原油脱水工艺优化研究

原油脱水工艺优化研究

刘智伟

江汉油田分公司清河采油厂 山东寿光 262714

摘 要：八面河油田联合站原油脱水工艺随着油田开发深入，形成了一套适合自身的脱水工艺技术,但是随着油田经营开发方式的转变，原脱水工艺高能耗运行问题突出，已不具有适应性。本文通过分析脱水工艺流程，找出高能耗节点，提出了工艺优化措施，采用高效油气水分离器低温预分水+大罐沉降脱水，配套大罐浮动出油工艺，可以降低联合站原油脱水运行成本，助力油田开发提质增效。

关键词：原油脱水；低温预分水；沉降脱水；浮动出油

1. 工艺现状

八面河油田原油脱水工艺主要采用二级脱水工艺流程，首先在接转站经高效油气水分离器一次预分水，将外输联合站原油含水率降至70%-80%，管输至联合站进行二次脱水，并在接转站输油管道中投加化学破乳剂，延长破乳脱水时间。联合站二次脱水采用高效油气水分离器高温预分水(分离器内部设置蒸汽加热盘管)+大罐沉降+热化学脱水工艺，脱水后原油含水率≤1％，脱水效果良好。沉降罐配套抽底水流程进1#污水罐后至注水处理站。为确保外输原油含水合格，配套建有循环脱水工艺流程，当沉降罐脱水不达标时，可启动循环脱水流程，沉降罐内原油经循环泵-加热炉再次升温沉降脱水。

二、油气水分离工艺

八面河油田油藏类型多，原油属普通稠油一类，目前联合站主要采用高效油气水分离器进行一次分水，一次脱水后原油含水率降低至4%左右，正常运行过程中一般小于8%，低含水原油进入沉降罐进行热化学沉降再脱水，达到外输交油含水≤1.5%的指标。高效油气水分离器在重质低粘原油及重质高粘原油、伴生气、水及砂混合物的分离方面具有很好的分离效果，同时设备压力、液位及油水界面自动控制，实现了生产信息化管理提升。

分离器结构：高效油气水砂分离器主要由预脱气室、分离区和油室三部分组成，内部设计有旋流分离筒、捕雾器、波纹填料、隔板、蒸汽盘管、冲砂管、集砂包等构件，配套有信息化油水界面控制仪、油室液位远传，油水电动调节阀等，实现了信息化管理，自动化控制。

工艺原理：重质油气水混合物进入高效油气水分离器气液预分离区，经旋流分离及重力作用脱出大部分原油伴生气，脱出气体经集气包捕雾器进入气管网，剩余未脱出气体经分离区两级聚结整流填料处理后脱出，在上部气相空间经集气包丝网捕雾器脱除气体中粒径≥10µm的液滴，前后部两次脱出的气体汇合后进入地面气管网。气液分离区分离出的液体进入油水混合区，经两级聚结整流填料处理后，重质原油上浮进入油相空间，经蒸汽盘管加热使油温升至乳化油脱水所需要的温度，在后部空间脱除剩余水，低含水原油翻过隔板进入油缓冲室经油出口流出设备。分离污水重力下沉，经分离设备底部水出口流出设备。分离出的砂经集砂包排砂口流出分离设备。

主要技术指标：重质原油进口含水：15-90%；出口原油含水：≤5%；出口污水含油：≤300mg/l；出口气体含油量：≤0.05g/m3；砂脱除率：≥90%；气体脱出率≥95%。

三、计量工艺配套

为准确、及时掌握油田及分区产量状况，制定下步生产措施，联合站每台高效分水器均配套建设了原油计量设备，目前主要在高效分离器油出口管线安装双转子流量计计量各接转站来液脱水后的油量体积，配套在管线安装在线含水监测仪和人工便携式快速含水测试仪进行含水分析测量，并通过温度、体积修正公式，按标准计量分区油量，形成了一套分线计量系统，信息化配套不完善情况下，人工取样每4小时计量一次油量，累计24小时为1天油量。分线计量系统的建立，可以及时掌握油田分区产量情况，对油田生产决策具有重要指导意义。随着信息化应用提升，油井示功图量油计产技术的应用，从联合站到井口的信息化计量和联合站高效分离器运行需要整体优化考虑。

四、 脱水工艺优化

八面河油田联合站原油脱水工艺为二级脱水工艺流程，是随着油田地质开发逐步建立配套完善的脱水技术，目前工艺上可以满足原油脱水要求，但是该脱水工艺存在高耗能及设备维护费用高的问题，在油田经营开发方式以产量为中心向效益开发转变形势下，不符合油田提质增效降本开发要求，制约着油田效益开发，不具有适应性，需要优化。

1、工艺流程优化

依托联合站已建高效油气水分离器，脱水工艺采用高效油气水分离器低温预分水+加热炉升温+大罐沉降+浮动出油工艺，工艺流程为进站来液进高效油气水分离器进行预分水后进入加热炉加热至80℃，然后进入沉降罐进行沉降脱水，3#、4#沉降罐并联运行且均设置浮动收油装置，沉降至含水率≤1％时，经外输泵增压换热器升温外输交油，5#、6#沉降罐可改为储油罐。

2、分离器运行优化

随着生产信息化改造，油井示功图量油计产技术的应用，建立油田井口功图计量、集输节点计量、联合站分线计量三级计量监控网络，为区块产量监控、干线输量异常报警、日常油井分析等工作提供数据支撑十分必要，但是依托联合站高效分离器配套计量仪表建立分区产量监控势必造成设备设施的增加，增加工人劳动强度。近两年新型油水混合计量技术的试点应用取得成效，通过在接转站输油干线应用油水分析质量流量计使分区计量节点前移，监控区块产量变化，因此可以优化联合站高效油气水分离器运行，减少设备运行数量，降低运维成本，下步生产信息化平台搭建分线计量模块后，即可实现信息化远程监控。

联合站原油脱水工艺优化改造，高效分水器高温预分水+大罐化学沉降优化为高效分水器低温预分水+加热炉升温+大罐沉降浮动出油工艺，可以减少分离污水无效升温，降低联合站脱水耗气，可节约耗气，同时配套计量工艺信息化，优化高效分离器运行，可减少2台分离器运行，降低运维成本和人力资源配置，降本增效显著。

五、结论及认识

（1）八面河油田联合站原油脱水工艺可以满足油田开发要求，但存在运行能耗高的问题，不适应目前油田效益开发方式。

（2）通过优化联合站原油脱水工艺流程，采用高效油气水分离器低温预分水+大罐沉降+浮动出油工艺，可以使高含水加热改变为低含水加热，避免回注污水无效升温，降低联合站脱水运行能耗。

（3）依托信息化计量工艺配套，可以优化高效分离器运行，减少设备数量和操作人员，降低运维成本。

参考文献：

[1]油田油气集输设计技术手册．石油工业出版社，1994。

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