探究低產(chǎn)油田復(fù)合式油氣水分離技術(shù)

摘 ?要：復(fù)合式油氣水分離主要是借助多種分離原理，在油田原油開采中實(shí)現(xiàn)對(duì)于石油、天然氣和游離水的分離，是保證原油開采質(zhì)量的關(guān)鍵。本文從復(fù)合式油氣水分離器的原理出發(fā)，就其在低產(chǎn)油田中的應(yīng)用效果進(jìn)行了分析和討論。

關(guān)鍵詞：油田;復(fù)合式;油氣水分離

前言

當(dāng)前技術(shù)條件下，轉(zhuǎn)油站原油脫水環(huán)節(jié)使用的一般都是基于重力沉降原理的三相分離器，而為了保證處理量，設(shè)備體積較大，成本投入高，加上集中拉油區(qū)塊無法對(duì)切水程度進(jìn)行有效控制，很容易出現(xiàn)“油水同拉”的情況，這樣必然會(huì)導(dǎo)致費(fèi)用的增大。對(duì)此，技術(shù)人員需要加強(qiáng)對(duì)于復(fù)合式分離裝置的研究，實(shí)現(xiàn)油氣水的快速分離。

1 復(fù)合式油氣水分離器的原理

復(fù)合式油氣水分離器中采用了螺旋管油水分離技術(shù)和T型管氣液分離技術(shù)，T型管能夠借助重力和膨脹原理，對(duì)管道中的混合物進(jìn)行氣液分離以及油水預(yù)分離，初步分離后的油水則會(huì)進(jìn)入到螺栓管內(nèi)，借助離心原理以及油水的不同密度實(shí)現(xiàn)分離。通過兩種分離技術(shù)的相互配合，能夠去除更多的游離水，實(shí)現(xiàn)油水快速、徹底分離。

1.1T型管分離技術(shù)

T型管由兩根水平管和若干垂直管構(gòu)成，主要功能在于氣液分離和油水預(yù)分離，借助了重力分離和膨脹分離的基本原理，油和水的密度差越大，分離速度越快。

1.2螺旋管分離技術(shù)

在螺旋管分離技術(shù)中，需要關(guān)注兩個(gè)比較關(guān)鍵的問題，一是流速選擇，離心加速度與管道內(nèi)流速的平方成正比，與螺旋半徑成反比，想要促進(jìn)分離效果的提高，可以增加管內(nèi)流速或者減小螺旋半徑。流速的選擇對(duì)于螺旋管分離的效果影響巨大，過大的流速會(huì)導(dǎo)致管內(nèi)壓降增大以及停留時(shí)間的縮短，也會(huì)強(qiáng)化湍流作用，影響分離效果，過小的流速則會(huì)降低螺旋管出口流量，導(dǎo)致處理量無法很好的滿足實(shí)際需求;二是開孔，包括數(shù)量、大小和方向等。管道中油水分離是由重力和離心力共同決定的，這也使得高含水層會(huì)處于管壁外側(cè)偏下的區(qū)域，離心力越大，高含水層越靠近中間位置。相應(yīng)的試驗(yàn)結(jié)果表明，如果開孔方向不合理，或者開孔數(shù)量過多孔徑過大，會(huì)導(dǎo)致油和水一起流出，甚至出口位置沒有混合液流出。經(jīng)過相應(yīng)的試驗(yàn)后，最終沿管道螺旋，逐圈降低孔徑，減少開孔數(shù)量，確保其與管道內(nèi)油的含水量降低相匹配。

2 復(fù)合式油氣水分離器在低產(chǎn)油田中的應(yīng)用

某油田屬于低產(chǎn)油田，原油為石蠟基原油，含蠟量24.8%，黏度11.22mPa.s。在轉(zhuǎn)油站中，采用的是常規(guī)的三相分離器對(duì)油井來液進(jìn)行處理，含水油會(huì)外輸?shù)綄?duì)應(yīng)的聯(lián)合站。為了對(duì)復(fù)合式油氣水分離器的實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行檢驗(yàn)，選擇該聯(lián)合站進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，其具備較好的基礎(chǔ)條件：一方面，聯(lián)合站的工藝流程可以有效滿足復(fù)合式油氣水分離器運(yùn)行中對(duì)于溫度、壓力以及流量等參數(shù)的現(xiàn)實(shí)需求;另一方面，油田原油的產(chǎn)量雖低，但是性質(zhì)穩(wěn)定，原油品質(zhì)可以達(dá)到常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。

2.1方案

復(fù)合式油氣水分離器設(shè)計(jì)處理量為150m?/d，選擇三相分離器出口液量作為分離器的處理液，將流量控制在6-11m?/h，來液含水率達(dá)到85%-92%，就不同溫度、不同壓力對(duì)分離效果的影響，以及不同含水率對(duì)分離器運(yùn)行參數(shù)的影響等進(jìn)行檢驗(yàn)分析。

2.2效果

首先是分離效果。在處理量為11m?/h的情況下，將1、2、3號(hào)界位高度分別控制在120cm、120cm和50cm，3號(hào)液位高度為180cm。起步階段，出口匯管內(nèi)水的含油量為2028mg/L，而等到運(yùn)行基本穩(wěn)定后，出口匯管內(nèi)水的含油量下降到了148mg/L。將處理量降低到6-8m?/h，1、2、3號(hào)界位高度分別為140cm、130cm和60cm，3號(hào)液位高度為170cm，出口匯管中水的含油量在78.6-87.7mg/L之間，控制參數(shù)不變，加入適量破乳劑，則處理量為8m?/h時(shí)，出口水含油量為81.6mg/L;其次是油分離效果。在處理量為11m?/h的情況下，將1、2、3號(hào)界位高度分別控制在120cm、120cm和50cm，3號(hào)液位高度為180cm。起步階段，油出口管內(nèi)油的游離水含量為0.01%，乳化水含量為26%-32%。將處理量降低到6-8m?/h，1、2、3號(hào)界位高度分別為140cm、130cm和60cm，3號(hào)液位高度為170cm，油出口管內(nèi)油的游離水含量為0.01%，乳化水含量為36%-38%，控制參數(shù)不變，加入適量破乳劑，則處理量為8m?/h時(shí)，油出口油中游離水的含量為0.01%，乳化水含量為10%;然后是不同狀態(tài)分析。從不同溫度和不同壓力對(duì)于分離效果的影響可知，當(dāng)溫度在36-42℃之間時(shí)，游離水含量為0，水出口水的含油量為79.3-148.9mg/L;分析不同含水率對(duì)分離效果的影響，當(dāng)含水率在87.5%-97.2%之間時(shí)，游離水含量為0，水出口水的含油量為53.1-124.8mg/L;分析不同處理量對(duì)分離效果的影響，當(dāng)處理量在3-11m?/h時(shí)，游離水含量為0，水出口含油量為55.9-98.3mg/L。

3 結(jié)語

總而言之，將復(fù)合式油氣水分離技術(shù)應(yīng)用到低產(chǎn)油田中，能夠提升油氣水分離的效果，分離后的原油不含游離水，可以將運(yùn)輸費(fèi)用節(jié)約20%以上，如果將技術(shù)應(yīng)用到轉(zhuǎn)油站，則能夠顯著降低外輸規(guī)模，將成本投入降低15%左右。

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作者簡(jiǎn)介：趙哲吉，女，197602，漢，黑龍江省蘭西縣，在大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠第三油礦305隊(duì)從事集輸工作。