潿洲12-1 撇油罐污水處理效能下降原因分析與解決措施

沈林冬

（中海石油（中國）有限公司湛江分公司，廣東湛江524057）

1 問題背景與原因分析

1.1 問題背景

W12-1 油田撇油罐設計處理能力為9000m3/d，正常情況下可滿足潿洲油田群生產水處理需求。但隨著潿西南油田群滾動開發，W12-1 油田接受的流體也日益復雜，在實際生產過程中，隨著撇油罐運轉時間增加, 撇油罐生產水處理能力逐步降低，當撇油罐處理能力低于每日生產水量時，就出現油腔液位持續上漲現象，大量未處理的污水排到閉排系統，再經過閉排泵打回二級分離器,造成二級分離器處理超標, 難以滿足油田的生產分離需要。

油田正常生產情況下，每天生產水量日處理量約4600m3左右, 遠低于撇油罐設計處理能力。但在實際生產運行過程中，撇油罐開罐清洗后不足半年便無法滿足生產水處理要求，導致外輸終端的生產水逐步增加，這樣一來不僅增加了下游終端處理負擔，而且大大增加了原油海管的腐蝕風險。

1.2 原因分析

撇油罐主要接收油田各個三相分離器中分離出的生產水，進入撇油罐后首先經過煤田聚集小油滴，隨后經過多級波紋板使流體平穩流動，同時利用波紋板孔洞較多且流道彎曲，使小油滴變大，另外溶解在水中的溶解氣在低壓情況下釋放出來，攜帶油滴上浮到生產水的表面流到集油槽，隨后排放至閉排罐。生產水是以底流形式從集油槽下方穿過經過堰板進入水腔，從撇油罐出來的生產水在液位控制閥的控制下進入下游水力旋流器。

圖1 W12-1 撇油罐內部結構簡圖

通過生產工藝分析，撇油罐生產污水處理量逐步下降主要表現為：1）前期：油腔液位逐步上漲，油腔處理液量逐步增加；2）后期：水腔液位不漲但出口閥門逐步關小,油腔液位大幅上漲。水腔出口閥門開度直接反映生產水進入水腔的瞬時排量，閥門關小則說明進入水腔的生產水量逐步下降；而與此同時油腔液位逐步上漲，則進一步說明在生產穩定的情況下水腔減少的生產水進入油腔排入閉排系統，生產水無法順暢流入水腔。

從圖1 撇油罐內部結構進一步分析，撇油罐內生產水是以底流形式從油槽底部穿越，經過堰板進入水腔。若生產水無法順暢流入水腔，則很可能是底流通道出現堵塞。此外生產水進入撇油罐后首先經過波紋板消波處理，若消波板流道堵塞，則會導致生產水在撇油罐內出現紊流，此時即便底流通道尚未堵塞也會因紊流給撇油罐集油槽（油腔）帶去大量生產水，從而導致其液位不斷升高, 但僅僅是波紋板流道堵塞不會導致進入撇油罐水腔的生產水量逐步下降。

通過上述分析可以初步判斷,波紋管流道堵塞產生紊流，這是前期撇油罐油腔處理液量逐步增加的主要原因；底流通道堵塞是導致進入水腔的生產水量逐步下降的主要原因，而油腔液位大幅上漲則是底流通道堵塞后引發的后續影響。

為了進一步驗證分析，油田2013 年5 月份停產期間對撇油罐開罐檢查，通過此次開罐檢查發現，撇油罐底流通道及波紋管流道均出現油泥雜物堵塞現象(見圖2)。

圖2 撇油罐清罐時拆出的波紋板

通過此次撇油罐清罐作業，我們對于波紋板流道及生產水底流通道堵塞情況有了清晰的了解，進一步驗證了上述分析，結合撇油罐內部結構及此次清罐實際情況，分析結果如下。

1）生產水進入撇油罐后，首先經過波紋管消波處理，波紋管流道堵塞產生紊流，紊流導致部分生產水進入撇油罐集油槽（油腔），這是前期油腔處理液量逐步增加的主要原因，但此時上漲較為緩慢，因為此時雜物和油泥尚未堵塞油腔底部底流通道，生產水可以進入水腔處理。這對前期油腔液位逐步上漲而不是大幅上漲的現象給與了合理解釋。

2）隨著生產時間的延長，雜物和油泥逐步堵塞了底流通道，大量生產水無法順利通過該通道進入水腔，導致進入水腔的生產水量逐步下降，而油腔液位大幅上漲則是底流通道堵塞后引發的后續影響。這是后期撇油罐水腔處理量大幅下降而油腔液位大幅上漲的主要原因。

隨著潿西南油田群滾動開發，W12-1 油田接收的流體也日益復雜。自2012 年以來，潿西南油田群新增W6-9 6-10 平臺與W11-2 平臺，鉆井液返排帶出大量油泥及其它雜物，加之W12-1 油田本身鉆修井作業頻繁，導致進入撇油罐內的生產水更為復雜。堵塞波紋板及底流通道的可能性日益增大，我們需要尋求一種不影響生產的前提下解決這一問題的辦法。

2 解決措施

2.1 解決思路

根據前面分析，目前撇油罐處理能力達不到設計要求的主要原因是大量油泥和雜物堵塞撇油罐底流通道和波紋板所致。因油田屬于一類海域，沖砂作業所帶來的大量油泥與雜物無法達到環保要求，因此最有效的解決辦法即開展清罐作業。

以往進行撇油罐清罐作業需要油田停產時才能進行，2013 年 W12-1W12-1PUQB 平臺投產之后，為W12-1 油田撇油罐不停產清罐創造了有利的條件。W12-1PUQB 平臺投產后，W12-1 油田處理后的原油可通過新增流程進入W12-1PUQB 平臺自營二級分離器進行再處理, 最后經電脫水之后外輸潿洲終端。

2.1.1 W12-1PUQB 生產水處理能力

W12-1PUQB 自營二級分離器為兩套并聯運行，其生產水每日處理能力為1800×2=3600m3；

2.1.2 W12-1PUQB 原油外輸能力

W12-1PUQB 平臺設計4 臺外輸泵，單臺外輸泵設計排量200m3/h。

根據W12-1PUQB 平臺處理能力與外輸能力，我們只需將W12-1 油田輸至W12-1PUQB 平臺自營系統的生產水控制在3600m3/d 以內，就可以實現不停產在線清罐。

現階段W12-1 油田和W11-1 油田總液量約11600m3/d，其中 W12-1 油田產水約 3150m3/d，W11-1 油田產水約1450m3/d。不停產清罐期間，W12-1A 平臺停止生產水處理，通過關停3 口高含水井，即可將生產水量控制在W12-1PUQB 生產水處理能力以內。通過投產新增流程，把W12-1 油田及 W11-1 油田混合液體輸送至 W12-1PUQB 自營系統處理。

A 平臺目前高含水井有5 口，經計算只需關閉 A11、A13、A16b 井，即可滿足要求。三口井生產數據如表1 所列。

表1

關閉三口高含水井可減少1575m3/d，關閉后W12-1 油田和W11-1 油田總生產水量從4600m3/d下降至3025m3/d，完全滿足W12-1PUQB 生產水處理能力。當采取該方案開展W12-1 撇油罐不停產清罐期間，W12-1PUQB 每天外輸油將會超過8500m3（自營部分日產約7000 m3，合作平臺日產1500 m3以上），因此W12-1 不停產清罐期間，W12-1PUQB 平臺至少啟用兩臺外輸泵。

2.2 工藝隔離措施

通過上述思路，我們可以將生產液體倒入W12-1PUQB 處理，從而為W12-1 撇油罐在線清罐工作打下了堅實基礎。但如何將罐體安全高效地從正常生產的系統中隔離出來并惰化合格對于現場安全生產尤為重要。

2.2.1 在撇油罐隔離前進行罐內排油預清洗

該方法是利用分離器現有生產水對撇油罐進行預沖洗，從而將罐壁及油腔的殘余油清洗干凈。停止污水處理前，先停A11、A13、A16b 三口生產井電泵并進行相關隔離工作。旁通撇油罐壓力高高、壓力低低、液位高高、液位低低信號，然后手動關小油腔和水腔出口閥門 LIC-3012、LIC-3011，抬高撇油罐的液位至液位高高，將罐內殘油全部頂入集油槽。隨后將撇油罐內的油腔殘余油排放至閉排系統，待油腔排空后，將水腔液位降至液位低低，關閉分離器至撇油罐隔離閥，關閉撇油罐水出口，將撇油罐水腔內剩余液體排放到閉排系統，以防止底部雜物漏入大海。

2.2.2 實施流程隔離與泄壓

隔離一、二級分離器、測試分離器、B 平臺緩沖分離器水出口至撇油罐的所有閥門；關閉撇油罐進口總閥。如此撇油罐生產水入口源頭全部切斷。

隔離撇油罐出口至水力旋流器閥門及水力旋流器到閉排球閥；撇油罐排完液后隔離油水腔至閉排系統所有閥門。如此撇油罐生產水下游用戶全部切斷。

上下游均切斷后，泄掉撇油罐內壓力，隔離罐頂補壓閥、泄壓閥及壓力安全閥隔離閥等流程，完成撇油罐氣路隔離工作。

至此撇油罐隔離泄壓工作完成，接下來可以對撇油罐進行惰化。

2.2.3 憜化

主要是在隔離泄壓的基礎上將罐內可燃氣置換出去，具備與大氣直接接觸的條件。首先從撇油罐底部接2”軟管往罐內灌水，打開頂部排氣流程排氣至火炬系統火炬，在罐頂最高點取樣觀察，當最高點取樣全為水后，停止灌水頂氣工作，隔離排氣流程。隨后從頂部接氮氣管線向撇油罐加壓，利用氮氣將灌入的海水排空（在灌水排氣過程中禁止周圍熱工作業）。

海水排空后，關閉排水閥，惰化工作全部完成，此時可進行下一步插板隔離。

2.2.4 進行插板隔離工作

為安全起見，惰化結束后對撇油罐本體相連的所有的進出口法蘭加裝插板隔離，加插板的位置、加裝時間及作業人員做好記錄及簽字工作，形成良好的作業素養，同時對每一個插板位置可以追溯，以便流程恢復期間安全高效。

通過插板隔離后即可開人孔通風，進而進行后續的清罐作業、檢驗檢測等工作，從而將撇油罐處理能力恢復至最佳狀態。

隨著潿西南油田群滾動開發，W12-1 油田接收的流體也日益復雜。鉆井液返排、通球清管，加之W12-1 油田本身鉆修井作業頻繁，導致進入撇油罐內的生產水愈加復雜，堵塞撇油罐波紋板及底流通道的可能性日益增大。通過這篇文章，我們找出了撇油罐處理能力逐步下降的根本原因，同時結合自身工藝系統的變化，找到了一種在線清罐的解決辦法。