原油集输脱水处理工艺的优化分析

来源 :油气·石油与天然气科学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liutengyun
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  摘要:现阶段我国油田主要采用注水采油工艺,作为主要的采油工艺措施,同时受到油藏地质环境因素影响,原油多为含水化合物。原油中水的存在形式较多,但主要分为两种 :其一,为游离状态下存在的水,可以直接通过沉降罐脱水工艺进行分离处理,脱水方法较为简单。其二,为乳化液成分,对此类原油含水分离,需要进行破乳工艺,破坏油、水的乳化结构,从而实现油水分离施工。
  关键词:原油;集输;脱水;工艺;优化
  沉降分离工艺是现阶段油田应用最为广泛的脱水工艺之一,是一种物理脱水工艺。通过利用油水的物理密度差异,实现油水分离。一般通过沉降罐设备完成施工,在实际的脱水工艺中,为了提高脱水速度和脱水效率,一般在沉降罐中添加破乳剂,从而实现油水破乳,配合高压电场,完成对乳化状态下油水的分离作用,乳化油水化合物在电场作用下,会发展电泳聚结的现象,形成带电水滴,并逐渐增加重点,最终依靠沉降法完成对乳化水的分离。
  电脱水工艺是继沉淀脱水法、破乳脱水法后的全新的脱水工艺,配上上述两种脱水工艺,可以全面提高脱水效果。电脱水是通过加压设备,建立高压交直流电场,配合破乳剂实现高效破乳工作。
  1.原油脱水处理工艺技术措施
  1.1原油的热化学脱水工艺技术措施
  对乳化状态下含水原油的脱水工作,一般采用热化学的脱水工艺,首先在含水原油中添加化学破乳剂,并通过加压设备促使原油在管道设备中流动,加入掺水原油与破乳剂的接触,加速化学破乳过程。在原油进入地面站点之前,完成油、气、水的三相分离工作。分离部分的含油污水对其进行进一步的净化处理,形成符合相关标注的生产用水,重新注入到油层中,实现水能源的高效利用,并提高水驱油的效率。针对较高含水的原油,需要增加三相分离处理设备,进行初步处理,在含水量符合上述工艺需求时,进行热化学脱水。
  1.2原油脱水工艺技术优化
  首先,但在实际的脱水工艺中,由于原油中含有大量的机械杂质,对脱水工艺造成一定影响,同时会造成脱水设备的机械故障,并加速了设备的腐蚀磨损,严重降低了设备的使用寿命。因此,应增加原油机械杂质过滤设备和处理工艺,对原油进行初步的净化处理后,进行脱水处理,从而全面提高脱水工艺安全。其次,原油中游离水含量较高,应加强游离水脱离效率,充分利用原油高含水特点,解决油田开发后期油田高含水的问题。最后,应建立全面的脱水设备监察体系,安装对应的传感器设备,对设备的运行参数进行全面检测,及时发现设备运转异常情况,降低脱水工艺的操作风险。
  2.降低原油脱水处理成本的措施
  2.1选择不加热的油水分离工艺技术措施
  在我国油田原油脱水处理工作中,一般采用加热的方式提高破乳效果以及游离水脱离效果,从而提升脱水效率。但加热成本极高,燃料消耗量十分巨大,造成了一定的资源浪费,相比起效率提升作用得不偿失。因此在处理工序中,应充分利用原有自身能量,提高油水分离效果,放弃加热处理工艺,降低原油脱水成本。
  油田生产过程中,将油井产物通过油气分离后,将含水原油注入到沉降罐中,经过一定的停留时间,油水分层,油轻在上层,而水重则在下层。通过出口分别输出油和水。经过沉降分离,只能分离出游离水和部分已经破乳的乳化水,而大量的乳化水很难通过沉降分离的方式除去。
  2.2选择最佳的化学破乳剂
  在热化学脱水过程中,破乳剂是主要的成本组成部分,破乳剂的选择直接决定脱水效果和脱水成本,在破乳剂的选择及保障破乳效果的同时,应最大限度降低采购成本,选择适当的破乳剂产品,完成脱水工作。现阶段油田使用的破乳剂产品是一种提高原油表面活力的化学制剂。在注入油水化合物后,全面提高油水接触面的活性,降低原油表面张力,从而实现油水分离。根据破乳剂的工作原理,破乳剂的质量受气表面活性提高效果,以及油水分离效果决定。不同的破乳剂类型适用于不同的含水原油分离,应根据实际的生产情况选择适当的破乳剂类型,从而提升破乳效率和效果,也降低了脱水成本。
  根据前文所述,化学脱水工艺中,加热成本较高,应选择非加热的脱水工艺模式。因此在破乳劑的选择中,应该充分考虑破乳剂在低温条件下的破乳脱水效果,从而满足脱水工艺节能减耗革新主题。其次应加强对破乳剂的科研攻关,解决破乳剂的滞后性,让破乳剂进入原油中,即可实现破乳效果,降低破乳延迟从而更好的控制破乳剂的注入量,实现对破乳工艺的精密控制。
  在进行化学脱水时,应加强工作人员的岗位操作水平,提高岗位工作人员对破乳剂成分以及使用效果的知识培训,从员工角度提高对破乳剂用量的精确控制能力。从根本上解决油水分离过程中的安全隐患问题。并强化破乳剂的注入浓度和注入合计,普及端点加药的方式,满足原油脱水的经济性需求。
  最后,破乳剂类型的选择也应该充分参考油田的生产现场,制定差异化、定制化的破乳剂注入浓度以及加注时机,确保破乳效果。同时又有助于控制加药成本。
  2.3优化设计原油脱水工艺流程
  原油脱水工艺水平也对原油脱水效果以及脱水成本有直接的影响。因此应对油水工艺进行优化,提高其工艺合理性,降低没有必要的能源效果,提高其能源利用效率,并充分提高对自然能量的利用。
  首先,在油水分离工作开始之前,应对油水混合物的成分进行化验分析,确定其含水量,并制定对应的预处理方法,对脱离用水应建立再利用措施,从而提高水资源利用效果,降低生产成本。
  其次,应对设备的使用时间以及泵机组的应用频次进行合理化控制。从而实现对电能的合理化控制,并增加设备使用时间,降低设备故障发生概率。
  再次,应对油气技术处理工艺流程进行升级改造,革新三相分离的工艺,选择更为高效的油气水三相分离器,并加强电脱水设备的普及建设。
  2.4优化电脱水工艺技术措施
  根据前文所示,点脱水工艺是较为先进的脱水工艺之一,通过利用交直流电场,让原油中含水带电,形成带电水滴,并通过震荡聚合的方式,实现电能脱水。对该工艺的节能优化应以降低设备电能消耗作为核心目的,通过对工艺的对应优化措施,提高电脱水效率。首先,应从电脱水设备本身进行优化,选择符合设备性能需求的低功耗电极板,在水器中形成稳定的电场,从而实现稳定的电脱水流程。
  其次,为了保证电脱水器安全平稳运行,优化电脱水器的结构组成。加强对脱水器工作过程中各项参数的检测工作,实时对参数进行调整,确保脱水工艺设备的合理化运行,精密化控制设备功率,避免造成功率浪费。最后在低含水原油进入到电脱水器之前,进行加热处理,提高混合物的温度,促使水分子活跃起来,为电脱水奠定了基础。同时在进入电脱水器之前,加注适当的化学破乳剂,将乳化油的强度削弱,方便油水的彻底分离。同时应注入对加热温度的控制,避免异味追求高温加热,应充分考量加热成本和电脱水效率提升之间的关系,选择最优的加热方案,避免因加热问题造成资源浪费。
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