塔河油田稠油集輸處理技術(shù)

賈超 阿依博力·賀內(nèi) 王莎

摘要：稠油的集輸處理主要表現(xiàn)為兩大難題：一是由于稠油不流動或流動性差，集輸困難;二是原油集輸進(jìn)入處理站場后，破乳脫水為合格原油難度較大。本文針對塔河油田的稠油特性對稠油的集輸處理技術(shù)進(jìn)行了深入分析和總結(jié)，歸納出一套適合于塔河稠油油藏開發(fā)的新工藝、新設(shè)備、新材料，期望解決塔河油田稠油集輸處理難題，為稠油集輸處理作一些有益的探討。

關(guān)鍵詞：重質(zhì)稠油;集輸處理;破乳脫水;摻稀降粘

1稠油集輸處理工藝

1.1稠油單井降粘集輸技術(shù)

目前常用的稠油集輸方式包括：加熱、摻稀加熱及摻活性水加熱降粘集輸?shù)?。塔河油田多?shù)油井生產(chǎn)重質(zhì)原油，還有部分油井為超稠油。

經(jīng)實驗，塔河稠油在含水80%時開始由油包水型轉(zhuǎn)化為水包油型乳化液，稠油粘度驟然下降，綜合分析，在塔河油田不推薦采用摻活性水降粘集輸工藝。

1.2稠油化學(xué)破乳脫水技術(shù)

塔河油田稠油富含膠質(zhì)瀝青質(zhì)，粘度高、密度大，屬于重質(zhì)稠油，其原油乳狀液穩(wěn)定性能強(qiáng)，對熱不敏感，采出水礦化度高達(dá)22.0×104mg/l以上。某油樣熱化學(xué)沉降脫水試驗結(jié)果，不同含水量稠油加入不同濃度破乳劑后脫水效果數(shù)據(jù)見下表。

室內(nèi)試驗表明，破乳劑對塔河油田重質(zhì)稠油乳狀液有良好的破乳性能及降粘作用，在加劑量120ppm、溫度65℃、沉降時間6h的條件下，可使高重質(zhì)稠油乳狀液脫水率達(dá)到90%以上。

1.3高粘原油高效沉降罐結(jié)構(gòu)優(yōu)化

通過對不同結(jié)構(gòu)沉降罐的分析，對沉降罐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)。

改進(jìn)后主要有如下技術(shù)特點：

（1）采用T型進(jìn)液管：進(jìn)液總管沿罐直徑方向橫穿罐內(nèi)，呈T型分支，分支上布有多根分液立管。

（2）集油槽、集水管與進(jìn)液支管設(shè)置在相對方位。一可以使油水在罐內(nèi)得到充分的自然沉降分離，二可以避免集水時油水混合物短路。

（3）設(shè)計了專用的液位調(diào)節(jié)水箱，以適應(yīng)進(jìn)液量的變化，并實現(xiàn)自動放水。

1.4高粘稠油計量技術(shù)

原油為高粘起泡原油，油氣分離困難，造成油井計量精度低，傳統(tǒng)的油氣計量裝置的計量誤差大，不能滿足塔河稠油油井計量精度要求。對高粘起泡稠油分離器內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，以適應(yīng)稠油生產(chǎn)計量要求。

高粘稠油計量裝置的主要技術(shù)特點為：

（1）采用旋流預(yù)分離器

分離器的進(jìn)口設(shè)計為傾斜式切向管和管柱式旋流預(yù)分離器，傾斜式切向管使油氣混合物在進(jìn)入管柱式預(yù)分離器時有一個預(yù)分離過程，再經(jīng)管柱式預(yù)分離器進(jìn)行旋流離心分離，其氣液分離速度高于重力分離幾十倍甚至幾百倍，促進(jìn)和縮短氣液分離過程和時間。預(yù)分離器內(nèi)設(shè)置了氣體除霧傘，通過改變氣體的流速和流向，使氣體得到初步分離。

（2）采用布液管

該部件與旋流預(yù)分離器的底部連接部分是半圓管，其底部在軸線兩側(cè)設(shè)有兩條寬15mm且通到兩端的長孔，布液管分布在破泡板組的上部，并與分離器軸線垂直。

（3）設(shè)置破泡傘組

破泡板組由8塊對稱的斜鋼板組成，分4層布置，每塊板的板面上鋪設(shè)了不銹鋼

板網(wǎng)、擋泡板和氣體連通管。其破泡傘組的作用為：①增大氣液接觸面;②改變流體的流動方向;③板面與泡沫原油反復(fù)摩擦、拉伸，削弱氣泡泡膜的機(jī)械強(qiáng)度。原油中的氣泡在這三方面的作用下破泡溢出，使油氣得到徹底分離。

（4）采用穩(wěn)流板

設(shè)置在分離器筒體的中部，由3組板網(wǎng)交錯組成，其作用是對液流疏導(dǎo)和均布，進(jìn)一步消除剩余氣泡，阻擋泡沫進(jìn)入后部區(qū)域。

（5）設(shè)置緩沖板

該部件設(shè)置在分離器筒體后部，把分離器分割為分離室和緩沖室，緩沖板的下邊留有弧形通道，使液體從底部流入液體緩沖室，板的上邊高于分離室液面，把泡沫徹底阻擋在緩沖室之外。

（6）采用氣體除霧器

選用標(biāo)準(zhǔn)型絲網(wǎng)除霧器，設(shè)置在分離器后部的分氣包內(nèi)，厚度為150mm，能夠有效去除10μm以上的霧滴，其除霧效率達(dá)99%。

目前，這種稠油計量裝置已在塔河6區(qū)、7區(qū)、8區(qū)、10區(qū)、12區(qū)推廣應(yīng)用。通過投產(chǎn)測試，裝置計量誤差均<±5%。其應(yīng)用不僅解決了塔河油田稠油計量誤差大的難題，而且實現(xiàn)了塔河油田稠油單井產(chǎn)液量和產(chǎn)氣量的連續(xù)、自動計量及測試數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，操作方便、安全可靠，無人值守，降低了工人勞動強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)管理水平。

1.5多相混輸泵技術(shù)

為簡化工藝流程，節(jié)約投資，在距離計轉(zhuǎn)站（聯(lián)合站）較遠(yuǎn)的邊緣井區(qū)采用了多相混輸泵技術(shù)。以10-6混輸站為例，該站距離三號聯(lián)合站較遠(yuǎn)，若采用油氣分輸工藝，導(dǎo)致油氣分離壓力、井口回壓均較高，難以滿足生產(chǎn)要求。結(jié)合生產(chǎn)要求及外部條件，設(shè)計中采用了多相混輸泵技術(shù)，油氣混輸進(jìn)入8-3計轉(zhuǎn)站，后通過該站輸送至三號聯(lián)合站。在混輸泵的選擇上，優(yōu)選了適合塔河原油物性并具有耐腐蝕、防砂、抗硫、抗氯離子的高效雙螺桿混輸泵。

該項技術(shù)的應(yīng)用大大降低了系統(tǒng)回壓及井口回壓，滿足了井口回壓≤1.5MPa的設(shè)計要求，延長了部分稠油油井的自噴采油期;同時簡化了流程，油氣一起混輸至計轉(zhuǎn)站處理，取消了事故油罐及伴生氣外輸管道，油氣分離、伴生氣分離等功能均與計轉(zhuǎn)站合建，降低了工程投資、方便了管理。

在保證混輸泵穩(wěn)定運行方面，通過優(yōu)化工藝管道安裝、配套設(shè)置變頻器與進(jìn)口壓力連鎖變頻等措施，做到了混輸泵進(jìn)液均勻，確保了設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。

1.6稠油輸送管道防止凝管的安全措施

塔河油田重質(zhì)稠油粘度大，凝固點高，易發(fā)生凝管事故。為防止凝管事故的發(fā)生，在設(shè)計中充分考慮了各類管道的熱力條件，對每一管道可能出現(xiàn)的不同工況進(jìn)行了一一模擬，確定了每一管道的安全停輸時間，并根據(jù)不同的外界條件，采取了加熱、保溫、掃線清管等措施。在系統(tǒng)投運過程中，采取了有效的預(yù)熱措施，保證了每次投產(chǎn)的一次性順利成功。

結(jié)論

根據(jù)塔河油田稠油集輸處理的生產(chǎn)情況，當(dāng)前應(yīng)用于塔河油田的稠油集輸處理工藝技術(shù)主要包括：

（1）集輸工藝：井口優(yōu)先采用加熱集輸;在僅靠井口加熱無法滿足集輸過程的水力、熱力要求的超稠油井，采用摻稀油降粘集輸。

（2）計量站工藝：油井靠地層壓力或抽油機(jī)提升進(jìn)站后，采用先進(jìn)的混輸泵技術(shù)將油氣混合產(chǎn)液增壓輸送至計轉(zhuǎn)站（聯(lián)合站）。

（3）計轉(zhuǎn)站工藝：采用油氣密閉輸送工藝，油氣分離后，分輸至聯(lián)合站（天然氣處理站）處理。

（4）聯(lián)合站工藝：根據(jù)油品物性的差異，通過脫水實驗，確定采用常壓熱化學(xué)沉降脫水或常壓熱化學(xué)沉降與電脫水相結(jié)合的脫水工藝;配套油罐氣回收裝置實現(xiàn)大罐密閉。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮叔初 郭揆常等，油氣集輸與礦場加工，2版，東營：中國石油大學(xué)出版社，2006.5

[2]油田油氣集輸設(shè)計技術(shù)手冊，石油工業(yè)出版社出版