，循環(huán)周期為24 h，即進(jìn)水6 h、靜止沉降12 h、排水6 h。濾速:弱堿7 m/h、5 m/h;強(qiáng)堿6 m/h、4 m/h。

2 水聚驅(qū)地面工藝

2.1 油氣集輸

2.1.1 轉(zhuǎn)油站

水聚驅(qū)轉(zhuǎn)油站一般采用三合一(分離緩沖游離水脫除器)處理裝置，油井三元產(chǎn)液進(jìn)三合一進(jìn)行油氣水分離，高含水油經(jīng)泵輸脫水站。分離出的污水升溫后回?fù)交驘嵯础７蛛x出的伴生氣進(jìn)入集氣系統(tǒng)。

2.1.2 脫水站

脫水站原油凈化處理采用二段脫水工藝，轉(zhuǎn)油站來的高含水油輸至游離水脫除器，分離出游離水后，低含水原油經(jīng)二段爐升溫后，由二段電脫水器進(jìn)行處理，脫后凈化油經(jīng)輸油泵外輸至油庫。污水外輸至污水站處理。

2.2 配注系統(tǒng)

聚驅(qū)采用集中配制分散注入的地面總體配注工藝，即5 000 mg/L母液集中在配制站配制，低壓輸送至分散建設(shè)的注入站;在注入站內(nèi)與注水站輸送來的高壓水按比例混配均勻，最終形成母液濃度合格體系，輸送至注入井井口，注入地層。詳見圖2。

2.3 污水處理系統(tǒng)

聚驅(qū)常規(guī)工藝為“一級沉降罐→二級沉降罐→一級石英砂過濾罐”的三段處理工藝。采用沉降設(shè)計參數(shù)為:一級沉降罐水力停留時間為8 h，二級沉降罐水力停留時間4 h，合計12 h，濾速8 m/h。

3 差異分析及存在問題

3.1 油氣集輸

三元驅(qū)與聚驅(qū)相比，油氣集輸系統(tǒng)采用的工藝基本相同，但是有兩個不同，一是設(shè)備結(jié)構(gòu)不同，設(shè)備結(jié)構(gòu)差異見表2。二是設(shè)計參數(shù)相差較大(見表3)，主要是三合一、三相分離器及游離水的操作溫度及沉降時間、污水沉降罐的沉降時間、電脫水器的操作溫度等。尤其是污水沉降罐沉降時間延長了一倍，意味著處理相同的水量設(shè)備容積要大一倍。

表2 處理容器結(jié)構(gòu)差異表

表3 主要生產(chǎn)運行參數(shù)差異表

聚驅(qū)調(diào)整為三元驅(qū)開發(fā)后，地面油氣集輸系統(tǒng)存在一定的不適應(yīng)性，主要存在以下問題:

1)轉(zhuǎn)油(放水)站:由于聚驅(qū)與三元驅(qū)處理容器處理溫度及填料不同，需對三合一或三相分離器進(jìn)行改造;由于進(jìn)站溫度提高，需對摻水爐和摻水泵進(jìn)行擴(kuò)建;熱洗周期縮短，需對熱洗爐和熱洗泵進(jìn)行擴(kuò)建。放水站中污水沉降時間提高一倍，需擴(kuò)建污水沉降罐;由于加藥種類增至5種，需擴(kuò)建加藥裝置。

2)脫水站:由于聚驅(qū)與三元驅(qū)處理容器處理溫度及填料不同，需對游離水脫除器和電脫水器進(jìn)行改造并擴(kuò)建;污水沉降時間提高一倍，需擴(kuò)建污水沉降罐。

3.2 配注系統(tǒng)

已建聚驅(qū)注入站若改成三元注入站存在以下問題:

1)注入站:若采用三元注入，注入站內(nèi)工藝需采用“單泵單井”工藝，若原聚驅(qū)注入站采用“一泵多井”工藝，則需擴(kuò)建注入泵房、增加單井注入泵、更換靜態(tài)混合器等相關(guān)設(shè)施。

2)母液管道:聚合物母液管道多采用鋼骨架塑料復(fù)合管，若采用三元注入方式，則三元母液管道需采用防腐鋼制管道，且輸送相同液量防腐鋼制管道比鋼骨架塑料復(fù)合管至少增大一級管徑。

3)三元調(diào)配站站址問題:首先需具備新建三元調(diào)配站位置;其次若采用集中建站方式，需新建三元調(diào)配站內(nèi)設(shè)堿、表活劑儲罐、三元調(diào)配罐、堿、表活劑高、低壓泵以及外輸泵等相關(guān)設(shè)施。

3.3 污水處理系統(tǒng)

聚驅(qū)污水站改成三元污水站工藝存在以下問題:

1)工藝流程:主體工藝不滿足，三元污水處理工藝為四段流程，聚驅(qū)三段，需對主工藝流程進(jìn)行擴(kuò)建。

2)沉降段:停留時間不滿足，并且三元驅(qū)序批工藝中一、二段沉降規(guī)格相同，而聚驅(qū)沉降罐一段、二段沉降規(guī)格不同，無法實現(xiàn)序批，

3)過濾段:濾速不同，少一級過濾，相配套濾罐的回收水系統(tǒng)，包括回收水池及配套泵不能滿足，且三元采用氣水反沖洗流程。

4 結(jié)論

1)大慶油田目前已建水聚驅(qū)區(qū)塊在調(diào)整為三元驅(qū)開發(fā)形式時，已建設(shè)施存在不適應(yīng)性，剩余能力較少，需新建處理站場，或者對已建站場進(jìn)行大規(guī)模改造。

2)按照目前現(xiàn)有污水處理工藝，三元驅(qū)污水處理系統(tǒng)濾后水只能達(dá)到“雙二十”指標(biāo)，且由于三元污水主要回注高滲透油層，喇薩杏油田南部高滲透油層較少，回注困難。

3)大面積進(jìn)行三元驅(qū)開發(fā)后，三元污水多數(shù)不能回注本區(qū)塊，而深度水水源多為水驅(qū)污水或普通聚驅(qū)污水，造成深度水水源減少，污水平衡困難。

4)已經(jīng)按聚驅(qū)設(shè)計的配注站、污水站等站場，在調(diào)整為三元驅(qū)開發(fā)時，需進(jìn)行擴(kuò)建，在建筑密集區(qū)，特別是薩中地區(qū)，廠區(qū)空間不足，選址困難。

隨著三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)的推廣應(yīng)用，地面建設(shè)的需求與已建地面設(shè)施的矛盾會越來越突出，需投入大量資金進(jìn)行已建設(shè)施的改造，并在今后的生產(chǎn)過程中，需要進(jìn)一步優(yōu)化三元驅(qū)地面處理技術(shù)，為大慶油田的持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支持。

[1]中國石油天然氣集團(tuán)公司.GB50350-2005油氣集輸設(shè)計規(guī)范[S］.北京:中國計劃出版社，2005.

[2]曾紹逸.油田油氣集輸設(shè)計技術(shù)使用手冊(上冊、下冊)[M］.北京:石油工業(yè)出版社，2012.

[3]岳永會.大慶油田集輸工藝低溫集輸技術(shù)試驗研究[J］.油氣田地面工程.2009，28(2):25－26.