沉淀物對安塞油田原油計量的影響及應(yīng)對措施

宋志俊,劉仲勤,張建紅,王亞坤,陳 娜

中國石油長慶油田分公司第一采油廠 （陜西 延安 716000）

沉淀物對安塞油田原油計量的影響及應(yīng)對措施

宋志俊,劉仲勤,張建紅,王亞坤,陳 娜

中國石油長慶油田分公司第一采油廠 （陜西 延安 716000）

三次采油技術(shù)使安塞油田原油產(chǎn)量增加的同時，也使油品中含有膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等沉淀物，沉淀物含量較高會影響計量準(zhǔn)確性并對集輸生產(chǎn)帶來不便。通過二次沉降的方法可以減少原油中沉淀物，而離心+含水分析儀測量方法可以準(zhǔn)確地測量沉淀物含量，提高原油計量精確度。使用三相分離和沉降罐二次沉降可以將管輸原油中沉淀物降到0.2%以下，獲得結(jié)果準(zhǔn)確。

沉淀物；原油計量；安塞油田

中國石油長慶油田分公司安塞油田（以下簡稱安塞油田）開發(fā)初期原油中幾乎不存在沉淀物，近年來隨著油田深入開發(fā)，各種化學(xué)措施的逐年增加，提高產(chǎn)量的同時，使原油中含膠質(zhì)、瀝青質(zhì)和黏土等各類固體沉淀物[1]。沉淀物一部分穩(wěn)定存在于原油中，另一部分隨原油進入儲罐沉降至底部。當(dāng)輸油流量較大時儲罐底部沉淀物會被抽出輸送至下游輸油站點或煉廠，而原油中的含沉淀物率過高會影響計量精確性，并對原油生產(chǎn)帶來危害[2]。因此計量原油中含沉淀物率，控制進入輸油管道系統(tǒng)沉淀物數(shù)量需要引起集輸生產(chǎn)工作者的重視。

1 沉淀物成分及物理性質(zhì)

使用離心法對安塞油田X站三相分離器油室出口原油進行高速離心，離心后的原油分為4層，分別為油層、中間層、水層（膠凝物）、泥沙層，具體含量如表1所示，離心分離獲得中間層膠凝物沉淀物烘干，向固體機雜中加入二甲苯溶劑，震蕩搖勻，加熱至130～140℃繼續(xù)保溫溶解1h，過濾，將過濾好的物質(zhì)烘干稱重；然后加入正庚烷在60℃條件下繼續(xù)溶解1h，過濾烘干；加入鹽酸溶液，過濾、沖洗、烘干稱重。成分及含量如表2所示。

離心后可以看出沉淀物密度介于油水之間（0.85～0.95g/cm3），主要成分為膠質(zhì)、瀝青質(zhì)及黏土等機械雜質(zhì)，不能使用蒸餾法檢測出含量。在原油處理和輸送過程中，一部分沉淀物進入沉降罐后與罐內(nèi)的油、水二次乳化形成極為穩(wěn)定的乳化層，另一部分與原油溢流至凈化油罐沉降至罐底或通過泵輸送至下游。

表1 安塞油田X站三相分離器處理后原油成分表

表2 安塞油田X站中間層成分含量表

2 沉淀物對原油計量的影響

2.1 含水分析儀誤差

安塞油田內(nèi)部動態(tài)計量使用的測含水儀器為射線型原油含氣、含水率自動監(jiān)測儀。目前用于計量交接的含水分析儀共有16臺。該儀器工作原理是：油、氣、水對γ射線吸收后衰減程度來測定其含量，而γ射線的吸收系數(shù)和物質(zhì)的密度有關(guān)[3]。由于沉淀物密度介于油水之間，沉淀物密度接近水時，含水分析儀將沉淀物當(dāng)水計量；當(dāng)沉淀物含量較大時，其中的黏土、礦物粉等密度大于水的雜質(zhì)會使含水分析儀測量值偏離。一般沉淀物含量超過0.25%，含水分析儀測量值偏差率可達(dá)到200%左右（即手工測量含水0.3%，顯示含水0.6%）。

2.2 原油計量誤差

雖然《石油和液體石油產(chǎn)品油量計算靜態(tài)計量》《原油動態(tài)計量一般原則》中都要求將沉淀物扣除，但由于測量手段不夠，一些計量人員對沉淀物認(rèn)識不足，采油作業(yè)區(qū)產(chǎn)量結(jié)算使用靜態(tài)計量，含水測量使用蒸餾法，沉淀物當(dāng)油進行計量；管輸原油含水測量使用含水分析儀，沉淀物當(dāng)水計量，上下游測量的含水不一致，這就使原油計量產(chǎn)生較大的誤差。例如安塞油田杏X站與王X站計量交接方式為動態(tài)計量，其含水測定使用含水分析儀，交接協(xié)議規(guī)定合格凈化油含水（質(zhì)量含水）不能高于0.3%，超過該值，進行1.5倍扣罰；超過0.5%，進行2倍扣罰，而杏X站對采油作業(yè)區(qū)的產(chǎn)量結(jié)算使用靜態(tài)計量，含水測量方法為蒸餾法。假如杏X站沉淀物含量為0.25%，含水量為0.1%，標(biāo)密0.840 0g/cm3，日輸油量2 200m3，體積膨脹系數(shù)0.983 61。上下游因沉淀物計量引起的損耗量為7.72t/d，計量誤差達(dá)到0.4%。

式中：m動、m靜、m分別為動態(tài)計量、靜態(tài)計量油量、沉淀物引起損耗量，t；m靜高、m靜低為靜態(tài)計量高液位油量、靜態(tài)計量低液位油量，t；ρ20為杏X站原油標(biāo)準(zhǔn)密度，g/cm3；K為石油體積系數(shù)，無量剛；ΔV為流量計1天差值（靜態(tài)計量高液位和低液位差值=V高-V低），m3；W沉、W水為沉淀物含量、水含量，%。原油計量過程中各計量參數(shù)均按照理想情況下，即動態(tài)、靜態(tài)計量均使用相同的交接參數(shù)；式中交接計量均使用簡化計算公式。

3 沉淀物來源及處理措施

3.1 沉淀物含量及來源

安塞油田杏X區(qū)塊開發(fā)初期來油中幾乎不含沉淀物，2007年后各種化學(xué)措施增油的開展，使來油中含沉淀物逐年增多，三相分離器處理后凈化油中沉淀物含量最高可達(dá)到0.8%。通過對沉淀物分析及現(xiàn)場調(diào)研，發(fā)現(xiàn)安塞油田原油中沉淀物形成主要有以下幾個來源：①新井投產(chǎn)及老井措施產(chǎn)生膠質(zhì)；②措施作業(yè)中產(chǎn)生廢液含有機物和機械雜質(zhì)進入集輸系統(tǒng)；③產(chǎn)建、措施收油過程中落地原油中泥沙進入集輸系統(tǒng)。

3.2 降低沉淀物含量措施

為了降低原油中沉淀物，安塞油田采取了幾個措施：①在杏X區(qū)塊杏XB-X井場、杏XH-X井場分別建設(shè)措施廢液回注點，將措施廢液脫酸及相應(yīng)處理后回注，使措施廢液中的機械雜質(zhì)不進入集輸系統(tǒng)；②三相分離器處理后凈化油進入沉降罐二次沉降，沉淀物經(jīng)過沉降后存在于乳化層中，定時（1個月2次）將乳化層通過沉降罐抽乳化層管道抽出，通過離心工藝進行處理；③定時將凈化罐底部沉淀物通過儲罐排污管道排出，通過離心工藝處理。通過這些措施后，外輸凈化油沉淀物含量低于0.2%。

4 沉淀物的計量

在原油計量中沉淀物的測量常用的有2種方法，分別是離心法和抽提法。抽提法優(yōu)點是測量準(zhǔn)確；缺點是操作復(fù)雜，使用儀器較多，同時溶劑具有毒性，測量時間較長。一般測量1次需要3h以上，不適用油田生產(chǎn)；離心法優(yōu)點是操作方便，用時大約30min，便于員工操作。安塞油田在原油計量過程中均使用離心法進行沉淀物測量。

2016年安塞油田配備離心機10余臺用于內(nèi)部計量過程沉淀物測量，并規(guī)定原油動態(tài)計量、靜態(tài)計量中必須對沉淀物進行計量。油量計算將沉淀物和水扣除，其中靜態(tài)計量儲罐三級取樣，沉淀物使用離心法測量；由于含水分析儀可將沉淀物測量出來，動態(tài)計量交接的沉淀物率使用含水分析儀測量，并每10天使用離心法對含水分析儀進行標(biāo)定1次。離心測量沉淀物具體操作步驟：①把需要實驗的均質(zhì)樣品等分裝入2個50mL刻度的離心錐管中，從液體彎月面讀數(shù)[4]。②分別用50mL溶劑裝入2個已放入樣品的離心管中，使管子總量為50或100mL，并將溶劑和樣品混合均勻。溶劑為200#溶劑油，對于需要破乳的試樣，需要使用滴定管添加少量破乳劑溶液。③對離心機進行設(shè)定，加熱溫度為40℃，離心轉(zhuǎn)數(shù)3 000r/min，離心時間15min。④取出試樣進行讀數(shù)，繼續(xù)進行離心測量并讀數(shù)，當(dāng)2次讀數(shù)相同時，讀數(shù)。

沉淀物和水含量：C（%）=S/V×100%。

式中：S為沉淀物和水的體積，mL；V為被試驗油的體積，mL。

5 結(jié)論

安塞油田原油中沉淀物主要成分是膠質(zhì)、瀝青質(zhì)和泥沙等機械雜質(zhì)，產(chǎn)生的主要原因是油田開發(fā)中后期各種措施增油產(chǎn)生的，因沉淀物干擾含水分析儀準(zhǔn)確性，使原油計量誤差增大，引起計量人員重視。使用三相分離器和沉降罐二次沉降可以將管輸原油中沉淀物降低至0.2%以下，國外沉淀物測量使用較為普遍的是離心法，是按照API的石油計量標(biāo)準(zhǔn)手冊來實現(xiàn)的，獲得的結(jié)果很準(zhǔn)確[5]。其優(yōu)點是能夠準(zhǔn)確、實時監(jiān)測管輸原油中沉淀物數(shù)量并進行計量，對于不能滿足要求的油品及時進行停輸，減少了沉淀物對計量過程中帶來的誤差。

[1]周成裕,蕭 瑛,張 斌.國內(nèi)化學(xué)驅(qū)油研究進展[J].日用化學(xué)工業(yè),2011,41(2):131-134.

[2]張佩甫.原油中金屬雜質(zhì)的危害及脫除方法[J].石油化工腐蝕與防護,1996,13(1):9-11.

[3]李發(fā)宏,郝軍寬,魏淑萍.射線型原油含氣、含水率自動監(jiān)測儀及在安塞油田的應(yīng)用[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督,2003.19 (10)：9-12.

[4]中國石油天然氣集團公司.原油中水和沉淀物的測量離心法:GB/T 6533-2012[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2012.

[5]郭 亮,周潤才.原油輸送過程中精確地測定原油中沉淀物和含水量的方法[J].國外油田工程,1992(4):33-37.

Tertiary oil recovery technology increases the crude oil production of Ansai Oilfield,at the same time it also makes the sedi?ment(resin,asphaltene,etc.)in crude oil increase,which will affect the accuracy of the crude oil measurement and bring the inconve?nience to the gathering and transportation of crude oil.The sediment can be reduced by secondary settlement and its content can be mea?sured accurately by centrifugal and water analyzer to improve the accuracy of crude oil.The mass fraction of the sediment in the pipeline crude oil can be reduced to 0.2%by the use of three-phase separator and secondary settling tank to obtain accurate crude oil measure?ment result.

sediment;crude oil measurement;Ansai Oilfield

??立崗

2016-09-20

宋志俊（1986-），男，工程師，現(xiàn)主要從事油田集輸計量及相關(guān)技術(shù)管理工作。