員工培訓(xùn)教材(油田采出水處理工藝技術(shù))

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1、油田脫水及采出水處理工藝技術(shù)講課人：李成龍中國石油長慶油田分公司二○○七年十二月采油工藝專業(yè)技術(shù)人員培訓(xùn)教材目錄一、長慶油田脫水工藝的現(xiàn)狀二、長慶油田水處理工藝流程發(fā)展歷程三、采出水過濾設(shè)備的工作原理四、采出水工藝管理要求五、面臨的困難及存在的問題六、下一步的發(fā)展方向長慶油田經(jīng)過30多年的發(fā)展，成功開發(fā)了馬嶺、安塞、靖安及西峰等油田。伴隨油田的不斷發(fā)展和配套建設(shè)，長慶油田的脫水及采出水處理工藝歷經(jīng)多次變化和完善，保證了油田不同發(fā)展階段的開發(fā)需要。幾年來，通過不斷攻關(guān)、研究，形成了具有低滲油田特征的脫水及采出水處理工藝技術(shù)，確保了油田持續(xù)有效快速發(fā)展。

2、截止2007年10月底，全油田現(xiàn)有脫水站點(diǎn)53座，原油脫水能力達(dá)到6.14×104t/d。日產(chǎn)水35777m3，建有采出水處理站點(diǎn)101座，其中配套精細(xì)過濾設(shè)備有40座，實(shí)際處理量2.67×104m3/d；小區(qū)塊簡易處理站點(diǎn)61座，實(shí)際處理1.03×104m3/d。全油田采出水處理及回注率達(dá)到100%，有效回注率53.4%。一、長慶油田脫水工藝的現(xiàn)狀及特點(diǎn)原油脫水及污水處理過程中，原油的脫水脫氣是非常重要的環(huán)節(jié)，常規(guī)工藝先采用氣液分離器進(jìn)行氣液兩相分離，分離后的原油再利用沉降罐進(jìn)行熱化學(xué)重力分離，或采用電熱化學(xué)脫水。長慶油田目前主要采用大罐沉降脫水和

3、三相分離器脫水兩種工藝。長慶油田原油脫水主要采用熱化學(xué)沉降脫水工藝技術(shù)，可概括為“小站（井口）加藥、管道破乳、大罐溢流沉降脫水”工藝流程。已推廣到全油田53座聯(lián)合站（集中處理站），原油的脫水能力達(dá)到6.14×104t/d。多年的實(shí)踐證明，這項技術(shù)適合長慶油田的原油脫水。2003年以來，為解決大罐沉降脫水存在的流程未密閉、占地面積較大、投資過高的問題，引進(jìn)了油氣水三相分離技術(shù)，并成功在油田得到推廣應(yīng)用，累計推廣25臺。（一）大罐沉降脫水工藝技術(shù)1、工藝流程及特點(diǎn)工藝流程：站外加藥＋站內(nèi)脫水小站（井口）加藥管道破乳大罐溢流沉降脫水站外加藥站內(nèi)脫水站外加藥

4、早期采用井口加藥后期改到增壓點(diǎn)、接轉(zhuǎn)站加藥站內(nèi)脫水站外加藥特點(diǎn)：能充分破乳降粘，降低管線回壓，尤其冬季效果顯著。實(shí)現(xiàn)乳化液提前破乳，縮短了沉降罐內(nèi)油水分離時間。管道破乳后水滴在管壁形成水膜，起到降粘減阻作用。進(jìn)油口出油口出水口集水管噴油管集油槽平衡管溢流沉降罐結(jié)構(gòu)示意圖脫水溫度較低（30-45℃）、流程簡單、操作方便、效果顯著。流程優(yōu)點(diǎn)：凈化油含水小于0.5％，污水含油小于200mg/l。2、影響原油脫水效果的主要因素（1）破乳劑的篩選原油的破乳原理，盡管有多種解釋，但通常認(rèn)為油水乳化液珠的表面含有膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等天然乳化劑，破乳劑分子滲入并吸附到乳化

5、液滴的界面膜上抵消天然乳化劑，這樣乳化液滴表面膜破裂并使水滴釋放出來，小水滴相互聚結(jié)成大水滴，最終油、水兩相發(fā)生分離。破乳原理破乳劑篩選方法室內(nèi)瓶試法：實(shí)驗過程中取新鮮的油樣，綜合考察脫水率、脫水速度、油水界面、污水含油等各項指標(biāo)。長慶油田使用的破乳劑：主要有YT-100、CQ-C3、CDJ-5等型，均屬聚醚類型，是環(huán)氧乙烷環(huán)氧丙烷共聚物。使用濃度在80—100mg/l之間。下步應(yīng)著手研制新型的低溫、高效、快速的破乳劑。（2）破乳劑投加點(diǎn)的確定九十年代后，大部分加藥點(diǎn)移到接轉(zhuǎn)站內(nèi)。早期采用井口加藥。投加要求：①對于以小站加藥的區(qū)塊，要根據(jù)集輸流程的布

6、局及含水的高低，合理確定加藥站數(shù)量，保證系統(tǒng)總的加藥量處于合適的比例范圍。接轉(zhuǎn)站加藥應(yīng)從輸油泵的進(jìn)口加入；聯(lián)合站應(yīng)從總機(jī)關(guān)匯管中加入；嚴(yán)禁在沉降罐罐口倒加破乳劑的做法，造成局部濃度過高，形成反向乳化，反而脫不下水。含水大于50-60%的區(qū)塊可在聯(lián)合站或集中處理站加藥。②加藥過程應(yīng)與輸油同步進(jìn)行，不得中斷也不得過量加入。加藥濃度應(yīng)根據(jù)室內(nèi)評價確定，一般保持在商品濃度80-150ppm范圍之內(nèi)。對于用量超過200ppm的藥劑應(yīng)淘汰。③輸油上要求聯(lián)合站外上游系統(tǒng)站點(diǎn)輸油要盡量保證連續(xù)平穩(wěn)輸油，禁止輸油過程中排量頻繁變化；冬季運(yùn)行中，輸油溫度控制在40-45

7、℃左右，以保證原油的破乳脫水效果。（3）沉降時間根據(jù)Stokes沉降公式：Vt=d2（ρ水—ρ油）g/18μ油式中：Vt——水滴在油中沉降速度，m/s；d——水滴直徑，m；ρ水、ρ油——水和油的密度，kg/m3；μ油——原油粘度，Pa.s；g——重力加速度，9.8m/s2；以上公式看出，水滴的沉降速度與油水密度差成正比，與原油的粘度成反比。油水密度差越大，原油粘度越低，則水滴沉降速度加快，油水越容易分離。根據(jù)長慶原油的性質(zhì)及脫水工藝的特點(diǎn)，實(shí)際沉降時間確定在12—20小時范圍內(nèi)即可滿足要求。在保證脫水效果的前提下，應(yīng)盡量縮短污水在沉降罐內(nèi)的停留時間，

8、既減少硫酸鹽還原菌在罐內(nèi)的繁殖，又可減小沉降罐的容積。長慶油田情況：（4）合理確定脫水溫度根據(jù)Stokes沉