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摘要:而水是伴生气从采出至消费过程中在各个处理或加工步骤中最常见的杂质,其含量通常为饱和状态。当运输过程中的干气水露点超过规定温度,深冷装置的低温单元及外输管网就会形成水合物冻堵。据统计,即使前端采用深度脱水装置,每套深冷装置平均每年发生水合物冻堵多达15~20次。因此,对伴生气进行脱水是管道长距离安全输送必不可少的环节,也是轻烃回收前的必要步骤,更是决定处理后所得天然气合格与否的关键。
关键词:油田联合站;老化油脱水;新工艺
引言
国内外各大油田逐渐进入勘探开发的中后期,油田采出液中通常含有较多的水,并且水中还会溶解大量的无机盐类和其他杂质,使原油以乳状液的形式存在,这不仅会对原油的物理化学性质产生影响,增大油水分离的难度,还会对原油的品质造成一定的影响,进而影响到原油后续的加工处理、储存以及运输等环节。因此对油田采出液进行油水分离是一项十分重要的工作。
1油田原油脱水概述
井下原油与水直接接触,采出的原油也伴有大量水,脱水中需在含水原油中注入破乳剂,沉降分离油和水。为保证原油含水量达标,在后沉降罐安装高压电极,从而在电场下降油水分离。外输原油要求其含水量在0.5%以下。原油中的水主要分为两种形态,即以水分子存在的游离水和以原油乳化液存在的乳化水。相对来说,分离游离水更加容易,通过油水沉降分离即可,乳化水则需破乳然后沉降分离。可以采用的原油脱水方法较多,可采取机械方式,不需经过化学反应即实现脱水目的。原油脱水方法较多,可以采取机械方式、化学脱水方法等。
2原油脱水机理
原油脱水主要原理是重力沉降分离,利用油气水的密度差,根据工艺需求将其分离,包括热化学脱水、电脱水、离心脱水、陶粒等分离方法,热化学是在一定温度下利用破乳剂吸附在油水界面膜上,降低油水界面张力,从而破坏乳状液的稳定性,改变乳状液的类型,达到油水分离的目的;电脱水是借助电场的作用,水乳状液中水由微滴聚结成大滴,再借油水密度差将水沉出;离心脱水主要利用离心力,油向轴心运动形成内旋油流核,水向器壁运行形成外旋水流环,油水分别由不同部位排出实现油水分离;陶粒脱水主要利用其表面亲水性,使水滴在陶粒表面聚结,在液体的剪切力下,水滴界面膜破裂聚结。
3该油田联合站老化油脱水处理新工艺的现状
现状某油田联合站污水处理系统最早建立与1995年的9月份,能够实现0.7×104m3/d,投入运行之后实际的污水处理量大约在0.43×104m3/d,产生的实际负荷为0.44×104m3/d,该油田联合站污水处理负荷率已经高达65%。经过了长时间的运行,到了2001年水质就开始出现恶化的情况,该油田联合站管理工作人员开始应用各种方式对污水处理系统进行治理,水质的处理效率虽然在很大程度上得到了改善,但是油田联合站管理工作人员都明白问题并没有从根本上得到解决。针对水质恶化的原因进行深入的分析可知,污水不达标以及脱水器运行不够稳定是造成这个问题的主要原因,而引发这两个问题的主要原因则是因为:首先,油田联合站污水处理站处理悬浮固体、水以及液油之间的分离有着很大的工作难度;其次是因为油田联合站作为一个密闭的系统,在采出液以及油污水处理的设备中,有着大量富含黑色硫化物的固体颗粒油污,处理工作难度大大的增加。
4油田联合站老化油脱水处理新工艺分析
4.1做好破乳剂选择和应用
当前破乳剂类型多,合理选择要考虑以下几方面。首先,低温环境下使用破乳剂脱水处理,要保证其处理效果良好。其次,破乳剂可以用于质变发生后的脱水处理,在原油性质发生转变的情况下,破乳剂可以适应发生了化學反应后的原油状态,实现脱水目标。使用破乳剂脱水处理中,由于其性质比较特殊,因此缺陷也比较明显,需要完成脱水几个小时候才体现处理,滞后性较强。使用破乳剂进行原油脱水,需根据实际生产环境、原油性质选择合适的处理方法,切实履行相关操作,严格根据制定的方案使用破乳剂,关键节点更要保证添加合理,控制好浓度、添加时机,保证工作效率、降低生产成本。
4.2工艺改进
联合站的原油处理工艺中,一级三相分离器的停留时间约为1h,二级脱水器停留时间约1h,三级沉降罐停留时间约14h,整个流程的处理时间16h。现场对工艺进行优化,通过将加药点从脱水器入口调整至三相分离器入口,增加了1h的破乳剂脱水时间。充分发挥三相分离器的破乳脱水作用,在三相分离器处切出大部分水,增加破乳剂与原油乳状液的混合处理时间,减小后续工艺的脱水压力。破乳剂优化和工艺改进后,能够降低破乳剂使用量,并使现场处理后原油达到含水率小于0.5%的外输标准。
4.3合理控制脱水温度
温度对原油脱水破乳影响很大,温度升高下会增加原油中沥青质和胶质的溶解,水滴相互碰撞下沉。温度逐渐升高,原油的粘度降低,水滴更易在油相中下沉。随着温度升高,分子运动更加激烈,破乳剂分子与原油更快速发生作用。只有保证化学脱水温度合适,才能保证破乳剂具备大活性,从而加快反应和脱水率。因此,在原油脱水过程中要保证相对恒定的温度,确保在破乳剂浓度不足的情况下,也可实现达到良好的油水分离效果。
4.4油田联合站污油热化学脱水工艺参数的确定
在进行处理的过程中,我们需要对污油热化学脱水处理工艺的参数进行有效的明确,从能够对污油脱水效果产生影响的主要原因进行研究,通过大量的技术经济对比以及实验研究,保障油田联合站污油热化学脱水系统工艺参数的科学性以及稳定性。随着温度的不断变化,污油污水之间的密度开始不断的变大,这在某种情况下会对油田联合站老化油处理工艺的顺利进行产生严重的影响,原油的黏度会大幅度的降低,缩短污油的沉降时间。当污油处于70℃以及80℃之间的情况下,尤其是在90℃的情况下,会出现很大的油水密度。在此时进行原油脱水有着十分良好的效果。但是若污油的温度过高,那么则会导致污油中出现较大的热损失,油田联合站炉负荷严重的增加,设备的投资情况也得到了增加。通过大量的实践以及实验我们能够明显的发现,选择脱水温度在70℃以及80℃之间是进行热油处理的最佳温度。经过对多种加药量的脱水效果进行对比可知,在70℃以及80℃之间的脱水温度情况下,应当优先选择40~80mg/L,在添加的处理剂的过程中,应当在炉前加油溶型破乳剂,在炉后添加水溶型破乳剂
结束语
通过油田生产能效综合评价指标体系,用量化的方式对油田能耗管理水平进行综合评价,满足了油田常态化对标管理的工作需求。在实践过程中,通过合理确定能效评价基准值,可方便快捷的定位能源利用的薄弱环节,实现对标先进找差距,对标指标找不足,为油田开展能效评价与管理提升提供指导依据。
参考文献
[1]解金良.稠油脱水工艺技术研究与应用[J].石化技术,2019,26(12):195-196.
[2]张明,尚超,平朝春,王春升,郑晓鹏,王海燕.海上油田平台三相分离器静电聚结改造及现场应用[J].中国海上油气,2019,31(06):143-147.
[3]王晶,徐超,呼文财,王欣.渤海某油田电脱水器中乳化液的防治[J].油田化学,2019,36(04):738-740+760.
[4]张天成.油田高含水期油气集输与处理工艺技术探讨[J].化工管理,2019(36):222.
[5]李虎.原油集输脱水处理工艺的优化[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(22):251-252.
关键词:油田联合站;老化油脱水;新工艺
引言
国内外各大油田逐渐进入勘探开发的中后期,油田采出液中通常含有较多的水,并且水中还会溶解大量的无机盐类和其他杂质,使原油以乳状液的形式存在,这不仅会对原油的物理化学性质产生影响,增大油水分离的难度,还会对原油的品质造成一定的影响,进而影响到原油后续的加工处理、储存以及运输等环节。因此对油田采出液进行油水分离是一项十分重要的工作。
1油田原油脱水概述
井下原油与水直接接触,采出的原油也伴有大量水,脱水中需在含水原油中注入破乳剂,沉降分离油和水。为保证原油含水量达标,在后沉降罐安装高压电极,从而在电场下降油水分离。外输原油要求其含水量在0.5%以下。原油中的水主要分为两种形态,即以水分子存在的游离水和以原油乳化液存在的乳化水。相对来说,分离游离水更加容易,通过油水沉降分离即可,乳化水则需破乳然后沉降分离。可以采用的原油脱水方法较多,可采取机械方式,不需经过化学反应即实现脱水目的。原油脱水方法较多,可以采取机械方式、化学脱水方法等。
2原油脱水机理
原油脱水主要原理是重力沉降分离,利用油气水的密度差,根据工艺需求将其分离,包括热化学脱水、电脱水、离心脱水、陶粒等分离方法,热化学是在一定温度下利用破乳剂吸附在油水界面膜上,降低油水界面张力,从而破坏乳状液的稳定性,改变乳状液的类型,达到油水分离的目的;电脱水是借助电场的作用,水乳状液中水由微滴聚结成大滴,再借油水密度差将水沉出;离心脱水主要利用离心力,油向轴心运动形成内旋油流核,水向器壁运行形成外旋水流环,油水分别由不同部位排出实现油水分离;陶粒脱水主要利用其表面亲水性,使水滴在陶粒表面聚结,在液体的剪切力下,水滴界面膜破裂聚结。
3该油田联合站老化油脱水处理新工艺的现状
现状某油田联合站污水处理系统最早建立与1995年的9月份,能够实现0.7×104m3/d,投入运行之后实际的污水处理量大约在0.43×104m3/d,产生的实际负荷为0.44×104m3/d,该油田联合站污水处理负荷率已经高达65%。经过了长时间的运行,到了2001年水质就开始出现恶化的情况,该油田联合站管理工作人员开始应用各种方式对污水处理系统进行治理,水质的处理效率虽然在很大程度上得到了改善,但是油田联合站管理工作人员都明白问题并没有从根本上得到解决。针对水质恶化的原因进行深入的分析可知,污水不达标以及脱水器运行不够稳定是造成这个问题的主要原因,而引发这两个问题的主要原因则是因为:首先,油田联合站污水处理站处理悬浮固体、水以及液油之间的分离有着很大的工作难度;其次是因为油田联合站作为一个密闭的系统,在采出液以及油污水处理的设备中,有着大量富含黑色硫化物的固体颗粒油污,处理工作难度大大的增加。
4油田联合站老化油脱水处理新工艺分析
4.1做好破乳剂选择和应用
当前破乳剂类型多,合理选择要考虑以下几方面。首先,低温环境下使用破乳剂脱水处理,要保证其处理效果良好。其次,破乳剂可以用于质变发生后的脱水处理,在原油性质发生转变的情况下,破乳剂可以适应发生了化學反应后的原油状态,实现脱水目标。使用破乳剂脱水处理中,由于其性质比较特殊,因此缺陷也比较明显,需要完成脱水几个小时候才体现处理,滞后性较强。使用破乳剂进行原油脱水,需根据实际生产环境、原油性质选择合适的处理方法,切实履行相关操作,严格根据制定的方案使用破乳剂,关键节点更要保证添加合理,控制好浓度、添加时机,保证工作效率、降低生产成本。
4.2工艺改进
联合站的原油处理工艺中,一级三相分离器的停留时间约为1h,二级脱水器停留时间约1h,三级沉降罐停留时间约14h,整个流程的处理时间16h。现场对工艺进行优化,通过将加药点从脱水器入口调整至三相分离器入口,增加了1h的破乳剂脱水时间。充分发挥三相分离器的破乳脱水作用,在三相分离器处切出大部分水,增加破乳剂与原油乳状液的混合处理时间,减小后续工艺的脱水压力。破乳剂优化和工艺改进后,能够降低破乳剂使用量,并使现场处理后原油达到含水率小于0.5%的外输标准。
4.3合理控制脱水温度
温度对原油脱水破乳影响很大,温度升高下会增加原油中沥青质和胶质的溶解,水滴相互碰撞下沉。温度逐渐升高,原油的粘度降低,水滴更易在油相中下沉。随着温度升高,分子运动更加激烈,破乳剂分子与原油更快速发生作用。只有保证化学脱水温度合适,才能保证破乳剂具备大活性,从而加快反应和脱水率。因此,在原油脱水过程中要保证相对恒定的温度,确保在破乳剂浓度不足的情况下,也可实现达到良好的油水分离效果。
4.4油田联合站污油热化学脱水工艺参数的确定
在进行处理的过程中,我们需要对污油热化学脱水处理工艺的参数进行有效的明确,从能够对污油脱水效果产生影响的主要原因进行研究,通过大量的技术经济对比以及实验研究,保障油田联合站污油热化学脱水系统工艺参数的科学性以及稳定性。随着温度的不断变化,污油污水之间的密度开始不断的变大,这在某种情况下会对油田联合站老化油处理工艺的顺利进行产生严重的影响,原油的黏度会大幅度的降低,缩短污油的沉降时间。当污油处于70℃以及80℃之间的情况下,尤其是在90℃的情况下,会出现很大的油水密度。在此时进行原油脱水有着十分良好的效果。但是若污油的温度过高,那么则会导致污油中出现较大的热损失,油田联合站炉负荷严重的增加,设备的投资情况也得到了增加。通过大量的实践以及实验我们能够明显的发现,选择脱水温度在70℃以及80℃之间是进行热油处理的最佳温度。经过对多种加药量的脱水效果进行对比可知,在70℃以及80℃之间的脱水温度情况下,应当优先选择40~80mg/L,在添加的处理剂的过程中,应当在炉前加油溶型破乳剂,在炉后添加水溶型破乳剂
结束语
通过油田生产能效综合评价指标体系,用量化的方式对油田能耗管理水平进行综合评价,满足了油田常态化对标管理的工作需求。在实践过程中,通过合理确定能效评价基准值,可方便快捷的定位能源利用的薄弱环节,实现对标先进找差距,对标指标找不足,为油田开展能效评价与管理提升提供指导依据。
参考文献
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[4]张天成.油田高含水期油气集输与处理工艺技术探讨[J].化工管理,2019(36):222.
[5]李虎.原油集输脱水处理工艺的优化[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(22):251-252.