姬六聯(lián)合站原油處理系統(tǒng)優(yōu)化探討

彭博　梁玉春　齊琳　蘇鳴月

【摘要】為適應(yīng)油田低油價(jià)下降本增效和精細(xì)管理的新常態(tài)，對(duì)聯(lián)合站的生產(chǎn)運(yùn)行提出了更高的要求。針對(duì)姬六聯(lián)合站生產(chǎn)運(yùn)行中的問(wèn)題，有必要對(duì)運(yùn)行現(xiàn)狀及影響運(yùn)行的因素進(jìn)行分析，對(duì)站內(nèi)原油處理系統(tǒng)的工藝流程提出優(yōu)化改造思路，達(dá)到核心參數(shù)平穩(wěn)、自動(dòng)化程度高的目的，最終實(shí)現(xiàn)聯(lián)合站邊進(jìn)邊輸，降低運(yùn)行成本，減少人員勞動(dòng)強(qiáng)度。

【關(guān)鍵詞】聯(lián)合站；三相分離器；工藝流程；自動(dòng)化

一、緒論

油田聯(lián)合站運(yùn)行是集原油計(jì)量、油水分離、污水處理、采出水回注和原油外輸?shù)榷鄠€(gè)工藝流程為一體的綜合性生產(chǎn)過(guò)程，主要包括原油脫水、污水處理、注水等工藝環(huán)節(jié)。而原油脫水處理作為油田集輸?shù)闹行沫h(huán)節(jié)更是值得關(guān)注。為適應(yīng)油田低油價(jià)下降本增效和精細(xì)管理的新常態(tài)，對(duì)聯(lián)合站的生產(chǎn)運(yùn)行提出了更高的要求。因此有必要從流程參數(shù)優(yōu)化、提高自動(dòng)化運(yùn)行水平等方面入手，保證聯(lián)合站核心參數(shù)平穩(wěn)受控，提高運(yùn)行效率，降低運(yùn)行成本，減小人工勞動(dòng)強(qiáng)度。

二、姬六聯(lián)原油處理系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀

姬六聯(lián)合站是長(zhǎng)慶油田采油九廠劉峁塬作業(yè)區(qū)的一座聯(lián)合站，設(shè)計(jì)處理能力30×10⁴噸/年，目前平均年處理原油17.3×10⁴噸，平均日處理液量897m³/d，來(lái)液平均含水40%，外輸含水0.03%。姬六聯(lián)合站主要接收劉峁塬作業(yè)區(qū)上游4個(gè)增壓點(diǎn)和1個(gè)卸油臺(tái)的來(lái)液，承擔(dān)原油加熱、集中脫水處理、外輸、采出水處理及回注等任務(wù)。

三、姬六聯(lián)原油處理系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

（一）凈化油罐出口鶴管應(yīng)用良好

2015年，在對(duì)上游站點(diǎn)流程優(yōu)化（外輸泵以小換大改造、脫水站投用、23轉(zhuǎn)流程反輸）基礎(chǔ)上，在3#凈化油罐加裝外輸出口鶴管，實(shí)現(xiàn)凈化油罐連續(xù)輸油。連續(xù)輸油后，外輸含水保持穩(wěn)定（0，03%），取消了倒罐和取樣，節(jié)約了倒罐泵電費(fèi)（2.41萬(wàn)元/年）。目前3#凈化油罐只需要每周排2-3方明水。

（二）沉降罐開式流程呼吸損耗大

姬六聯(lián)的沉降罐溫度為46～48℃，由于沉降罐一直接收三相分離器的來(lái)液，機(jī)械呼吸閥基本為常開狀態(tài)，部分油氣溢出造成原油的損耗。

只要保持三相分離器進(jìn)液量在40m³/h以下，控制溫度、加藥量、進(jìn)口壓力平穩(wěn)，三相出口原油含水就可保持在0.03%以下。因此，原油二次進(jìn)入沉降罐處理已經(jīng)沒必要

（三）數(shù)字化和自動(dòng)化

姬六聯(lián)目前采用SCADA系統(tǒng)進(jìn)行站內(nèi)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制，基本實(shí)現(xiàn)了站內(nèi)重要生產(chǎn)參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、歷史查詢、預(yù)警報(bào)警。2015年由于增壓點(diǎn)含水分析儀、邊進(jìn)邊輸?shù)墓に囘\(yùn)用，減小了化驗(yàn)的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了化驗(yàn)崗3人。

但是目前SCADA缺少自動(dòng)化控制應(yīng)用，如參數(shù)自動(dòng)控制、設(shè)備自動(dòng)啟停等。

外輸含水、三相分離器出口含水是原油處理過(guò)程中的核心參數(shù)，目前只能通過(guò)人工取樣做樣來(lái)監(jiān)測(cè)。人工取樣一是無(wú)法做到連續(xù)監(jiān)測(cè)，為生產(chǎn)分析提供相關(guān)分析依據(jù)；二是人工取樣做樣大大增加了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了生產(chǎn)效率。

三相分離器油水室旁通閥門靠手工操作，緊急情況無(wú)法及時(shí)得到處理。當(dāng)三相分離器由于進(jìn)液量大、浮球閥失靈等原油造成油室、水室液位快速上升時(shí)，目前通過(guò)人工監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)后手工去打開油室、水室旁通。但如果由于監(jiān)測(cè)、油水室旁通關(guān)閉不及時(shí)，就會(huì)造成油室進(jìn)水或者水室進(jìn)油，嚴(yán)重影響三相分離器的正常運(yùn)行。

目前加熱爐混合油加熱進(jìn)出口，外輸油加熱進(jìn)出口壓力通過(guò)機(jī)械壓力表現(xiàn)場(chǎng)查看，存在安全隱患。三相加熱爐混合油加熱進(jìn)出口、外輸油加熱進(jìn)出口的壓力是監(jiān)測(cè)加熱爐盤管有無(wú)泄漏、堵塞的有效手段，但是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)械壓力表監(jiān)測(cè)不具備實(shí)時(shí)性，當(dāng)發(fā)生事故時(shí)不能保證在第一時(shí)間被發(fā)現(xiàn)。

四、姬六聯(lián)原油處理系統(tǒng)優(yōu)化建議

（一）三相分離器一級(jí)脫水，實(shí)現(xiàn)邊進(jìn)邊輸

據(jù)前期統(tǒng)計(jì)表明，在進(jìn)液溫度、加藥量控制平穩(wěn)的前提下，只要三相分離器的瞬時(shí)進(jìn)液量小于45m³/h，三相分離器的油室出口含油可以控制在0.03%以下。通過(guò)在油室出口加裝含水分析儀，在沉降罐和3#凈化油罐進(jìn)口加裝電動(dòng)閥，并將含水信號(hào)和電磁閥導(dǎo)人SCADA系統(tǒng)。當(dāng)油室出口含水低于0.03%，沉降罐進(jìn)口電磁閥關(guān)閉、3#凈化油罐進(jìn)口電磁閥打開：當(dāng)油室出口含水高于0.03%，沉降罐進(jìn)口電磁閥打開、3#凈化油罐進(jìn)口電磁閥關(guān)閉，原油經(jīng)過(guò)沉降罐二次脫水進(jìn)入3#凈化油罐外輸。改造后，將減少沉降罐的油氣揮發(fā)損耗。

（二）改變一臺(tái)加熱爐啟停爐控制參數(shù)

目前混合油進(jìn)加熱爐后的溫度靠媒水溫度調(diào)節(jié)，當(dāng)設(shè)置為某一溫度時(shí)，受來(lái)液量不穩(wěn)定影響溫度，混合油出加熱爐溫度控制平穩(wěn)難度大。改造后將加熱爐的運(yùn)行模式由媒水溫度控制啟、停爐改為用混合油出口溫度控制啟、停爐，改造時(shí)只需將混合油出口原有溫變信號(hào)接入加熱爐控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)混合油出口溫度的穩(wěn)定控制。

（三）提高數(shù)字化和自動(dòng)化控制水平

針對(duì)聯(lián)合站凈化油含水靠手工做樣，無(wú)法及時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)的問(wèn)題，建議在兩具三相分離器油室出口和外輸計(jì)量間加裝低含水自動(dòng)含水分析儀，接人SCADA系統(tǒng)時(shí)間實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，減小工取樣勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)含水?dāng)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

三相分離器油水室旁通的電動(dòng)閥門接入SCADA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開啟和關(guān)閉。將兩具三相分離器油室出口和水室出口的電動(dòng)閥接SCADA系統(tǒng)，設(shè)置電動(dòng)閥打開和關(guān)閉時(shí)對(duì)應(yīng)的液量，當(dāng)油、水室液位達(dá)到液位上限設(shè)置值時(shí)，旁通電動(dòng)閥自動(dòng)打開，降低液位；液位降低到液位下限設(shè)定值后，旁通電動(dòng)閥自動(dòng)關(guān)閉。

目前破乳劑通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)排量的計(jì)量泵進(jìn)行破乳劑投加，但受上游來(lái)液量波動(dòng)的影響，瞬時(shí)加藥濃度不能保持穩(wěn)定，影響化學(xué)破乳效果。通過(guò)微控器根據(jù)來(lái)液量的變化驅(qū)動(dòng)變頻器，控制加藥泵實(shí)現(xiàn)變頻加藥，使加藥濃度保持恒定。在此基礎(chǔ)上，可在確保外輸含水合格基礎(chǔ)上，嘗試優(yōu)化破乳劑加藥濃度，節(jié)約加藥成本。

五、結(jié)論

為了保證原油系統(tǒng)平穩(wěn)、高效運(yùn)行，有必要對(duì)原油處理系統(tǒng)的種種因素加以分析，在生產(chǎn)過(guò)程中需要合理控制各項(xiàng)參數(shù)、優(yōu)化地面工藝，以便找出應(yīng)對(duì)措施，將從以下幾個(gè)方向努力。

（一）提高油水分離效果：流程優(yōu)化，控制三相分離器進(jìn)液量、溫度、加藥量平穩(wěn)

（二）提高數(shù)字化和自動(dòng)化水平：含水分析儀的使用，SCADA系統(tǒng)的自動(dòng)化控制

（三）降低運(yùn)行成本：流程優(yōu)化減少倒罐泵的使用，破乳劑的濃度優(yōu)化