火驅(qū)尾氣新型高效除濕設(shè)備研究與應(yīng)用

張慶元（單位名稱，遼寧　盤錦　124010）

火驅(qū)尾氣新型高效除濕設(shè)備研究與應(yīng)用

張慶元（單位名稱，遼寧盤錦124010）

杜66塊是典型的薄互層稠油油藏，1986年開始吞吐開發(fā)，可采儲(chǔ)量采出程度達(dá)到80%以上，隨著吞吐輪次增加，稠油開采效果逐年變差，為尋求有效的穩(wěn)產(chǎn)接替方式，2005年開展了火驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)，伴隨著火驅(qū)開發(fā)的推進(jìn)，火驅(qū)尾氣呈現(xiàn)了“四增”的局面即生產(chǎn)井?dāng)?shù)、尾氣量、濕度、H2S含量明顯增加，為了解決尾氣濕度大冬季生產(chǎn)集輸系統(tǒng)凍堵的問(wèn)題，滿足安全、環(huán)保生產(chǎn)需要，急需研究新型高效尾氣除濕設(shè)備。

曙光油田；火驅(qū)尾氣；除濕

1　概述

杜66塊是典型的薄互層稠油油藏，1986年開始吞吐開發(fā)，可采儲(chǔ)量采出程度達(dá)到80%以上，已進(jìn)入吞吐后期；隨著吞吐輪次增加，稠油開采效果逐年變差，開發(fā)上呈現(xiàn)“兩高三低”的開發(fā)特點(diǎn)，繼續(xù)吞吐開發(fā)增產(chǎn)潛力十分有限。為尋求有效的穩(wěn)產(chǎn)接替方式，2005年開展了火驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)，伴隨著火驅(qū)開發(fā)的推進(jìn)，火驅(qū)尾氣集輸呈現(xiàn)了“四增”的局面即生產(chǎn)井?dāng)?shù)、尾氣量、濕度、H2S含量明顯增加，目前日處理尾氣量55萬(wàn)方。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)露點(diǎn)監(jiān)測(cè)記錄，1-56#站個(gè)別單井露點(diǎn)高的達(dá)到3.5°左右，這個(gè)濕度及露點(diǎn)無(wú)法滿足冬季生產(chǎn)需要，為解決尾氣露點(diǎn)及濕度偏高的問(wèn)題，保證冬季正常生產(chǎn)及尾氣集輸正常，急需研究新型高效尾氣除濕設(shè)備，對(duì)原有的杜66火驅(qū)雙塔串聯(lián)干法集中脫硫工藝進(jìn)行優(yōu)化完善。

試驗(yàn)初期的集中脫硫工藝主要采用常規(guī)的分液包在井口及脫硫點(diǎn)進(jìn)行分離除液，常規(guī)分液包主要靠依靠離心力和重力的作用進(jìn)行一次氣液分離，分離后液體通過(guò)排污管線就進(jìn)外排，為了提高尾氣除濕效率，開始研發(fā)與制作了旋流分離器。

2　主要研究?jī)?nèi)容及工作原理

含油、水和天然氣的氣液兩相混合物，從介質(zhì)入口沿切線方向進(jìn)入容器內(nèi)預(yù)分離區(qū)（旋流區(qū)），氣液兩相混合物依靠旋流轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力以及氣液自身重力作用，相互碰撞，油水顆粒較大的，在內(nèi)壁和上下層分離傘表面上不斷附著，凝結(jié)成液滴，直接滴入到排放區(qū)；顆粒較小的由于重力作用，下降到沉降區(qū)；稍輕的氣體和顆粒更小的一部分到了漩渦的中央，形成一個(gè)倒圓錐的渦流面，從分離傘與管壁之間的間隙，上升至初分離區(qū)。

旋流分離器工作原理示意圖

沉降區(qū)內(nèi)顆粒較小的部分，在離心和重力的作用下，繼續(xù)相互碰撞，結(jié)成顆粒更大的顆粒，在內(nèi)壁和上層分離傘表面上不斷附著，凝結(jié)成液滴，滴入到排放區(qū)。顆粒更小的一部分和天然氣上升至初分離區(qū)，顆粒更小的部分在多層分離傘的阻擋下，依靠離心和重力的作用，繼續(xù)不斷附著在內(nèi)壁和上下層分離傘表面上，凝結(jié)成液滴，滴入到排放區(qū)；只有更小的顆粒和天然氣能繼續(xù)上升至細(xì)分離區(qū)。

更小的油水顆粒和天然氣到達(dá)細(xì)分離區(qū)，當(dāng)通過(guò)波形板時(shí)，更小的油水顆粒在分子間作用力和表面張力的共同作用下，不斷附著在波形板表面上，最終形成液滴，沿導(dǎo)流管流入排放區(qū)。潔凈的天然氣沿天然氣出口排出，進(jìn)入到生產(chǎn)系統(tǒng)中。沉降區(qū)內(nèi)的原油和水，由于密度不同，在重力作用下，水下沉至排污區(qū)，原油上浮在沉降區(qū)。

通過(guò)上述工作過(guò)程，達(dá)到油、氣、水的分離效果。

3　現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及效果分析

井口及干線旋流分離器在1-56#站單井及站內(nèi)分別試驗(yàn)應(yīng)用2臺(tái)，通過(guò)在同等條件對(duì)比每天分離水量情況如下。

單井試驗(yàn)實(shí)施效果：曙1-044-046井安裝旋流式井口氣液分離器替換氣包后，在尾氣排量保持相對(duì)穩(wěn)定情況下，日分離水量由11.5↑17.8Kg，出口尾氣濕度由6.05↓3.82g/Nm3，除濕效率提高35%。

在1-56#站試驗(yàn)2臺(tái)旋流分離器，日分離水量由760Kg↑1750Kg，分離器出口濕度由3.94↓1.96g/Nm3，除濕效率提高43%，分離器出口露點(diǎn)由-4.8℃降低到-9.5℃，脫硫塔入口尾氣露點(diǎn)在由-3.5°降低到-14。

曙1-044-046井口旋流分離器氣液分離效果對(duì)比

1-56#站集中脫硫點(diǎn)旋流分離器氣液分離效果對(duì)比

4　結(jié)語(yǔ)

通過(guò)新型高效除濕設(shè)備研究與應(yīng)用，尾氣除濕效率提高43%，方便了生產(chǎn)管理，消減了安全、環(huán)保隱患，降低了管理難度、員工勞動(dòng)強(qiáng)度，延長(zhǎng)了脫硫藥劑換藥周期降低了生產(chǎn)運(yùn)行成本，為火驅(qū)開發(fā)工業(yè)化推廣實(shí)現(xiàn)安全環(huán)保生產(chǎn)提供了技術(shù)保障。下步準(zhǔn)備在曙光油田杜66塊火驅(qū)集中脫硫塔處推廣應(yīng)用該設(shè)備，對(duì)比傳統(tǒng)單井脫硫工藝，預(yù)計(jì)每年節(jié)約脫硫藥劑費(fèi)用1558.2萬(wàn)元。

［1］張方禮.火燒油層技術(shù)綜述［J］.特種油氣藏，2011.18（6）：1-4.

［2］陳銳，邢曉凱.火驅(qū)地面尾氣處理工藝進(jìn)展.油氣田環(huán)境保護(hù)，2013.12：71-74.