預(yù)脫水工藝在SAGD超稠油采出液高溫脫水中的應(yīng)用

顏亨兵　周少雄

摘 要：根據(jù)SAGD采出液物性特點(diǎn)，對(duì)SAGD采出液進(jìn)行預(yù)處理，使其從多重的復(fù)雜高溫乳狀液先轉(zhuǎn)化為單一的乳狀液，再配合耐高溫破乳劑對(duì)單一乳狀液進(jìn)行破乳脫水，提出了“摻柴+預(yù)脫水+高溫密閉熱電化學(xué)脫水”工藝，并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，外輸交油含水小于0.5%。

關(guān)鍵詞：SAGD；超稠油；預(yù)脫水劑；耐高溫破乳；摻柴；脫水工藝

新疆油田風(fēng)城超稠油開發(fā)采用SAGD（蒸汽輔助重力卸油）開發(fā)方式，采出液含油率10%-20%。SAGD采出液呈現(xiàn)為多重乳狀液（W/O、O/W、W/O/W、 O/W/O ，甚至更復(fù)雜的乳狀液）共存狀態(tài)，且具有采出液溫度高（160℃以上）、攜砂量大、攜砂粒徑小、油水乳化嚴(yán)重等特質(zhì)。常規(guī)相分離藥劑在高溫條件下易失效，無法實(shí)現(xiàn)SAGD采出液油水分離。未經(jīng)預(yù)處理的SAGD采出液進(jìn)入集輸處理站原油處理系統(tǒng)后，導(dǎo)致原油沉降罐出現(xiàn)大量油水過渡帶，原油含水升高，深度沉降困難，脫出污水含油、懸浮物升高，污水處理系統(tǒng)污水指標(biāo)惡化。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要材料和儀器

風(fēng)城油田SAGD超稠油采出液，含油105002.4mg/L，含砂0.18%（w/w）。粘度71780 mPa.s（50℃），密度0.9658g/cm3（50℃），膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量30.56%。焦化柴油：密度0.8648 g/cm3（20℃），餾程107～357℃，閉口閃點(diǎn)56℃。

主要儀器：HW-3B恒溫箱，ZR-3型高溫密閉活塞容器，WF-6高壓六通閥，HDS101型高壓手動(dòng)計(jì)量泵，上述儀器均為江蘇華安科研儀器有限公司制造；DTS-4C石油密閉脫水儀，中石大石儀科技有限公司；7230型可見分光光度計(jì)，上海分析儀器廠；YDX型原油含水試驗(yàn)儀，山東鄴城永興儀器廠。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

原油含水率參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 260-77《石油產(chǎn)品水分測(cè)定法》；水質(zhì)含油量分析按照SY/T5239-94《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法》；室內(nèi)高溫密閉脫水實(shí)驗(yàn)方法：由于當(dāng)前原油脫水性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)SY/T5281-2000 《原油破乳劑使用性能檢驗(yàn)方法 瓶試法》未對(duì)高溫條件下的脫水性能評(píng)價(jià)方法進(jìn)行闡述，為此，本文通過裝置，進(jìn)行原油高溫脫水性能的評(píng)價(jià)。方法如下：

①裝樣：向高溫密閉容器中加入試驗(yàn)油樣（150ml）和小鋼球后密閉。

②預(yù)熱：將密閉容器放置在恒溫箱中升溫至試驗(yàn)溫度180℃恒溫1h。

③加藥：將多通閥出口管線分別與藥劑罐、密閉脫水罐兩容器相連，關(guān)閉多通閥進(jìn)口管線閥門和藥劑瓶進(jìn)口管線閥門，打開密閉脫水罐進(jìn)口管線閥門，檢測(cè)油樣容器內(nèi)部壓力（P油）。

④加熱：將密閉脫水罐倒置放置在恒溫箱中，加熱至試驗(yàn)所需時(shí)間。

⑤放樣：待加熱時(shí)間到后，快速?gòu)暮嫦渲心贸雒荛]容器，從低端經(jīng)過冷卻管線放出水及油樣，測(cè)定油樣含水率。

2 結(jié)果與討論

2.1 SAGD超稠油采出液常規(guī)破乳脫水

工藝1為90℃下向SAGD超稠油采出液中加入FSAGD正相破乳劑1000mg/L，進(jìn)行熱化學(xué)沉降脫水；工藝2為首先向SAGD超稠油采出液中加入1000mg/L的F100反相破乳劑，使采出液由O/W型轉(zhuǎn)變?yōu)閃/O型，再對(duì)一段所形成的W/O型原油乳液加FSAGD正相破乳劑1000mg/L下進(jìn)行二段熱化學(xué)沉降脫水。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，工藝1和工藝2均不能使SAGD超稠油采出液油水徹底分離，因此有必要探索SAGD超稠油采出液新的脫水思路和方法。

2.2 預(yù)脫水劑+高溫密閉熱化學(xué)脫水

結(jié)合SAGD超稠油采出液溫度高（180℃～220℃）的特點(diǎn)，本文提出高溫條件下，先使用預(yù)脫水劑對(duì)SAGD超稠油采出液進(jìn)行一段預(yù)脫水，再對(duì)預(yù)脫水后的油樣進(jìn)行二段熱化學(xué)脫水。

預(yù)脫水劑為室內(nèi)針對(duì)SAGD超稠油采出液的特點(diǎn)，從穩(wěn)定機(jī)理和破乳機(jī)理的理論研究入手，在一系列試驗(yàn)研究基礎(chǔ)上，研制出的SAGD超稠油采出液綜合處理化學(xué)劑。結(jié)合油田常規(guī)污水處理系統(tǒng)處理含油的能力、藥劑的成本，建議預(yù)脫水劑濃度選用500mg/L。

從不同濃度破乳劑脫水效果來看，耐高溫破乳劑加藥量400～500mg/L較適宜，熱化學(xué)沉降48h后油樣含水小于1%，滿足超稠油的交油指標(biāo)。

2.3 預(yù)脫水劑+高溫密閉熱化學(xué)脫水工藝優(yōu)化

考慮到SAGD處理量和熱化學(xué)高溫密閉沉降罐的罐容量，48h的沉降時(shí)間偏長(zhǎng)，因此，室內(nèi)通過摻柴和引入電場(chǎng)的方式對(duì)預(yù)脫水劑+高溫密閉熱化學(xué)脫水工藝進(jìn)行優(yōu)化。

試驗(yàn)結(jié)果表明，一段或二段摻入5%～10%焦化柴油（簡(jiǎn)稱摻柴）后，SAGD超稠油含水降至1%的沉降脫水時(shí)間，由摻柴前的48小時(shí)降至1小時(shí)（一段摻柴）和4小時(shí)（二段摻柴），摻柴位置宜選用一段摻柴；電場(chǎng)的引入提高了SAGD超稠油二段熱化學(xué)脫水速率，熱電化學(xué)沉降脫水6小時(shí)，含水可降至1%。

2.4 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

CPE新疆設(shè)計(jì)院根據(jù)室內(nèi)SAGD超稠油采出液脫水實(shí)驗(yàn)結(jié)果，完成了高溫密閉脫水工藝的設(shè)計(jì)，并于2012年12月在風(fēng)城油田建成30×104t/a規(guī)模的SAGD采出液高溫密閉脫水試驗(yàn)站，隨后開展了現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)化試驗(yàn)?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)期間，根據(jù)來液的大小和各處理裝置的容量，采出液在一段預(yù)處理時(shí)間為45min左右，二段熱電化學(xué)聯(lián)合沉降脫水4h左右?，F(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行結(jié)果表明，在一段預(yù)處理溫度150～160℃，二段熱化學(xué)溫度130～140℃，摻入5%焦化柴油（按來液含油量計(jì)），預(yù)脫水劑300mg/L，破乳劑200mg/L的條件下，預(yù)處理裝置出口污水含油小于2000mg/L，熱化學(xué)沉降罐出口原油含水小于0.5%。

3 結(jié)論

SAGD超稠油采出液的處理，采用預(yù)脫（下轉(zhuǎn)第頁）（上接第頁）水+高溫密閉脫水工藝是切實(shí)可行的。脫水效果如下：SAGD超稠油采出液摻入焦化柴油，經(jīng)一段160℃左右預(yù)脫水后，二段140℃熱化學(xué)脫水1小時(shí)，交油含水小于1%，二段熱電化學(xué)脫水1小時(shí)，交油含水小于0.5%。

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作者簡(jiǎn)介：

顏亨兵（1986- ），男，漢族，四川安岳人，本科，研究方向：油田水處理。