超稠油集輸處理工藝綜述

付玉亮 李德選中原油田分公司中原石油工程設計有限公司

超稠油集輸處理工藝綜述

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內(nèi)蒙探區(qū)幅員遼闊、油氣資源豐富、勘探程度低，是中原油田重要的油氣資源接替戰(zhàn)場。內(nèi)蒙古探區(qū)原油物性差、含氣量低，屬于典型的稠油區(qū)塊。稠油集輸工藝包括：單井拉油工藝、單管加熱集輸工藝、摻稀降黏集輸工藝、熱源伴熱集輸工藝。稠油集中脫水處理工藝包括兩段熱化學沉降脫水工藝、熱化學沉降與電化學兩段脫水工藝、一段熱化學靜止沉降脫水工藝。

超稠油；集輸；脫水；工藝

內(nèi)蒙古探區(qū)位于河北省、內(nèi)蒙古自治區(qū)和寧夏自治區(qū)境內(nèi)，東西跨度2400km，有查干、白音查干、寧夏永利、二連新區(qū)等22個探礦權區(qū)塊，總面積37075km2，資源量近6×108t。2009年以來內(nèi)蒙古探區(qū)累計探明石油地質儲量1871.4×104t，控制石油地質儲量2076.51×104t，預測石油地質儲量2838.42×104t，已建成10×104t原油生產(chǎn)能力。內(nèi)蒙古探區(qū)幅員遼闊、油氣資源豐富、勘探程度低，是中原油田重要的油氣資源接替戰(zhàn)場。

1 內(nèi)蒙古探區(qū)稠油物性分析

內(nèi)蒙古探區(qū)毛8塊（稠油）原油黏度（50℃）1805mPa·s，原油密度（20℃）0.9424g/cm3，瀝青含量8.21%，含蠟量1.67%，膠質含量17.36%。達9塊（超稠油）原油黏度（50℃）> 100×104mPa·s，原油密度（20℃）0.9542g/cm3，凝固點50～67℃，膠質含量30.17%～49.85%，硫含量0.63%～1.18%，地層水礦化度110069mg/L，水型Na2SO4。錫14塊（超稠油）原油黏度（51℃）17.3×104mPa·s，原油密度0.9798g/cm3，含瀝青10.6%，膠質含量42.4%。毛1塊（稠油）原油黏度2500mPa·s，原油密度0.9498～0.9785g/cm3，膠質含量33.1%，含蠟量2.8%，凝固點20℃。

從上述各個區(qū)塊的原油物性可以看出，內(nèi)蒙古探區(qū)屬于稠油或超稠油范疇。由于稠油品種較多，密度大、黏度高、膠質含量多、流動性差，相對而言集輸處理難度加大。應根據(jù)各個區(qū)塊原油物性特征、地面自然條件采用不同的集輸工藝流程。

2 稠油集輸工藝

（1）單井拉油工藝。開發(fā)初期，地面集輸多采用單井拉油工藝。單井拉油工藝主要由高架式或地面敞口油罐、電加熱器、拉油罐車組成。關鍵工藝設備是井場儲油罐，該類儲油罐是一個多功能的集液裝置，能實現(xiàn)集液、加熱、分離、儲存于一體，目前主要有燃煤式和燃氣式兩種多功能集液裝置。燃煤式多功能集油罐為長方形鋼板結構，罐外部設保溫層，罐頂部設量油口，罐一端下部設放油口和放水口，另一端設燃煤自動漏渣式加熱室；罐內(nèi)設集液室、儲油室和煙道。燃煤式多功能拉油工藝采用具有自吸能力且對介質要求不嚴格的齒輪泵裝車，將齒輪泵安裝在油罐車后部車盤上，齒輪泵動力由油罐車供給，齒輪泵出口與油罐放油口旁通連接，齒輪泵進口與集油罐儲油室或集油室放油口用軟管連接，以此實現(xiàn)原油或污水油罐車的底部裝車。燃氣式多功能集油罐適用于油氣比一般大于20m3/t的油井。該裝置一腔三室，下部為水相傳熱室，中部為油相儲藏室，上部為氣相室，室與室之間無隔板，相與相之間直接傳熱。裝車操作壓力0.099MPa，落地安裝，可以滿足無動力裝車的需要。

（2）單管加熱集輸工藝。單管加熱集輸工藝采用單根聚氨酯泡沫保溫管線，井口設置水套加熱爐升溫至70℃左右，流程比較簡單：油井→加熱爐→計量站→加熱爐→處理站。主要適用于單井產(chǎn)液量高（一般大于20t/d），井口溫度在40℃左右，原油黏度一般不超過3000mPa·s，油井回壓一般控制在1.2MPa的普通稠油區(qū)。

（3）摻稀降黏集輸工藝。摻稀降黏集輸工藝分為摻水工藝和摻稀油工藝，一般采用摻水工藝。摻水集輸工藝屬于雙管流程，1根集油管道、1根摻水管道。摻水水源在投產(chǎn)初期需要在儲水罐注入一定量的凈化水，油氣水三相介質在計量站進行分離，分出的游離水進入儲水罐，儲水罐出口連接水套加熱爐，80℃左右的熱水由管道泵增壓摻入井口集油管道。管道泵出口安裝有摻入水溫度、流量控制器，由進站液體溫度對控制器進行調節(jié)。投產(chǎn)正常后，摻入水循環(huán)使用。摻水集輸工藝適用于低產(chǎn)超稠油區(qū)塊。

（4）熱源伴熱集輸工藝。對于采用蒸汽吞吐采油方式的稠油區(qū)塊，宜采用熱源伴熱集輸工藝。一般情況下集油計量站與注汽站合建。采用集油管道與注汽管道同保溫殼同溝敷設，注汽作業(yè)時注汽管道工作，采油作業(yè)時注汽管道作為集油管道伴熱線使用。在集油管道起點、注汽管道上設置疏水閥。

3 稠油集中脫水處理工藝

（1）兩段熱化學沉降脫水工藝。各計量站來液進入一段熱化學沉降脫水罐脫出游離水，使原油含水率降到30%以下，低含水油溢流至緩沖罐，經(jīng)脫水泵加壓、加熱后，溫度達到80～90℃。然后進入二段熱化學沉降罐進行二段沉降脫水，合格油溢流至凈化油罐經(jīng)外輸泵加壓后外輸。該流程的關鍵是沉降時間、脫水溫度和化學藥劑的選擇。該流程的特點是操作簡單、可靠性高。

（2）熱化學沉降與電化學兩段脫水工藝。熱化學沉降與電化學兩段脫水工藝流程的關鍵是一段脫水位置和二段電脫水器能否建立起穩(wěn)定的電場。該流程的特點是脫水精度高。

（3）一段熱化學靜止沉降脫水工藝。一段熱化學靜止沉降脫水工藝流程適用于原油密度大、黏度高、瀝青質含量高的稠油處理。應用的要點在于確定超稠油熱化學沉降的合理工藝參數(shù)，如脫水溫度、沉降時間、高效破乳劑和適宜的加藥量。采用多座儲罐分別交替靜止沉降，浮動出油。完成沉降脫水的儲罐作為合格油儲罐使用。各種罐中采用蒸汽加熱盤管維溫加熱。一般脫水后原油含水率低于2%，污水含油率低于1000mg/L。

4 結論

超稠油集輸處理工藝技術在國內(nèi)各油田經(jīng)過多年的研究實踐，取得了較大發(fā)展。但是由于超稠油物性的多樣性、復雜性，仍存在較多的技術難題，如合理確定工藝參數(shù)（脫水溫度、沉降時間、高效破乳劑）等需要深化研究。對于內(nèi)蒙古探區(qū)而言，更需要加大研發(fā)力度，針對不同區(qū)塊的稠油物性及地面條件，選擇適宜的集輸工藝和脫水處理工藝。

（欄目主持 張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.12.026