稀油處理站摻入稠油處理工藝研究

崔玉松 賴德貴 蔣 旭

新疆石油勘察設(shè)計(jì)研究院（有限公司）（新疆 克拉瑪依 834000）

稀油處理站摻入稠油處理工藝研究

崔玉松 賴德貴 蔣 旭

新疆石油勘察設(shè)計(jì)研究院（有限公司）（新疆 克拉瑪依 834000）

哈薩克斯坦KMK石油公司擁有肯基亞克鹽上稀油油田和稠油油田，稀油油田建設(shè)4座計(jì)量站和1座處理能力20×104t/a的稀油處理站。隨著國際油價(jià)的上升，KMK石油公司擁有的稠油資源將啟動(dòng)開采。稠油油田開采初期產(chǎn)液的去向依賴現(xiàn)有的稀油處理站。稠油進(jìn)入稀油處理站將給原油處理帶來一系列過程變化。基于現(xiàn)有的原油處理能力，不同的進(jìn)站稠油參數(shù)將影響處理過程參數(shù)的變化。就稀油處理站現(xiàn)有的工藝流程進(jìn)稠油量的最大化，從而節(jié)約稠油油田開采初期原油處理環(huán)節(jié)的工程投資，滿足稠油試采初期的原油處理?xiàng)l件。

稀油 稠油 混合原油 原油處理

KMK石油公司擁有阿克糾賓州肯基亞克鹽上稠油和稀油油田開采資源，稀油的生產(chǎn)已具20×104t/a規(guī)模，建有計(jì)量站4座，稀油原油處理站1座。

隨著國際油價(jià)的上升，KMK石油公司稀油資源的有限。稠油資源將采取熱采的方式繼續(xù)利用，2011年KMK石油公司擬建庫姆薩伊試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行試采，井距為100m×140m，2個(gè)試驗(yàn)井組。

KMK石油公司未建稠油生產(chǎn)設(shè)施。稠油熱采試驗(yàn)區(qū)產(chǎn)出液將依托已建的稀油處理站進(jìn)行原油脫水外輸。基于2種油品的物理性質(zhì)和采出水的溶解物質(zhì)以及溫度的差異，已建稀油原油處理站進(jìn)稠油混合脫水處理需要進(jìn)行研究，研究方向?yàn)橐呀ㄏ∮驮吞幚碚具M(jìn)入試驗(yàn)井組產(chǎn)出稠油量的最大化 （如表1、表 2 所示）。

稀油進(jìn)站溫度5～15℃，綜合含水率50%～55%。經(jīng)過脫水泵升壓進(jìn)加熱爐的壓力0.45MPa，進(jìn)站液量 600m3/d，氣油比 25m3/m3。

平均脫氣原油密度0.8878g/cm3；

地層水總礦化度約17.335‰(17 335ppm)；

其中：氯離子 10.00‰(10 000ppm)；納+鉀離子6.30‰(6 300ppm)。

庫姆薩伊稠油性質(zhì)：

平均密度0.937 8g/cm3

預(yù)計(jì)單井產(chǎn)液量峰值100t/d，含水率60%，產(chǎn)出液平均溫度70℃。庫姆薩伊試驗(yàn)區(qū)平均產(chǎn)液量150 t/d，含水率50%。

表1 稀油黏度與溫度的關(guān)系

表2 庫姆薩伊稠油黏度與溫度的關(guān)系

1 稀油處理站工藝流程及其參數(shù)

油田來油P=0.03MPa,T=8～15℃;脫水泵出口P=0.45MPa;加熱爐出口T=55℃;電脫水器出口含水率＜0.2%。

脫水泵單級(jí)離心泵，Q=35m3/h，H=60m；加熱爐水套溫度T=65℃；功率N=750kW,2臺(tái)；脫水罐V=200m3，停留時(shí)間 T=8h。儲(chǔ)罐 1 000m3、2 座，3 000m3、1座。稀油處理站工藝流程如圖1所示。

2 含水原油混合后的物理性質(zhì)

含水原油的視黏度是溫度、含水率以及剪切速率的函數(shù)。在轉(zhuǎn)相點(diǎn)以前，視黏度隨含水量的上升而增加，且受溫度影響較大，同時(shí)剪切速率的影響也相當(dāng)明顯。隨著剪切速率的增加，轉(zhuǎn)相點(diǎn)的視黏度明顯下降。在轉(zhuǎn)相點(diǎn)以后，視黏度隨含水量的增加而降低，且受溫度和剪切速率影響，乳狀液視黏度進(jìn)入高含水區(qū)后變化趨于平緩[1,2]。

圖2 乳狀液視黏度與含水率的關(guān)系曲線

表3 不同比例含水原油黏度隨溫度的變化值

3 稀油處理站摻稠油工藝原則

根據(jù)肯基亞克鹽上稠油油田中國新疆油氣科學(xué)研究院早期研究原油物性結(jié)果。庫姆薩伊稠油區(qū)塊的原油與克拉瑪依油田的六東區(qū)原油性質(zhì)接近。脫出游離水的含水稠油基本接近乳化稠油，乳化稠油在40℃時(shí)的黏度值是凈化稠油的一倍。

含水稠油與含水稀油混合后的原油黏度值采用SIMCII公司PIPEPHASE-v9.1模擬計(jì)算。

不同比例的含水原油，在不同的溫度下的混合黏度見表3。

從稀油的來油溫度8～15℃，屬于低溫集輸。采出水總礦化度約 17.335‰（17 335ppm）；氯離子10.00‰(10 000ppm)；屬于易結(jié)垢且對(duì)鋼制管道高腐蝕速率，尤其是加熱排管溫度達(dá)到300℃以上。油田使用的水套加熱爐功率750kW,2臺(tái)。

基于現(xiàn)有設(shè)備的參數(shù)，應(yīng)該將稠油的游離水分離出來再摻入稀油管匯，再從稀油分離罐內(nèi)排出游離水：①洗出稀油的鹽和降低稀油水中氯離子含量；②利用水的熱量對(duì)稀油升溫。稠油稀油混合后進(jìn)入加熱爐。盡量降低原油的含水和原油帶鹽。混合原油處理站工藝流程如圖3所示。

圖3 混合原油處理站工藝流程框圖

根據(jù)SY/T 0045-1999《原油電脫水設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求：“使原油在其運(yùn)動(dòng)黏度低于50mm2/s的溫度下進(jìn)行脫水”。用該指標(biāo)限定混合原油的比例和現(xiàn)有加熱爐滿負(fù)荷工作的溫度。

根據(jù)SIMCII公司PIPEPHASE-v9.1計(jì)算模擬得出的結(jié)果見表3，混合含水原油在50mPa·s范圍的混合比例與溫度的關(guān)系，按照稀油:稠油=1:2，混合原油脫水溫度大于50℃，小于55℃。在相同的含水率條件下，稠油進(jìn)站液量能容納1 200m3/d。1 200m3/d只是原油混合的一個(gè)方面，還要根據(jù)脫水泵的排量，加熱爐的熱負(fù)荷，電脫水器的處理能力等條件綜合進(jìn)行核算。

4 結(jié)論與建議

（1）稠油生產(chǎn)初期含水率高的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)流程中利用稠油生產(chǎn)的采出水對(duì)稀油高礦化度采出水進(jìn)行洗鹽。避免加熱過程對(duì)設(shè)備的腐蝕和加熱過程的結(jié)垢。

（2）稠油生產(chǎn)初期出油溫度高，設(shè)計(jì)流程中利用稠油生產(chǎn)游離水對(duì)稀油進(jìn)行余熱利用，降低原油處理能耗指標(biāo)，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。

（3）設(shè)計(jì)流程中利用現(xiàn)有的加熱設(shè)備對(duì)混合原油加熱，使其達(dá)到最大的處理量。

（4）據(jù)脫水規(guī)范的要求，根據(jù)實(shí)際分析混合含水原油物理性質(zhì)的參數(shù)，計(jì)算各個(gè)混合原油的比例和溫度，從而達(dá)到原油脫水的目的。

[1]周詩崠.基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的含水原油視黏度計(jì)算[J].油氣儲(chǔ)運(yùn),2004(3).

[2]耿宏章.含水率對(duì)原油黏度影響的實(shí)驗(yàn)研究[J].油氣田地面工程,2003,22(2).

KMK Petroleum Company in Kazakhstan possesses diluted crude fields and viscous crude fields in Kenjitakeyan.There are 4 measurement stations and one diluted crude processing station with the capacity of 20×1041/a in diluted crude fields.With the rising of international oil price,viscous crude resources KMK Petroleum Company has will begin to be exploited.The whereabouts of oil liquid at the beginning of viscous crude field exploitation depend on the present diluted crude processing stations.When viscous crude enters diluted crude processing stations,it will bring about a series of process changes.Based on the present processing capacity of crude oil,different parameters will affect the parameter changes of process.This paper mainly discusses how to deal with the maximum viscous crude by current technology process at diluted crude stations.The purpose for this is to save engineering investment of crude process links at the primary period of viscous crude exploitation,and satisfy the processing conditions of crude at the producing test of viscous crude.

diluted oil;viscous crude;mixed crude;crude processing

崔玉松（1964-），男，現(xiàn)主要從事油氣集輸、油田注水、石油儲(chǔ)運(yùn)、天然氣處理設(shè)計(jì)工作。

尉立崗

2011-10-31▌