吉林油田扶余采油廠脫水工藝技術(shù)研究

王一荃（中國(guó)石油大學(xué)（華東）， 山東 東營(yíng) 257061）

吉林油田扶余采油廠脫水工藝技術(shù)研究

王一荃（中國(guó)石油大學(xué)（華東）， 山東 東營(yíng) 257061）

近年來由于油田勘探開發(fā)的快速發(fā)展，扶余采油廠產(chǎn)液量逐年增加，熱采、調(diào)剖等新的采油工藝技術(shù)的應(yīng)用，導(dǎo)致油品性質(zhì)發(fā)生一些變化，原油脫水難度不斷加大，扶余脫水系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)含水超標(biāo)現(xiàn)象，不能保證外輸原油含水的穩(wěn)定，影響正常生產(chǎn)，尤其老化油處理一直是困擾生產(chǎn)單位的難題，而且隨著油田開發(fā)進(jìn)入中后期，老化油問題將逐年加重。本文通過分析扶余采油廠中心處理站脫水系統(tǒng)存在的問題及產(chǎn)生的原因，研究出一套沉降脫水工藝技術(shù)，使脫水流程簡(jiǎn)單、靈活，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，原油含水滿足外銷標(biāo)準(zhǔn)，解決了扶余油田脫水難題。在該領(lǐng)域?yàn)榧钟吞镄履镜绕渌捎蛷S提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

脫水系統(tǒng)；老化油；低溫破乳；破乳劑；沉降；節(jié)能；環(huán)保

1 脫水系統(tǒng)改造前現(xiàn)狀

扶余采油廠目前建中心處理站1座，脫水、外輸設(shè)計(jì)能力為80×104t/a（純油）；東區(qū)聯(lián)合站1座，脫水、外輸設(shè)計(jì)能力為60×104t/a（純油）；中區(qū)放水站1座；接轉(zhuǎn)站6座。

東區(qū)的產(chǎn)液在東區(qū)聯(lián)合站深度脫水，凈化油外輸?shù)街行奶幚碚荆袇^(qū)的產(chǎn)液在中區(qū)放水站進(jìn)行簡(jiǎn)易脫水，低含水油輸至中心處理站統(tǒng)一進(jìn)行深度脫水，處理合格后外輸至銷售公司江北輸油隊(duì)儲(chǔ)油罐。東區(qū)聯(lián)合站、中心處理站均采用兩段大罐沉降脫水流程。

2 脫水系統(tǒng)存在的問題及原因分析

隨著油田開發(fā)進(jìn)入中后期，熱采、調(diào)剖等采油工藝技術(shù)的應(yīng)用，導(dǎo)致油品性質(zhì)發(fā)生一些變化，同時(shí)，扶余采油廠產(chǎn)液量在逐年增加，使中心處理站脫水系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)脫水超標(biāo)現(xiàn)象。

分析原因如下。

（1）卸油崗接收小油田罐拉油和部分落地油，該部分原油含泥沙多，其物性復(fù)雜，膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、機(jī)械雜質(zhì)等含量及凝固點(diǎn)變化較大，進(jìn)入脫水系統(tǒng)后，造成沉降罐內(nèi)油-水中間過渡層加厚，原油脫水困難，對(duì)脫水系統(tǒng)造成不利影響。

（2）接收的熱采油，含有地層巖石吸附衍生物和各類吸附物，原油含碳黑和絮狀物較多，乳化穩(wěn)定度增大，脫水困難。

（3）特別是脫水系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，沉降罐內(nèi)形成的老化油破乳脫水極為困難，在溫度高、破乳劑用量大的情況下，沉降48hr以上也難脫水，嚴(yán)重威脅到系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

老化油（油-水中間過渡層）出現(xiàn)在油田開發(fā)中后期，在形成過程由于化學(xué)反應(yīng)及固體顆粒雜質(zhì)、高分子化合物、污水處理藥劑、增產(chǎn)增注化學(xué)劑等乳化劑的混入，使其界面活性物質(zhì)增加,并隨時(shí)間延長(zhǎng)在油水界面不斷富集，使界面膜的強(qiáng)度和厚度增加形成穩(wěn)定性很高的原油乳狀液。當(dāng)其達(dá)到一定厚度時(shí)，嚴(yán)重破壞油水分離過程，影響原油脫水質(zhì)量，常規(guī)方法難以達(dá)到破乳脫水要求。

3 沉降脫水工藝技術(shù)

針對(duì)以上存在的問題，我們研究出一套沉降脫水工藝技術(shù)，解決了扶余油田的脫水難題。

（1）篩選低溫破乳劑，實(shí)現(xiàn)低溫破乳

魯西地區(qū)晚侏羅世-早白堊世構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬……………………………………………………………………胡秋媛（3.1）

通過多次試驗(yàn)，從23種單劑、19種復(fù)配劑中篩選出破乳效果較好的復(fù)配劑PR929型破乳劑，這種破乳劑具有較好的低溫破乳脫水性能，確定了加藥濃度80～100ppm；脫水后油水界面齊整，脫出水清，脫水率高。

表1

通過東區(qū)放水站現(xiàn)場(chǎng)低溫脫水試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果可以看出：使用該破乳劑二段脫水溫度由70℃降低至55℃，見圖1。

原油外輸溫度由67℃降低至54℃。脫水溫度降低了15℃，加藥濃度降低了20ppm，日節(jié)約破乳劑60kg。日減少耗氣量3049m3，見圖2。效益分析表見表2。

表2

從試驗(yàn)結(jié)果可看出：該低溫破乳用量少，脫水溫度低，實(shí)現(xiàn)了低溫破乳，到達(dá)節(jié)能降耗目的。

（2）將扶余油田老化油集中進(jìn)行單獨(dú)處理 根據(jù)老化油組分的分析結(jié)果，結(jié)合大慶、華北、勝利、遼河等開發(fā)期較長(zhǎng)油田的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，處理老化油最根本的方法是從產(chǎn)生老化油的源頭開始, 采用有針對(duì)性的處理工藝和行之有效的管理方法。

由于老化油的特殊性和多樣性，對(duì)處理工藝有其特殊要求，如處理溫度、停留時(shí)間和化學(xué)藥劑等。處理老化油的科學(xué)方法是將其收集，然后進(jìn)入老化油處理系統(tǒng)單獨(dú)處理。

圖1

圖2

在中心處理站建1套老化油集中處理系統(tǒng)，扶余油田老化油全部集中在該系統(tǒng)處理。主要設(shè)備有1座3000m3老化油沉降脫水罐，1座老化油脫水加熱爐。利用3000m3的老化油儲(chǔ)罐為接收、儲(chǔ)存脫水系統(tǒng)各一、二級(jí)沉降罐內(nèi)的所有老化油及東區(qū)來的老化油，老化油儲(chǔ)罐中的油與破乳劑按最優(yōu)比例混合后，在3000m3破乳沉降罐進(jìn)行破乳、沉降；凈化油進(jìn)入油系統(tǒng)與原油混合外輸，污水排入污水處理系統(tǒng)，固體雜質(zhì)送污泥處理系統(tǒng)。

老化油沉降脫水罐內(nèi)設(shè)計(jì)了循環(huán)加熱系統(tǒng)，由于老化油組成復(fù)雜，處理溫度要求高，在流程設(shè)計(jì)中，增加了循環(huán)加熱功能，以達(dá)到處理溫度要求。

具體處理流程如下：

（3）結(jié)合老化油單獨(dú)處理工藝，研發(fā)了氧化劑脫水破乳劑 對(duì)于扶余油田的老化油，常規(guī)的化學(xué)破乳難以達(dá)破乳效果。通過與外協(xié)單位合作，我們轉(zhuǎn)變思路，采用氧化破乳手段來解決老化油的脫水問題。

以下是常規(guī)破乳劑與氧化破乳劑的試驗(yàn)數(shù)據(jù)：

OX909破乳劑：在5支具塞量筒中分別加入100mL經(jīng)處理后的扶余油田老化油，加入2m%的OX909破乳劑。48hr后老化油含水率仍在20%以上。

表3 沉降時(shí)間對(duì)老化油破乳脫水效果

AP8512破乳劑：在5支具塞量筒中分別加入100mL經(jīng)處理后的扶余油田老化油，加入2m%的AP8512破乳劑，48hr后老化油含水率仍在20%以上。

表4 沉降時(shí)間對(duì)老化油破乳脫水效果

氧化破乳劑：在5支具塞量筒中分別加入100mL脫出游離水的扶余油田老化油樣品，加入1.2m%的氧化破乳劑，考察不同沉降時(shí)間下的老化油破乳脫水效果。

表5 沉降時(shí)間對(duì)老化油破乳脫水效果

研究結(jié)果表明：OX909、AP8512破乳劑對(duì)老化油表現(xiàn)出較好的破乳效果，但處理后老化油含水率平均在20m%以上，老化油含水率仍然較高，氧化破乳對(duì)扶余油田老化油破乳脫水具有明顯效果，處理后含水率小于5%。扶余老化油破乳劑首選氧化劑。

（4) 老化油沉降脫水罐內(nèi)設(shè)計(jì)了自動(dòng)排泥裝置 老化油罐產(chǎn)出的污泥需要定期外排，人工排泥工作量大，成本很高，污染環(huán)境，同時(shí)對(duì)排泥工作人員身體健康和安全存在隱患；罐內(nèi)安裝自動(dòng)排泥裝置后，能夠?qū)崿F(xiàn)不停產(chǎn)排泥，消除了人工操作的安全隱患和環(huán)境污染，而且污泥的排凈率在85%以上。

（5）單井罐卸車系統(tǒng)原油增設(shè)除泥功能 把扶余油田卸油點(diǎn)集中在一處，中區(qū)4隊(duì)卸油系統(tǒng)移到西區(qū)13隊(duì)卸油崗，由于卸油崗原油含泥沙較多，在卸油點(diǎn)建1座外輸緩沖油罐，該罐即有緩沖作用又起到除泥作用，卸油系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥經(jīng)過該罐時(shí)可以在罐內(nèi)沉降，避免進(jìn)入中心處理站脫水系統(tǒng)，以減輕脫水系統(tǒng)負(fù)荷。具體流程如下：

汽車?yán)汀ㄎ?3隊(duì)卸油崗）各家卸油箱→卸油泵→流量計(jì)→500m3外輸緩沖油罐→卸油崗?fù)廨敱谩髁坑?jì)→中心處理站脫水爐

4 結(jié)語

通過扶余油田沉降脫水技術(shù)研究，取得如下成果：

（1）減少破乳劑用量，加藥濃度降低了20ppm，脫水溫度降低了15℃，實(shí)現(xiàn)了低溫破乳。

（2）實(shí)現(xiàn)老化油單獨(dú)處理，老化油脫水后含水可由20%以上降到5%以下。

（3）實(shí)現(xiàn)老化油罐污泥自動(dòng)排放。

沉降脫水技術(shù)研究，改善聯(lián)合站脫水效果，降低脫水時(shí)間，減少破乳劑用量，降低運(yùn)行費(fèi)用，提高系統(tǒng)效率，同時(shí)回收系統(tǒng)中的老化油，避免能源流失，到達(dá)安全環(huán)保、節(jié)能降耗的目的，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。今后可在全油田推廣應(yīng)用。

今后需要繼續(xù)研究油罐排出的污泥無害化處理問題，使中心處理站原油處理過程更平穩(wěn)、安全、環(huán)保，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

王一荃(1994-)，女，蒙古族，吉林省松原市人，中國(guó)石油大學(xué)（華東）儲(chǔ)建學(xué)院石油儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)，在校學(xué)生，研究方向:油田地面油氣集輸工藝。