关键词：油气集输;稠油;计量;乳化降黏;脱水
引言
油田各个油区已进人高含水生产期,由此给地面工程带来一个突出的问题是如何在水量大幅增加的情况下,解决好油气集输处理问题,使油田仍能保持较低的能耗和运行成本,以期获得较高的经济效益。
1.联合站油气处理工艺技术改造
高含水期生产给原油处理带来两个问题:①进液量大,含水率高;②由于集输系统采用不加热生产,进液温度低,如处理不当,势必会增加原油处理设备和处理能耗。为此,必须对联合站油气处理工艺技术进行改造。
1.1原油密闭生产流程
为解决好高含水期生产时大量低温高含水原油处理问题,关键是解决原油预脱水。改造中尽量利用站内原有的设备,简化工艺流程,降低油气损耗,实现无泵无罐密闭流程。即油区集油干线来液进联合站后,不加热直接进高效油气水三相分离器,将油、气、水初步分离。污水去污水处理站,天然气去气体处理厂处理,原油进电脱水器进一步深度脱水,合格原油进负压稳定塔稳定后,增压外输。
1.2新型高效的油气水三相分离器
油气水三相分离器是高含水生产期油气密闭工艺过程中重要的关键的设备之一,它的技术指标直接影响到整个工艺过程能否平稳安全运行。在改造中,研制出了一种新型高效的油气水三相分离器,它能很好地满足高含水期油气水的分离要求。其处理能力是同等规格的分离器的4倍,分离后原油含水率低于20%,污水含油率低于50omg/L。
油气水三相分离器主要由进料分离筒、捕雾器、布液板、防冲装置、稳流装置及油水室等组成。油气水混合物从切线进料口进人进料分离筒以后,利用离心力、重力及碰撞分离,脱出的气体经平衡管与沉降室脱出的气体混合,通过捕雾器后流出设备。油水混合物经导液管进人沉降室,分离出的原油翻过堰板进人油室排出,水经集水管进人水室后流出装置外,泥沙等污物由设备底部的人孔及排污孔排出。
(1)应用气液预分离技术,提高分离器的处理能力。气液混合物在进料分离筒中将90%以上的天然气预先分离出来,降低了分离器内的气相负荷,使分离器容积利用率由60%提高到90%,提高了设备的处理能力。
(2)设置防冲装置,延长设备寿命。油田进人高含水期后,随着产液量加大,采出的沙量也增加,而采出液中含沙对设备造成了相当大的损害。为此专门设计了防冲装置。以其凹面迎着导液管口,从导液管口射人的混合物冲击它的表面时,流体的速度和运动方向突然改变,起到了转向器的作用,减小了动能,而且避免了流体直接冲刷筒体下部,防止了冲沙腐蚀穿孔,延长了设备的寿命,节约了成本。随着油田进入高含水期, 污水矿化度高, 管线腐蚀老化严重; 同时由于对稠油开发力度增大, 稠油含砂量大, 对管材腐蚀严重。 为此, 应积极从非金属管材中寻找突破口, 对玻璃钢、复合管及尼龙管等非金属管材进行详细调研, 从价格、现场应用情况、适用环境等各方面进行分析对比, 以便为以后管材选取提供有力参考。
(3)利用水位调节装置,保证设备平稳运行。为了实现沉降室油水界面的调节,在水室集水管出口处安装了一个水位调节装置。有效地抑制了液量波动及其它干扰对油水分离过程的影响,保证了设备有一个稳定、良好的工作状态。
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1.3变频节能技术的应用
随着油田含水率上升,产液量增加,产油量逐渐减少,许多联合站存在严重的泵管特性不匹配的情况,出现外输泵“大马拉小车”的现象。在一般情况下,就要根据管路特性要求,调节泵出口阀门,控制泵的排量,往往造成泵节流损失增大,降低了机泵的工作效率。而变频调速技术的应用有效地解决了这一难题。即通过控制变频调速器的输出频率(调频范围为0~50Hz),调节机泵的转速和排量,使机泵始终处于最佳工作状态,减少电机无用功损耗,达到节电的目的。一般情况下,节电率在20~40左右。
2.油气集输系统改造
2.1采用不加热常温输送工艺
油田进人高含水期生产,总液量不断上升,油水比增大、井口出油温度升高,完全有条件实现不加热常温输送。如果油气集输系统仍然采用加热输送,将大大增加油田自耗燃料量,造成运行成本高,经济效益差。为此,在改造中,去掉或停止了计量站的加热炉,实现不加热输送或季节性不加热输送,降低了油田的生产费用,减少了能耗。油田开发建设经历了从“地上”服从“地下”转变到“地上”、“地下”相结合、共同服从经济效益的过程。 今后地面工程在系统优化调整过程中, 在对建设及运行现状与油藏工程相结合的研究基础上 , 要确定既能满足油田产量接替需要,又有利于地面工程系统优化调整的开发建设方案。 要使“地上”、“地下”反复结合, 不断调整地面建设规模, 优化布局, 简化工艺, 推广新技术, 积极开展科研攻关及现场试验, 将新成果在系统优化调整中进行应用, 使系统优化调整后的地面工程和工艺更加优化, 不断提高地面工程的技术水平, 以实现油田优化简化、节能降耗、减少投资、降低运行成本的目标。
2.2集输干线端点加药
由联合站进站阀组处加药改为在集油干线端点根据每条干线的不同液量、含水率、原油物性、气油比及干线的长短注人一定比例的破乳剂和缓蚀剂,使其在管道中充分混合后进人联合站,实现了管道破乳,有效地提高了破乳剂的作用,节省了大量的破乳剂,减缓了管道腐蚀率。同时保证了油气水分离质量,也为污水处理系统的平稳运行创造了条件。
3.结语
近几年针对高含水期生产的特点对地面工程设施进行了一些改造,通过不加热常温输送、干线端点加药、联合站油气密闭等工艺,解决了液量增加所带来油气集输处理困难等问题,以较少的投资和较小的基建工程量,取得了较好的经济效益。为了进一步提高油田的油气集输技术水平和经济效益,今后还要对以下几方面进行技术攻关。
(1)油田进人高含水开发期后,原油综合含水率高达90%以上,建议在计量站增设油气水三相分离工艺,液体经过初步分离后,实现中低含水原油外输到联合站;污水就近分离、处理,就近回注地层。这样可以充分利用中低含水期建成的地面油气集输配套系统,避免较大规模的改扩建,并且由于污水流程的缩短,还可节省大量的管材及防腐投资。
(2)为了较好地解决高含水期采出液中含沙严重的问题,建议开展行之有效的除沙洗沙工艺技术研究,研制适合油田的除沙洗沙装置,以减轻泥沙对管线、设备的磨损,延长工艺管道、设备的寿命,减轻由于腐蚀对环境的污染。
(3)开展高含水期油气集输系统节能降耗配套技术的研究,形成一套完整的、适合油田高含水开发期的油气集输处理工艺,最终达到提高油气集输系统效率、提高地面工艺水平、节能降耗、节约投资的目的。
参考文献：
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论文作者:戴红宇
论文发表刊物:《科技中国》2018年3期
论文发表时间:2018/8/6
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