集輸老化油處理技術與應用探討

王思佳

摘要：近年來隨著油田開發技術的深入推廣，井下酸化、防砂和藥劑處理等多種作業方法的廣泛應用，原油物性日益復雜多變。由于集輸系統原有的原油沉降脫水工藝落后、設備老化，聯合站在原油脫水過程中需要通過提高脫水溫度和增加凈化罐放水量來降低原油含水，這樣就導致了老化油的循環量不斷增多，老化油的存在增強了原油乳狀液的穩定性，使系統原油的脫水性能變差、脫水溫度升高、加藥量增大，導致近幾年原油處理成本不斷上升。本文分析了老化油對原油脫水性能的影響，并對老化油處理工藝在聯合站的實施情況和取得的效果進行了深入的分析，對于今后提高集輸系統生產運行效率和降低原油處理成本具有重要意義。

關鍵詞：集輸系統;原油乳狀液;沉降脫水工藝;老化油處理工藝

油田開發進入特高含水期后，采出液量的上升給原油脫水帶來一系列的困難，尤其是應用開發技術后，原油物性惡化，原油處理周期變長后老化油增多，原油乳化程度越來越嚴重，造成油水沉降分離困難，外輸原油含水不斷上升。本文針對油田開發油技術深入應用后原油脫水的難題，分析了集輸系統老化油對原油脫水性能的影響，并且重點對聯合站老化油處理工藝的應用效果進行了分析和評價。

1 工藝現狀

油田原油脫水處理工藝整體設計是以聯合站為中心，經熱--化學沉降脫水后，將含水20%左右的原油輸入聯合站的二次罐集中進行熱化學沉降脫水處理。聯合站擴建并投運了電脫水器，采用電--化學兩段脫水工藝，但以后因受油品變化的影響電場無法穩定運行都已停用。

為了滿足生產的需要，原油脫水溫度不斷升高，由原設計的75℃升至85℃，從而增加了站內燃料消耗;原油物性受到惡化，導致破乳劑用量大幅提高，根據油量計算，由 140ppm（0.97t/d）的用量逐年增加至189ppm（1.21t/d），原油處理的運行成本呈現快速的上升的趨勢。

2老化油影響原油脫水性能的技術分析

聯合站老化油主要由三部分組成：凈化油罐底部不合格的回摻原油、污水系統回收的污油以及二次沉降罐的放水，并且以前兩部分為主。目前，凈化油罐底部不合格的回摻原油液量約3500t/d，污水系統回收的污油約600t/d，僅前兩項的循環液量達到了4100t/d。

由于老化油的存在，聯合站目前原油的物理性質、工藝流程、工藝參數與原設計相比均發生了很大的變化，為進一步詳細了解老化油對脫水工藝及脫水參數的影響，確定老化油處理方案的技術、經濟的可行性，我們采用聯合站被老化原油污染前、后的原油，進行了熱化學沉降和電脫水對比評價實驗。采用的油樣分別為被老化油污染后的系統原油和未被老化油污染的新鮮原油，被污染前的原油為聯合站三相分離器入口、進站的原油，按照原油量比例混合配制而成，油樣綜合含水29.3%，一次加藥量40ppm，沒有進行二次加藥;被老化油污染后的系統原油為聯合站電脫水泵入口的原油，油樣綜合含水27.2%，一次加藥量40ppm，系統進行了二次加藥，二次加藥量為40ppm，總加藥量為80ppm。

實驗表明：①老化油的存在使系統原油的脫水性能變差、脫水溫度升高、加藥量增大;②老化油使系統原油導電性大幅提高，無法使用電脫水器進行處理;③新鮮原油在75℃條件下，導電性較小，經電脫水器處理后，凈化油含水可達到1%～2%左右，脫水溫度可以由目前的80～85℃降低5℃左右。（1）熱化學沉降對比試驗。為分析老化油對沉降脫水率的影響，我們將75℃情況下未被老化油污染的新鮮原油的脫水率與沉降時間的關系，與80℃情況下被老化油污染的系統原油的脫水率與沉降時間的關系，進行了對比分析，如圖1所示。

從圖可以看出，未被污染的新鮮原油，在加藥量為40ppm、脫水溫度為75℃情況下的脫水效率，明顯高于被污染的系統原油，在加藥量為80ppm、脫水溫度為80℃的脫水效率。

（2）電脫水評價實驗。JDS-1原油動態脫水評價裝置模擬現場條件，測試評價原油乳狀液的電特性，能夠對各種原油乳狀液的電特性做出評價。使用JDS-1原油動態脫水評價裝置進行兩種原油樣品的電脫水評價，通過不同溫度、不同加藥量的原油電特性以及原油出口含水，評價老化油對電場、脫水溫度的影響，試驗結果如圖2所示。

從圖2可以看出，系統原油無法建立穩定的電場，導電性強，而新鮮原油可以建立穩定的電場，在70℃和75℃、加藥量為40ppm、60ppm的情況下，使用電--化學脫水均有較好的脫水效果，而且溫度越高，脫水效果越好。

3 老化油處理工藝的應用分析

為了解決受老化油影響集輸系統原油脫水難度大的問題，需要對聯合站原有的“老化油回摻”藝進行改造，根據老化油單獨處理的工藝改造思路，完成聯合站老化油處理工藝改造，主要改造工藝包括：改造3#原油沉降罐作為老化油存儲罐，安裝2臺螺桿泵作為老化油提升泵，安裝老化油處理裝置2臺及配套自動計量系統，新建老化油加藥裝置1套。（1）老化油工藝裝置運行情況。聯合站老化油處理裝置設備處理量為10～20m /h。老化油處理溫度為74 ～94℃，加藥量為50～100ppm，進老化油裝置的老化油（主要來源包括凈化油罐底部不合格的回摻原油、污水系統回收的污油以及二次沉降罐的放水）進口含水為10%～20%，處理后油含水都小于2%，放水清澈，水中含油小于300mg/l，取得了比較理想的效果。（2）老化油處理工藝評價。聯合站老化油處理工藝的實施情況證明，應用老化油處理裝置處理后凈化油含水小于2%，出口水中含油小于500mg/l，符合《原油電脫水設計規范》SY/T0045-1999要求，這對于解決油田開采后期原油脫水難題具有很好的推廣應用價值。（3）經濟效果預測。聯合站老化油處理裝置經過調試，工藝設備運行日趨穩定，在老化油處理裝置正常運行的情況下，系統原油脫水性能明顯得到改善，來油進行二次脫水時脫水溫度可降低2～5℃，二次脫水的破乳劑投加量經過試驗比改造前可降低0.1～0.2噸。老化油裝置每年按運行10個月計算，減少消耗燃料油2噸/每天，減少消耗破乳劑0.1噸/每天，預計每年可節約燃油600噸，節約燃油費用120萬元，節約破乳劑30噸，燃油費用36萬元，年經濟效益為156萬元。

參考文獻

[1] 老化油脫水新技術應用[J]. 李擁軍，孫森.??鉆采工藝.?2018（05）

（作者單位：油氣集輸總廠）