新技術(shù)為海上油氣田平臺(tái)保駕護(hù)航
——記華東理工大學(xué)CFC型緊湊高效除油技術(shù)

2018年以來，華東理工大學(xué)“深耕藍(lán)色海疆、助力美麗中國”社會(huì)實(shí)踐團(tuán)隊(duì)，攜自主研發(fā)的CFC型緊湊高效除油技術(shù)裝備赴南海和渤海海域10余個(gè)重點(diǎn)油氣田平臺(tái)，將實(shí)驗(yàn)室技術(shù)應(yīng)用到產(chǎn)業(yè)實(shí)際，幫助海上油氣田解決生產(chǎn)水處理難題，為海上油氣田保駕護(hù)航。

一年多來，該實(shí)踐團(tuán)隊(duì)共編制調(diào)研報(bào)告、項(xiàng)目建議書10余份，形成中試方案、技術(shù)方案、調(diào)試方案30余份，發(fā)表SCI論文2篇，累計(jì)服務(wù)時(shí)長超過4000 h……

技術(shù)初登場(chǎng)生產(chǎn)水變成“礦泉水”

海上油氣田井下采出物為高溫高壓的油、水、氣三相混合物，在開采過程中壓力降低，采出液在管道內(nèi)流速加快，油水兩相剪切破碎，形成高乳化態(tài)油水氣混合物，采出物在平臺(tái)經(jīng)換熱冷凝相變進(jìn)一步加劇了油水乳化程度。油水兩相分離不徹底會(huì)造成生產(chǎn)水油含量嚴(yán)重超標(biāo)，持續(xù)排放或回注會(huì)對(duì)海洋生態(tài)及地層地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生難以逆轉(zhuǎn)的惡劣影響。

2015年，中海油湛江崖城作業(yè)公司崖13-1氣田實(shí)施降壓增產(chǎn)，生產(chǎn)水油水乳化加劇，平臺(tái)的進(jìn)口生產(chǎn)水處理設(shè)施無法滿足降壓生產(chǎn)需求，將直接導(dǎo)致排海生產(chǎn)水油含量超標(biāo)，污染海洋環(huán)境。除了油水乳化嚴(yán)重外，崖13-1氣田生產(chǎn)水還面臨礦化度高、腐蝕性強(qiáng)、沖擊載荷高、含微量雜質(zhì)物等問題，要想解決該難題并非易事。

華理團(tuán)隊(duì)以物理分離為核心，以親/疏水纖維組合形態(tài)對(duì)乳液的破乳作用為主要研究方向，提出了采用親/疏水纖維組合強(qiáng)化廢水除油性能的新觀點(diǎn)，自主研發(fā)了CFC型緊湊高效除油技術(shù)裝備。

該項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)就是利用纖維搭橋讓原本各自獨(dú)立且體積微小的油液通過碰撞聚結(jié)起來，慢慢“長大”，易于被捕獲，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水油分離。使用華理自主CFC油水分離技術(shù)后，不但解決了崖13-1氣田平臺(tái)后期高乳化生產(chǎn)水處理難題，排海生產(chǎn)水含油量比國家控制標(biāo)準(zhǔn)還要低40%，同時(shí)取消了破乳劑的使用，經(jīng)處理后原本渾濁不清的生產(chǎn)水變成了澄清透明的“礦泉水”。

推廣產(chǎn)業(yè)應(yīng)用延伸至10余個(gè)油田平臺(tái)

第一粒火種播下之后，CFC油水分離技術(shù)的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用遂成燎原之勢(shì)。團(tuán)隊(duì)的技術(shù)服務(wù)足跡從南海的崖13-1氣田、東方1-1氣田，延伸到了渤海的錦州、曹妃甸、秦皇島等近10個(gè)油田平臺(tái)。

曹妃甸油田位于渤海灣西部。該油田所處水域水深約20 m，周圍海域?yàn)楹Ｑ蟛稉茀^(qū)、海產(chǎn)品養(yǎng)殖區(qū)、鹽業(yè)生產(chǎn)區(qū)和海濱旅游區(qū)以及眾多的自然保護(hù)區(qū)，油田作業(yè)環(huán)境影響比較敏感，對(duì)油田操作標(biāo)準(zhǔn)要求較高。

自2018年9月使用CFC油水分離技術(shù)后，平臺(tái)處理后的生產(chǎn)水含油量較改造前降低40%以上，實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)生產(chǎn)水的提標(biāo)回注。與此同時(shí)，在CFC技術(shù)的幫助下，平臺(tái)原油產(chǎn)量增長30%以上，迄今已高效平穩(wěn)運(yùn)行近一年。

做總體“設(shè)計(jì)師”開展平臺(tái)技術(shù)升級(jí)工作

“既要為祖國獻(xiàn)石油，也要保護(hù)環(huán)境不受污染?！遍_展科技服務(wù)，不但需要做技術(shù)過硬的“熟練工”，更要善于結(jié)合實(shí)際進(jìn)行更深層次的思考，做總體“設(shè)計(jì)師”，事半功倍地解決海上油氣平臺(tái)的各種“疑難雜癥”。為此，實(shí)踐團(tuán)隊(duì)著手繪制了典型平臺(tái)全流程水質(zhì)地圖。通過對(duì)典型油氣田平臺(tái)的流程摸排、取樣化驗(yàn)等工作，初步建立了從南海西部到南海東部再到渤海海域典型油氣田平臺(tái)的全流程水質(zhì)地圖。所得水質(zhì)數(shù)據(jù)將作為后期新技術(shù)開發(fā)的技術(shù)儲(chǔ)備。

隨著油田、氣田開采深度的進(jìn)一步增加，所帶來的生產(chǎn)水處理難題也日益嚴(yán)峻。2019年，崖13-1氣田平臺(tái)擬通過3次降壓生產(chǎn)保證氣田產(chǎn)能，但3次降壓，必將使生產(chǎn)水進(jìn)一步乳化，增加油水分離的難度。2019年上半年，實(shí)踐團(tuán)隊(duì)針對(duì)平臺(tái)3次降壓生產(chǎn)進(jìn)行了系列調(diào)研、試驗(yàn)，通過對(duì)原設(shè)備內(nèi)構(gòu)件模塊的更換，達(dá)到在不更換設(shè)備主體的前提下實(shí)現(xiàn)對(duì)三次降壓生產(chǎn)水的達(dá)標(biāo)處理。目前，團(tuán)隊(duì)已完成針對(duì)3次降壓生產(chǎn)水處理二代技術(shù)的研發(fā)，對(duì)平臺(tái)技術(shù)設(shè)備進(jìn)行相關(guān)升級(jí)的工作也即將開展。