七個泉集輸站三相分離器分離水在七個泉油田洗井過程中的應用

楊寶榮 王新亮

（青海油田采油三廠，青海 海西州 8 1 6 4 0 0）

一、三相分離器的原理和結構

（一 ）三相分離器的工作原理

如圖1所示的三相臥式分離器，油氣水混合物進入分離器后，入口分流器將混合物初步分成氣液兩相，液相引至油水界面以下進入集液區。在該區內，依靠油水密度差使油水分層，底部為分出的水層，上部為原油和含有分散水珠的原油乳狀液層。油和乳狀液從堰板上方流至油室，經由液位控制的出油閥排出[1]。水從堰板上游的出水閥排出，由油水界面控制排水閥開度，使界面保持一定高度。分流器分出的氣體水平的通過重力沉降區，經除霧后流出分離器。分離器壓力由安裝在氣體管線上的控制閥控制。分離器的液位依據氣液分離需要可設在0.5~0.75m間，常采用0.5m。

如圖2表示立式三相分離器原理圖。設在油水界面下方的配液管使油水混合物在容器整個界面上分布均勻。自配液管流出的油水混合物在水層內經過水洗，使部分游離水合并在水層內。原油向上流動中，原油內攜帶的水珠向下沉降；水向下流動時，水內油滴向上浮升，使油水分層。原油內釋放的氣泡上浮至上方的氣體空間，該空間有平衡管與入口分流器分出的氣體匯合，經除霧后流出分離器[2]。

（二 ）油水分離

在三相分離器內，把油氣水混合物試樣靜止至于試管內，觀察油水分層情況，水層厚度隨沉降時間的延續而增加，原油內含水率降低。開始水層厚度隨時間迅速增加，原油含水率迅速降低。一段時間后水層厚度基本不再增加，原油含水率的降低趨勢平緩。此時分出的水稱游離水，水層上方為含水率較多的油水混合物稱油水乳狀液，頂層為含水率較少的原油。試管靜止狀態下分出游離水的時間大于三相分離器內分出游離水所需的時間，因為三相分離器常使用水洗技術促使分出游離水，同時在流動狀態下會加速水珠的合并和沉降[4]。

二、三相分離器在七個泉油田的應用

目前七個泉集輸站三相分離器已投入使用約半年時間，油、氣、水分離效果良好、穩定，水相含油基本保持在150mg/L左右，且各層系來液在三相分離器內充分混合，各種離子之間的反應已完成，滿足油田洗井的需要。而目前此部分污水的處理方式為：與三相分離器分離出來的油、氣混合輸送至花土溝聯合站，加入破乳劑后進入加熱爐加熱，在進入三相分離器分離，分離完成后進入水區進行進一步處理，由于七-花輸油管線全長達到19.5KM，混合液輸送至聯合站時溫度基本將從65℃降至35℃，而聯合站必須對其進行加熱后再進入三相分離器分離，不但存在重復加熱的問題，而且增加了七個泉集輸站的外輸量，也增加了聯合站設備的運行負荷，增加了處理成本。

三、問題分析與解決措施

針對上述問題，基建管理部集思廣益，決定利用部分分離器分離污水在七個泉采油作業區進行洗井作業，為其找到合適的"出路"。對七個泉集輸站工藝流程進行改造：新增三座20立方米儲水罐，將三相分離器水相出口流程進行改造，新增一條出水流程，使含油污水可以經過此流程進入三座儲水罐，并在三座儲水罐內安裝熱循盤管，與站內保溫流程連接，保證含油污水的溫度達到60℃，當七個泉采油作業區有洗井作業時，罐車可直接在此處拉液，減少洗凈作業對清水的使用量，以及熱洗車及罐車的費用。

四、產生經濟效益分析

七個泉采油作業區目前每周的洗凈作業量為12口，每次洗井使用清水約為30方-45方，如采用此方案進行洗井作業，每年可節約清水量約為：12×4×12×40=23040方，經初步研究，改造投產后的成本節約大概包括以下幾個部分：

1減少洗井用清水費用，以每方清水3元計算，則年節約成本：23040×3=69120元。

2減少聯合站破乳劑使用量，目前聯合站破乳劑加入量為90PPM，每噸破乳劑約為15000元，如減少此部分液量，則年節約成本為：23040×90÷1000000×15000=20736元

3減少聯合站天然氣使用量，目前聯合站加熱爐出口溫度約為70℃，加熱爐熱效率80%，以每立方天然氣2元計算，年節約天然氣費用約為：

4減少水處理成本，聯合站目前水處理成本約為14.7元/噸，則年節約成本為：

23040×14.7=338688 元

合計：66.4萬元

結語

綜上所述，三相分離器在七個泉油田洗井過程中的應用，切實可行，不僅給生產帶來了效益，而且大大減少了生產成本。因此，值得其他油田的借鑒與推廣。

[1]王尊策，時培明，張淑艷.油水分離內部流場的數值模擬[J].2004，28(6)：22~24.

[2]戴光清，郭榮，李建明.油氣水三相分離器湍流特性研究[J].流體機械，1996(11)：35~37.