曹妃甸油田消泡劑的國產化

黃曉東，方 健，劉振國

(1.中海石油有限公司曹妃甸作業公司，天津 300461;2.中海能源發展股份有限公司采油技術服務分公司，天津 300452)

原油中的泡沫不僅會減少分離器的有效分離空間和液相停留時間，降低分離效率，還會造成分離器出現假液位現象，影響天然氣系統和火炬系統的工作［1］。消泡劑可減少或消除原油中泡沫，目前，曹妃甸油田采用國外知名公司的消泡劑SV－4596，為了節藥生產成本、實現消泡劑國產化目的，中海能源股份公司采油技術服務分公司研制了一批原油消泡劑［2］。筆者將這些國產消泡劑與國外消泡劑進行室內評價實驗，篩選出較好品種，并將其用于曹妃甸油田浮式生產油輪(FPSO)原油消泡，效果良好，實現了消泡劑國產化目的。

1 曹妃甸油田概況

曹妃甸油田位于渤海灣西部，平均水深20 m，由中海油與科麥奇合作開發，科麥奇公司為油田作業者。整個油田分為兩期工程，由6個井口平臺(WGPA，WHPA，WHPC，WHPD，WHPE和WHPF)、單點系泊塔和浮式生產油輪(FPSO海洋石油112)組成。其中Ⅰ期為WGPA，WHPA和WHPC，Ⅱ期為 WHPD，WHPE 和 WHPF，整個油田的產液均由海管輸送至FPSO海洋石油112處理。

曹妃甸油田FPSO的生產流程根據整個油田產液性質的不同分為兩個平行系列，1系列產液雖然氣油比低，但是原油密度和黏度較大，氣泡膜較厚且穩定;2系列產液含氣量很大，但原油黏度比1系列小，兩個系列的產液差異性大對消泡劑的適應性要求較高。兩個平行系列的原油處理流程設備相同，均為三級處理，第一級為自由水分離器(V－2140/V－2340)，第二級為熱處理器(V－2160/V－2360)，第三級是電脫水器(V－2190/V－2390)，處理后的原油達到商品油標準。

2 消泡劑室內評價

2.1 消泡劑品種

根據曹妃甸油田的油品性質挑選由中海油公司采油技術服務分公司研制，并已在渤海油田各區塊多年應用的消泡劑 BHX－101、BHX－16、BHX－21、BHX－35和BHX－80與現場正在使用的國外公司消泡劑SV－4596進行對比評價實驗。

2.2 評價方法

分別取現場兩個系列的綜合產液，除去游離水，取200 mL油樣置于1L鼓泡容器中，加熱一級分離器的溫度至75℃，向容器中以60 L/h恒定速率鼓入氮氣進行鼓泡，考察各消泡劑濃度在15 mg/L和25 mg/L時，各系列原油乳狀液2 min后各平行容器中的泡沫高度和停止鼓泡后泡沫完全消除的時間，并與未加消泡劑的原油乳狀液泡沫高度和消泡時間進行比較，1系列原油乳狀液鼓泡實驗結果見表1;2系列原油乳狀液鼓泡實驗結果見表2。

由表1和表2可見，原油乳狀液中加入消泡劑后，消泡效果很明顯，尤其是消泡劑BHX－101的消泡效果和消泡速度優于國外公司消泡劑SV－4596，具備現場應用條件，因此，選擇消泡劑BHX－101用于現場試驗。

表1 曹妃甸油田1系列原油鼓泡實驗結果

表2 曹妃甸油田2系列原油鼓泡實驗結果

3 消泡劑BHX－101現場試驗

2012年5月，采用消泡劑BHX－101對曹妃甸油田浮式生產油輪(FPSO)原油進行消泡試驗，期間分別監測國外公司消泡劑SV－4596和國產消泡劑BHX－101的消泡效果，注入濃度均維持在15 mg/L。

3.1 消泡劑注入點與注入方式

消泡劑BHX－101的注入點與注入方式均與正在使用的消泡劑SV－4596相同，采用原消泡劑投加方式，分別加注在浮式生產油輪(FPSO)兩個系列的一級分離器前，設計消泡劑濃度為15 mg/L。

3.2 現場試驗評價方法

在現場消泡劑加注過程中，通過考察兩個系列一級分離器的原油和天然氣產量，分離器的泡沫、油相、乳化層和水相的液位情況，火炬分液罐V－5010和燃料氣除液罐V－4310的液位變化趨勢，火炬燃燒狀況等因素，評價消泡劑消泡效果。

3.2.1 消泡劑對原油和天然氣產量的影響

消泡劑BHX－101試用期間，兩個系列1級分離器的原油和天然氣產量波動情況分別見圖1和圖2。

圖1 消泡劑試驗期間兩個系列的原油產量

圖2 消泡劑試驗期間兩個系列的天然氣產量

由圖1和圖2可見，消泡劑BHX－101試用期間，兩個系列一級分離器的原油產量和天然氣產量，基本上較為穩定，一系列的原油產量維持在1 780 m3/d，2系列原油產量維持在5 900 m3/d;一系列一級分離器V－2140的天然氣產量穩定在39 643.46 m3/d，2系列一級分離器 V－2340的天然氣產量在99 108.66～113 267.04 m3/d之間，表明消泡劑BHX－101試用時原油和天然氣產量沒有發生波動。

3.2.2 消泡劑對1級分離器參數的影響

消泡劑BHX－101現場試驗期間，一級分離器V－2140和V－2340的溫度設定值為75～77℃，壓力為400 kPa條件下，分別考察了一級分離器V－2140和V－2340中泡沫、油相、乳化層和水相的液位情況，結果分別見圖3和圖4。

圖3 消泡劑試驗期間2140分離器各界面變化趨勢

圖4 消泡劑試驗期間2340分離器各界面變化趨勢

由圖3和圖4可見，消泡劑BHX－101在現場試用期間，一級分離器中V－2140和V－2340中泡沫、油相、乳化液和水相界面基本穩定，說明消泡劑BHX－101對一級分離器參數無不良影響。

3.2.3 消泡劑對火炬分液罐和燃料氣分液罐液位的影響

曹妃甸油田浮式生產油輪(FPSO)的油氣水處理流程中，由三相分離器分離出的天然氣組分分別進入火炬分液罐V－5010和燃料氣分液罐V－4310，脫除液體后分別進入火炬系統和鍋爐系統。在整個消泡劑現場試驗期間，火炬分液罐V－5010和燃料氣分液罐V－4310的液位沒有明顯的突增，說明油氣水流程中分離出天然氣的攜液量沒有明顯的變化。

3.2.4 消泡劑V－4596和BHX－101火炬燃燒效果比較

一級分離器前分別加注消泡劑SV－4596和BHX－101后，火炬燃燒情況表明，使用消泡劑BHX－101后，火炬燃燒情況明顯好轉，黑煙減少，說明油基消泡劑BHX－101可取代國外消泡劑V－4596，消泡劑可國產化。

4 結論

采油技術服務分公司研制的油基消泡劑BHX－101在曹妃甸油田浮式生產油輪(FPSO)上應用效果良好，且具有價格優勢，在優化現場應用效果的同時節約了生產成本，進而順利實現消泡劑的國產化。

［1］王慶華，李支文，趙明，等.渤海綏中36－1油田原油消泡劑的研制與國產化［J］.中國海上油氣，2004，16(4):269 －271.

［2］李秋忙.原油消泡劑HBX－1的研制及應用［J］.油田化學，1997，14(13):233 －236.