遼河油田曙一區SAGD產出液高溫脫水工藝現場試驗研究

周立峰

摘 要：以國外合作研究和室內試驗數據為依據，對曙一區SAGD產出液高溫脫水進行現場中試試驗。現場試驗成果表明，采用二段熱化學沉降脫水工藝，加入xx破乳劑250～500 mg/L，脫水溫度為155～170 ℃，沉降時間2.5～3.5 h，可使凈化原油含水低于3%，可以滿足生產要求。

關鍵詞：SAGD 高溫脫水 化學沉降 破乳劑 凈化原油

中圖分類號：TE832 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（c）-00-03

遼河油田曙一區超稠油主要采用蒸汽吞吐開發方式，超稠油脫水采用常規二段熱化學沉降脫水工藝，隨著開發的深入，逐漸進入產量遞減階段，蒸汽輔助重力泄油（SAGD）是蒸汽吞吐最為有效的接替方式，2007年以來，遼河油田在曙一區開展超稠油SAGD開采工業化推廣，SAGD井口產出液溫度140～170 ℃，本著充分利用熱能的原則，結合遼河油田SAGD建設實際情況，引進、吸收加拿大高溫脫水工藝，開展遼河油田SAGD采出液高溫脫水中試試驗，以期探索出一條SAGD采出液不摻稀油高溫脫水工藝技術路線，同時，達到確定高溫脫水流程、篩選藥劑、試驗高溫脫水設備等預期目的。

1 室內試驗

SAGD高溫脫水中試試驗以室內研究為基礎，在室內研究中，分析了采出液基本性質，篩選了高效的脫水藥劑，初步確定了適宜的脫水溫度、加藥濃度、脫水沉降時間及脫水壓力等關鍵參數。

1.1 SAGD產出液基本性質

SAGD產出液基本性質見表1。

1.2 化學藥劑篩選

1.2.1 破乳劑種類選擇

由于SAGD原油脫水是在高溫、高壓條件下進行，因此破乳劑應具有高溫穩定性，這是破乳劑能否應用于SAGD原油脫水試驗的前提條件。室內破乳劑高溫穩定性試驗采用如下方法：將合成的系列破乳劑干劑分別裝入自制的導熱良好、耐溫、耐壓得密閉容器中，放入高溫烘箱，在180 ℃恒溫條件下24 hr后取出，優選失重最小的三種樣品，將其冷卻后配成干劑含量40%作為工業品，進行高溫脫水試驗。不同藥劑對于脫水效果的影響見表2。

試驗數據表明：破乳劑A的作用效果優于其他兩種。

1.2.2 藥劑加入量的確定

在實驗室內，對于選定的藥劑，分析其在不同溫度下、不同加藥濃度對于脫水效果的影響。分析結果見圖1。

1.3 脫水溫度與壓力

假定原油進站溫度分別是130～180 ℃，通過室內脫水試驗，確定合理的高溫脫水溫度。由于高溫脫水需采用密閉設備來完成，需要分析系統壓力對于脫水效果的影響，分析結果見表3。

1.4 室內試驗結語

通過室內試驗，確定SAGD采出液高溫脫水關鍵技術參數如下。

（1）適宜的脫水溫度：160～170 ℃；

（2）適宜的脫水藥劑：破乳劑A；

（3）適宜的加藥濃度：350 mg/L；

（4）適宜的脫水沉降時間：2.5 hr；

（5）適宜的脫水壓力：高于操作溫度水蒸汽飽和蒸汽壓0.15～0.2 MPa。

2 現場中試試驗

2.1 試驗進程

為實現SAGD產出液高溫脫水工藝現場試驗，遼河油田公司在曙一區杜84塊建設高溫脫水試驗站一座。試驗站處理液來自SAGD先導試驗井口館平11，原油進站溫度150～170 ℃，設計處理液量480 m3/d。

2.2 工藝流程

現場試驗首先采用二段熱化學沉降脫水工藝，一段脫水溫度為150 ℃，加藥濃度300 mg/L，二段脫水溫度180 ℃，加藥濃度450 mg/L。原油升溫采用換熱器與SAGD注汽站生產的高溫水換熱來實現，高溫水出站溫度180～220 ℃，二段熱化學沉降脫水工藝流程見圖3。

2.3 關鍵設備

SAGD高溫脫水試驗站內關鍵設備為兩臺三相分離器，其中，一段三相分離器型號為：2.0～2800×10000，處理液量480 m3/d；進口/出口溫度180/175 ℃；進口/出口壓力：1.1/1.0 MPa；設備28t。二段三相分離器型號為2.0～2400×12600，處理液量130 m3/d；進口/出口溫度190/180 ℃；進口/出口壓力1.7/1.5 MPa；設備凈重30 t。

2.4 試驗方法

試驗開始前，制定詳細的試驗大綱，并依一下步驟開展SAGD采出液高溫脫水試驗。

（1）調整一級進站換熱器原油出口溫度至150 ℃。

（2）調整一段加藥系統，起始加藥量為150 mg/L。

（3）操作條件穩定后每2 h在一段分離器出口取樣分析原油含水率。

（4）依據（2）、（3）步保持溫度不變的情況下分別改變加藥量至120 mg/L、100 mg/L、75 mg/L、50 mg/L。

（5）改變一級換熱器原油出口溫度至160 ℃。

（6）按照（2）、（3）、（4）步調整加藥量并取樣分析原油含水。

（7）按以上步驟分別試驗170 ℃、180 ℃、190 ℃。

（8）分析一段分離器出口含水率≤30%穩定檢測到4次時，降低加藥濃度直至出口含水率達到30%。

（9）記錄達到上述指標的操作參數。

二段熱化學沉降脫水試驗步驟與一段相同，試驗溫度分別取150 ℃、160 ℃、170 ℃、180 ℃、190 ℃，加藥量分別為500 mg/L、450 mg/L、400 mg/L、350 mg/L、300 mg/L，取樣分析二段分離器出口含水率≤5%穩定檢測到4次時，降低加藥濃度直至出口含水率達到5%。此時即可進行二段分離器脫水試驗。

2.5 試驗結果

經過為期3個月的現場試驗，累計取得有效試驗數據313個，進站采出液含水與一段分離器出口原油含水關系見圖4。

圖4 原油一段熱化學沉降試驗成果曲線圖

由圖4可以看出，原油進站含水為70%～92%，一段脫水后原油含水在試驗站投產初期為65%以上，經過工藝設備整改和參數調整后，原油含水最低可降至3%以下。

3 結語

（1）經過室內試驗與現場中試結果相比較，可確定以下因素對脫水效果有影響即脫水溫度、脫水設備結構、藥濃度、油水停留時間及系統壓力。（2）中試試驗站流程設計合理，僅利用一段高溫熱化學脫水，SAGD高溫采出液脫后凈化油含水率已能分別達到≤5%的局內超稠油外輸指標要求及出礦原油≤2%的指標要求。（3）研制、設計的三相分離器性能良好，能滿足試驗需要；（4）研制的高溫破乳劑能性能優良，加藥濃度300～350 mg/L，優于國外樣品。（5）自控系統基本滿足試驗需要，但控制精度有待提高；（6）試驗過程中形成的三相分離器脫水操作規程能夠指導生產穩定

運行。

參考文獻

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