仰角式預(yù)分水裝置在高含水油田的研究與應(yīng)用

鄭亞妮

摘要：為克服綜合含水上升帶來(lái)的井口高回壓和聯(lián)合站分離器脫水指標(biāo)變差的難題，在高溫采出液脫水回?fù)郊夹g(shù)應(yīng)用成功基礎(chǔ)上，針對(duì)河南油田采油一廠特高含水采出液，開(kāi)展預(yù)分水工藝技術(shù)研究，當(dāng)分水比例≦40%時(shí)，仰角式預(yù)分水設(shè)備能在10min內(nèi)完成對(duì)高含水原油（含水≥90%）的預(yù)分水和污水凈化，出水含油≤50mg/L;經(jīng)過(guò)濾后，水質(zhì)指標(biāo)能滿(mǎn)足雙河區(qū)回注指標(biāo)要求（oil：10mg/L，SS：10mg/L）;裝置的投資僅為同等處理效果裝置的1/3;運(yùn)行成本僅為聯(lián)合站污水處理成本的1/3。該技術(shù)能有效解決對(duì)低油價(jià)下節(jié)能降耗具有顯著效果，且滿(mǎn)足高含水油田簡(jiǎn)化工藝、節(jié)約投資、降低能耗和運(yùn)行成本的急需，為下步規(guī)?；F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：高含水;預(yù)分水器; 聚結(jié)填料; 分水率; 降耗

河南油田采油一廠目前處于特高含水開(kāi)發(fā)后期，綜合含水高達(dá)96%左右，高含水采出液集輸系統(tǒng)多采用二級(jí)及三級(jí)布站的方式，采出液進(jìn)入聯(lián)合站進(jìn)行油水分離，分離后的污水經(jīng)污水站集中處理后再返輸回配水間進(jìn)行增壓回注。但隨著油田進(jìn)入高含水期，需要處理和回注的污水量增加，污水往返輸送的能耗也進(jìn)一步增加;此外，大量的污水也給已有的地面集輸及處理系統(tǒng)帶來(lái)系列問(wèn)題：一是原有集輸管網(wǎng)輸送能力有限，不能滿(mǎn)足輸量要求;二是聯(lián)合站處理負(fù)荷增加，處理效果變差，如需達(dá)到處理標(biāo)準(zhǔn)，需增加設(shè)備或加大加藥量、沉降溫度，導(dǎo)致處理成本增加。

針對(duì)這樣的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)應(yīng)用集預(yù)分水、污水處理功能于一體的預(yù)分水短流程處理技術(shù)及裝置，在井場(chǎng)、分壓泵站或接轉(zhuǎn)站等選采出液相對(duì)匯集、又有資源可依托的站點(diǎn)實(shí)施預(yù)分水，把部分污水分離出來(lái)實(shí)現(xiàn)就地處理達(dá)標(biāo)回注，低含水原油輸送至聯(lián)合站集中處理，有效減輕集輸管網(wǎng)及聯(lián)合站負(fù)荷，節(jié)約能耗。本文主要介紹預(yù)分水工藝，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)，對(duì)裝置的預(yù)分水凈化效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.預(yù)分水系統(tǒng)

2.1預(yù)分水裝置

預(yù)分水系統(tǒng)由仰角式預(yù)分水器和耐污染精細(xì)過(guò)濾裝置組成，仰角式預(yù)分水器主要由分離罐、采出液進(jìn)口、入口分液管、油相出口、水相出口、油堰板、水堰板和聚結(jié)填料等構(gòu)件組成，利用斜管重力沉降、聚結(jié)、淺池理論，可實(shí)現(xiàn)高含水原油的預(yù)分水和污水凈化，出水oil、SS均≤50 mg/L;耐污染精細(xì)過(guò)濾裝置包括精細(xì)過(guò)濾罐、反洗系統(tǒng)等，出水oil、SS均≤10mg/L、粒徑中值≤3μm。

2.2 工藝流程

預(yù)分水工藝流程為：井排來(lái)液→仰角式預(yù)分水器→緩沖罐→精細(xì)過(guò)濾罐→出水。

2.3技術(shù)參數(shù)

仰角式預(yù)分水器：進(jìn)液含水﹥90%;工作壓力0.2-1.0MPa;分離器長(zhǎng)徑比10 ～15;入口分液管縱向位置：0.5D;布液管孔徑1.5 ～ 2.5cm，孔間距取值為3.0d;仰角12～15°;進(jìn)口（出口）流速≦1m/s。

精細(xì)過(guò)濾罐：進(jìn)口含油≤20～60mg/L;進(jìn)口含懸浮物≤10～30mg/L;工作壓力≤0.2MPa;反洗周期24h;設(shè)計(jì)處理能力100m³/（h·臺(tái)）;反洗強(qiáng)度7.5L/（s·m²）。

3.裝置的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

3.1現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

在距離聯(lián)合站偏遠(yuǎn)的40^#計(jì)量站進(jìn)行試驗(yàn)，采出液含水率96%、聚丙烯酰胺含量527.1mg/L、表活劑含量103.5mg/L，為三元復(fù)合驅(qū)采出液;現(xiàn)場(chǎng)井排來(lái)液溫度為52℃，原油平均密度0.869g/cm³，平均含水97%左右。試驗(yàn)過(guò)程中，井排來(lái)液帶壓進(jìn)入仰角式預(yù)分水器進(jìn)行預(yù)分水，分出的低含水原油進(jìn)入集輸干線(xiàn)輸送至聯(lián)合站集中處理;預(yù)分出污水先進(jìn)入緩沖罐短暫沉降，再進(jìn)入精細(xì)過(guò)濾罐，經(jīng)凈化處理后輸往站上注水系統(tǒng)，過(guò)濾罐內(nèi)濾料為核桃殼。

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，來(lái)液加藥量為20mg/L，進(jìn)口工作壓力0.6MPa，當(dāng)分水比例40%時(shí)，仰角式分離器脫出污水含油49.8mg/L，精細(xì)過(guò)濾器出口含油9.2mg/L，機(jī)雜9.7mg/L;當(dāng)分水比例30%時(shí)，仰角式分離器脫出污水含油32.2mg/L，精細(xì)過(guò)濾器出口含油7.1mg/L，機(jī)雜8.4mg/L;當(dāng)分水比例20%時(shí)，仰角式分離器脫出污水含油29.7mg/L，精細(xì)過(guò)濾器出口含油6.9mg/L，機(jī)雜5.6mg/L。

3.2效益分析

（1）占地與投資對(duì)比：以雙河40^#站采出液為處理對(duì)象，處理液量12000m³/天，分出污水5000m³/天，污水含油小于50mg/L。若達(dá)到此污水指標(biāo)，只有選擇三相分離器，仰角式預(yù)脫水器或大罐沉降，因大罐沉降不密閉壓力損失等原因不再考慮。若選擇四臺(tái)三相分離器，其有效容積應(yīng)該在85-90方，水相容積在60-65方，這樣規(guī)模的三相分離器加上相應(yīng)配套應(yīng)在480萬(wàn)左右;若選擇仰角式預(yù)脫水器，設(shè)備容積只需要20方就可以達(dá)到相應(yīng)的效果，加上其儀表控制相對(duì)簡(jiǎn)單，總投資在160萬(wàn)左右。

（2）運(yùn)行成本對(duì)比：預(yù)分水處理成本包括油氣處理過(guò)程和污水處理過(guò)程，費(fèi)用包括藥劑、電費(fèi)，共計(jì)0.52元/m³，聯(lián)合站污水處理成本為1.56元/m³。

4、結(jié)論

（1）當(dāng)分水比例≦40%時(shí)，加藥量與現(xiàn)場(chǎng)保持一致，仰角式預(yù)分水設(shè)備能在10min內(nèi)完成對(duì)高含水原油（含水≥90%）的預(yù)分水和污水凈化，出水含油≤50mg/L。經(jīng)過(guò)濾后，水質(zhì)指標(biāo)能滿(mǎn)足雙河區(qū)回注指標(biāo)要求（oil10mg/L，SS10mg/L），為下步規(guī)?；F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

（2）處理成本低，僅為聯(lián)合站處理成本1/3，對(duì)低油價(jià)下節(jié)能降耗具有顯著效果。滿(mǎn)足高含水油田簡(jiǎn)化工藝、節(jié)約投資、降低能耗和運(yùn)行成本的急需。

（3）仰角式預(yù)分水器集目前聯(lián)合站 “三相分離器+預(yù)除油罐+沉降罐”等污水處理功能于一體，縮短工藝流程，減少集輸管網(wǎng)中的污水循環(huán)量和聯(lián)合站三相分離器的處理液量，有效解決綜合含水上升帶來(lái)的井口高回壓和聯(lián)合站分離器脫水指標(biāo)變差的難題。

參考文獻(xiàn)

[1]黨偉，胡長(zhǎng)朝，王莉莉.等.一體化預(yù)分水裝置在高含水油田的應(yīng)用[J].技術(shù)縱橫，2016，35（1）：91-93.