集中除垢工藝在油田集輸管線中的應(yīng)用

蘇海燕 韓晶 李勝男 張榮帥 王英波 王紅燕

摘要：經(jīng)過調(diào)查了解發(fā)現(xiàn)當(dāng)前油田集輸管線運輸過程中，管線較容易出現(xiàn)聚垢現(xiàn)象，這種現(xiàn)象影響了油氣的運輸。而且筆者在調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)當(dāng)前油田集輸管線的防垢措施有限，因此筆者以某油田為例來進(jìn)行實驗和研究，筆者與實驗人員在地面模擬了管線結(jié)垢的環(huán)境，并且發(fā)現(xiàn)這種結(jié)垢物質(zhì)能夠在特定的工藝技術(shù)下快速分解，從而實現(xiàn)快速除垢。這種快速除垢技術(shù)的應(yīng)用對于提高油田的傳送速度具有明顯的效果，本文就結(jié)合某油田來探討油田集輸管線集中除垢工藝的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：集輸管線;集中除垢;研究與應(yīng)用

油田生產(chǎn)環(huán)境和過程十分復(fù)雜，產(chǎn)出液生產(chǎn)過程中需要從井筒、井口一直到達(dá)地面的集輸系統(tǒng)，其采出液的溫度、含水率等都會產(chǎn)生很大的變化，進(jìn)而會導(dǎo)致集輸管線出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象，進(jìn)而會影響油田的正常運輸。筆者運用實驗室法對采出液進(jìn)行實驗分析影響油田集輸管線的因素。然后在此基礎(chǔ)之上對某油田的除垢工藝進(jìn)行設(shè)計，使得在快速除垢的基礎(chǔ)上保障管線中產(chǎn)出液能夠穩(wěn)定的運行，并且極大的改善產(chǎn)出液的質(zhì)量，并為后續(xù)的工序降低除垢壓力。

一、油田集輸管線結(jié)垢的影響因素

1、原油含水率

原油中是含有一定的水分的，實驗發(fā)現(xiàn)鈣、鎂離子在水、油中的溶解度是不同的，而鈣、鎂離子在水中的溶解度是遠(yuǎn)大于在油中的溶解度的。選用某油田的一部分原油作為實驗材料來研究原油含水率與集輸管線結(jié)垢的關(guān)系，取用實驗原油500g，于室溫下靜置一個月，然后過濾沉淀烘干稱重，通過實驗發(fā)現(xiàn)，原油中含水量越大，油田集輸管線結(jié)垢現(xiàn)象越嚴(yán)重。筆者經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)如果原油中含水率過高，建議在運輸之前先對原油進(jìn)行脫水以降低結(jié)垢率。

2、管線中的流速

選取某油田中混合采出液500g來進(jìn)行實驗研究，然后采用不同的攪拌速度對采出液進(jìn)行攪拌，然后再進(jìn)行過濾沉淀，筆者在不同的流速下觀測管線中的流速與結(jié)垢的關(guān)系。為保證實驗就有參考性，需保證混合采出液的溫度、質(zhì)量、含水率一致，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在其他變量相同的情況下，原油的速度越快沉淀越少，并且筆者發(fā)現(xiàn)當(dāng)流速達(dá)到2m/s及以上時，油田集輸管線結(jié)垢不顯著，水流速與集輸管線結(jié)垢關(guān)系圖如下圖所示。因此筆者建議在傳輸過程中將傳輸速度控制在2m/S以上。

3、溫度

取用一定的采出液來測定溫度對于結(jié)垢的影響，將含水量一定的采出液平均的分成5份，分別放置于溫度20℃、30℃、40℃、50℃、60℃環(huán)境中，并控制水流速度相同。然后對五份溶液中的鈣、鎂離子的濃度進(jìn)行觀測，實驗測量發(fā)現(xiàn)，采出液鈣、鎂離子的濃度會隨著溫度的升高而降低，這就表明隨著溫度的升高，結(jié)垢現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。而且，筆者發(fā)現(xiàn)50℃是一個分界點，溫度達(dá)到50℃及以上時，采出液中兩種離子的溫度會出現(xiàn)驟降，因此筆者建議溫度要控制在50℃以下。^【1】

二、油田集輸管線集中除垢工藝研究

筆者經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)，原油的含水率、水流速度、溫度都會對結(jié)垢產(chǎn)生一定的影響，因此筆者在上述實驗的基礎(chǔ)上來設(shè)計除垢工藝。筆者針對于上述的影響因素，設(shè)計了除垢工藝并對除垢工藝不斷進(jìn)行改造，筆者在實驗中發(fā)現(xiàn)以定點除垢的方式來除垢效果比較明顯，于是筆者設(shè)計了定點的除垢工藝。采用并聯(lián)加串聯(lián)的模式來進(jìn)行除垢，這種模式能夠確保一組裝置出現(xiàn)故障時不會影響除垢工作的正常進(jìn)行，可以拆除故障的裝置然后切換成另一組裝置來進(jìn)行除垢工作。本除垢工藝中單個的除垢裝置采用不銹鋼制成，并裝有溫度加熱器，當(dāng)油田集輸管線中經(jīng)過采出液時，溫度加熱器為液體提供一定的溫度。并且裝置上裝有過濾網(wǎng)，過濾網(wǎng)能夠?qū)⒔Y(jié)垢進(jìn)行析出。經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)，本除垢工藝裝置拆卸較為方便且除垢效果較為明顯，因此本次除垢工藝較為成功。^【2】

三、除垢工藝的實際應(yīng)用

針對于上述實驗，筆者在某油田對上述除垢工藝進(jìn)行了除垢現(xiàn)場應(yīng)用。經(jīng)過筆者對該油田的工作人員進(jìn)行了解，該油田的產(chǎn)液量為25t/天，產(chǎn)出液中的含水率為25%，其中產(chǎn)出液中鈣、鎂離子的濃度為59563mg/L，其中該產(chǎn)出液中鈣離子的含量較高。筆者經(jīng)過油田工作人員介紹該油田的集輸管線每周需要進(jìn)行熱洗來除垢，并且在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)大概30-45天油田就需要更換集輸管線。針對于上述情況，筆者對該油田應(yīng)用了上述的豎并聯(lián)、橫串聯(lián)的除垢工藝。依據(jù)油田的產(chǎn)量，筆者在油田集輸系統(tǒng)上安置了兩組除垢裝置，并依據(jù)上述工藝對裝置進(jìn)行了串并聯(lián)裝置。筆者對應(yīng)用過程進(jìn)行了詳細(xì)的觀察和記錄，加熱器的溫度調(diào)整為45℃，筆者發(fā)現(xiàn)油田集輸管線中并無明顯的結(jié)垢現(xiàn)象。筆者依據(jù)調(diào)查記錄將除垢周期調(diào)整為13天，并且筆者對管線中進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn)，管線中并無結(jié)垢現(xiàn)象。經(jīng)過現(xiàn)場實驗發(fā)現(xiàn)，本油田除垢工藝連續(xù)性較好且除垢工藝效果較好。^【3】

總結(jié)

綜上所述，油田集輸管線結(jié)垢問題已經(jīng)嚴(yán)重影響了油田產(chǎn)出液的運輸和后續(xù)加工過程。筆者對其進(jìn)行實驗發(fā)現(xiàn)原油的含水率、水流速度以及溫度都會對結(jié)垢產(chǎn)生很大的影響。因此，結(jié)合上述研究發(fā)現(xiàn)筆者設(shè)計了串并聯(lián)除垢工藝，并在某油田進(jìn)行了現(xiàn)場應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)該除垢工業(yè)以的除垢效果較佳，并且裝置拆裝比較方便。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠第二油礦）