多層系原油合采集輸及配套工藝技術

魏小林 康樂 李麗 于世春

1長慶油田油氣工藝研究院 2長慶油田采油五廠3低滲透油氣田勘探開發國家工程實驗室

多層系原油合采集輸及配套工藝技術

魏小林1;3康樂2李麗1;3于世春1;3

1長慶油田油氣工藝研究院 2長慶油田采油五廠3低滲透油氣田勘探開發國家工程實驗室

長慶油田進行多層系合采開發時，采出水水型不配伍，集輸、注水管線出現腐蝕結垢，導致地面系統管線堵塞，泵、加熱爐堵塞，生產系統壓力高，集輸系統無法運行。通過對不同層位采出水進行離子組成分析，認為兩種及以上不相容離子的地層水相混，就會產生易于沉淀的液體，這是管線結垢的主要原因。為了防止不相容的地層水混合，對地層水的配伍性進行了試驗：配伍性較好的層系，集輸系統采用合層集輸、除垢防堵；配伍性不好較易結垢的層系，集輸系統采用分層集輸，雙流程順序輸送，污水處理及回注系統采用分層處理，清污水分段、分層智能注水流程。

長慶油田；多層系；原油合采；結垢；集輸及配套工藝技術

隨著油田的逐步開采，長慶油田地層滲透率及原油產量逐漸減低，開采成本加大，多層系合采已成為提高單井產量及經濟效益的一個重要手段。在多層系合采過程中，由于產出液組成復雜，水質配伍性差異大，集輸、注水系統極易結垢，導致地面系統管線、泵、加熱爐堵塞，生產系統壓力高，集輸系統無法運行的問題。

1 管線結垢原因分析

經現場調查，結垢主要存在于增壓點、接轉站的加熱爐管線出口處及總機關的混合油管線上，結垢站點約占總站點的40%。對采集的垢樣進行了酸溶性測定，3塊垢樣鹽酸中的溶蝕率分別為1.0%、3.0%和0.4%，經X射線衍射分析，得出垢樣主要為硫酸鋇。通過分析數據及輸油方式可以推斷，集輸系統中因不同層位地層水的混合可產生結垢，并且水質礦化度高，原油在輸送中又多次發生壓力和溫度的變化，這些因素最終也將促使管線結垢[1]。

為了進一步對管線結垢成因進行分析，確定不同層位油品的配伍性，確定原油集輸及配套工藝技術，共采集8種不同層位的油樣進行了配伍性試驗。水樣離子組成分析結果見表1。

表1 長慶油田地層水水質分析結果

由表1所列分析結果可知，油田采出水中延長組長1、長2均不含硫酸根、碳酸根離子，具有較好的配伍性。長1～長8鋇離子與鈣離子含量高，一旦與延安組硫酸根、碳酸根離子含量較高的延9層采出水混合后，將產生大量的碳酸鈣和硫酸鋇垢；除長1與長2層外，延長組其他層位均含有鋇離子與硫酸根離子，相互混合都會產生硫酸鋇垢。硫酸鋇垢非常致密、堅硬，防治及處理相當困難，高鋇離子引起的硫酸鋇鍶垢的防治到目前為止仍是國際性的難題。

因此，在同一區域疊合開發不同層位原油時，為了避免集輸系統管線及設備結垢，保障正常生產，將不含不相容離子采出水的油井采取混合集輸，含不相容離子采出水的油井分開集輸，這樣可以避免由于統一混輸造成的不同水型水質不配伍而結垢的現象發生。

2 油氣集輸及配套工藝技術

為了從流程上防止因配伍性不好的層系原油混合，集輸系統采用分層集輸、雙流程順序輸送，污水處理及回注系統采用分層處理，清、污水分段、分層智能注水工藝流程。配伍性較好的層系原油，集輸系統采用合層集輸、除垢防堵工藝流程，共用處理及回注系統，共用公共設施。

2.1 油氣集輸工藝技術

（1） 合層集輸、除垢防堵技術。合層集輸采用了除垢過濾器，防止不同層系原油集輸時地面系統結垢。除垢過濾器工作原理：液體進入除垢過濾器流過除垢填料，液體中的垢晶被除垢填料吸附而截留，當填料上吸附的垢堵塞流體通道而影響流體通行后（除垢器進出口壓差明顯升高），將填料連同吸附的垢取出，更換新的填料。

（2） 分層集輸、分層處理技術。對兩套層系、同時開發的疊合區塊，增壓點采用雙流程建設，分層輸送技術，不同層位含水原油在增壓點內實現雙流程處理，分別輸送。接轉站采用順序輸送方式，在接轉站不同層位含水原油從各自的儲罐進入管道，在聯合站單獨接收，以便不互相摻混。聯合站采用雙流程分層處理，分層回注工藝。

2.2 注水工藝技術

（1）注水站污水分注工藝在清、污水分注工藝技術基礎上，將公用的喂水泵、注水泵的單出口改為雙出口，并在喂水泵、注水泵的進、出口各加裝放水口，在污水交替之前將前一種污水全部放空，以防兩種污水結垢而引起管路堵塞[2]。

（2）同管網清、污水分段、分層注水工藝。對單一介質的穩流配水閥組進行改進，提出了清、污水閥組分注不同層位污水的分注工藝技術；對于單層系開發的井場，該工藝流程的閥組采用一條注水干線，實現清、污水分段交替注水；對于兩種層系開發的井場，該工藝流程的閥組采用兩條注水干線，一個層系的注水井回注同層污水，另一個層系的注水井注清水。

2.3 污水處理技術

依據多層系水型配伍性試驗，結合分層脫水工藝，油田采出水采用相對集中、分層處理、分層回注的工藝，即采出水配伍性較好的層系集中脫水處理，易結垢采出水分層處理，處理后水注入相應的層。

3 結語

多層系原油合采集輸及配套工藝技術在長慶油田得到了廣泛應用，解決了多層系合采過程中地面設備、管線的結垢問題，防垢、防堵效果良好，保障了油田集輸、注水、污水處理及回注系統的安全平穩運行。

[1]賈海波，郭焱，李昱江，等．陜北油田集輸系統結垢機理研究[J]．油氣田地面工程，2009，28（11）：9-11．

[2]祝海濤，李毓楓，史瑞雪，等．油田產出水結垢原因與防治對策研究[J]．石油化工應用，2008，27（2）：55-601

10.3969/j.issn.1006-6896.2011.11.031

魏小林：1997年畢業于西南石油學院石油與天然氣儲運專業,工學學士，現在長慶油田油氣工藝研究院地面室從事科研工作。

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（欄目主持 張秀麗）