超稠油集輸處理工藝綜述

付玉亮 李德選中原油田分公司中原石油工程設(shè)計(jì)有限公司

超稠油集輸處理工藝綜述

付玉亮1李德選21中原油田分公司2中原石油工程設(shè)計(jì)有限公司

內(nèi)蒙探區(qū)幅員遼闊、油氣資源豐富、勘探程度低，是中原油田重要的油氣資源接替戰(zhàn)場(chǎng)。內(nèi)蒙古探區(qū)原油物性差、含氣量低，屬于典型的稠油區(qū)塊。稠油集輸工藝包括：?jiǎn)尉凸に嚒喂芗訜峒敼に嚒较〗叼ぜ敼に嚒嵩窗闊峒敼に嚒３碛图忻撍幚砉に嚢▋啥螣峄瘜W(xué)沉降脫水工藝、熱化學(xué)沉降與電化學(xué)兩段脫水工藝、一段熱化學(xué)靜止沉降脫水工藝。

超稠油；集輸；脫水；工藝

內(nèi)蒙古探區(qū)位于河北省、內(nèi)蒙古自治區(qū)和寧夏自治區(qū)境內(nèi)，東西跨度2400km，有查干、白音查干、寧夏永利、二連新區(qū)等22個(gè)探礦權(quán)區(qū)塊，總面積37075km2，資源量近6×108t。2009年以來(lái)內(nèi)蒙古探區(qū)累計(jì)探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量1871.4×104t，控制石油地質(zhì)儲(chǔ)量2076.51×104t，預(yù)測(cè)石油地質(zhì)儲(chǔ)量2838.42×104t，已建成10×104t原油生產(chǎn)能力。內(nèi)蒙古探區(qū)幅員遼闊、油氣資源豐富、勘探程度低，是中原油田重要的油氣資源接替戰(zhàn)場(chǎng)。

1 內(nèi)蒙古探區(qū)稠油物性分析

內(nèi)蒙古探區(qū)毛8塊（稠油）原油黏度（50℃）1805mPa·s，原油密度（20℃）0.9424g/cm3，瀝青含量8.21%，含蠟量1.67%，膠質(zhì)含量17.36%。達(dá)9塊（超稠油）原油黏度（50℃）> 100×104mPa·s，原油密度（20℃）0.9542g/cm3，凝固點(diǎn)50～67℃，膠質(zhì)含量30.17%～49.85%，硫含量0.63%～1.18%，地層水礦化度110069mg/L，水型Na2SO4。錫14塊（超稠油）原油黏度（51℃）17.3×104mPa·s，原油密度0.9798g/cm3，含瀝青10.6%，膠質(zhì)含量42.4%。毛1塊（稠油）原油黏度2500mPa·s，原油密度0.9498～0.9785g/cm3，膠質(zhì)含量33.1%，含蠟量2.8%，凝固點(diǎn)20℃。

從上述各個(gè)區(qū)塊的原油物性可以看出，內(nèi)蒙古探區(qū)屬于稠油或超稠油范疇。由于稠油品種較多，密度大、黏度高、膠質(zhì)含量多、流動(dòng)性差，相對(duì)而言集輸處理難度加大。應(yīng)根據(jù)各個(gè)區(qū)塊原油物性特征、地面自然條件采用不同的集輸工藝流程。

2 稠油集輸工藝

（1）單井拉油工藝。開(kāi)發(fā)初期，地面集輸多采用單井拉油工藝。單井拉油工藝主要由高架式或地面敞口油罐、電加熱器、拉油罐車(chē)組成。關(guān)鍵工藝設(shè)備是井場(chǎng)儲(chǔ)油罐，該類(lèi)儲(chǔ)油罐是一個(gè)多功能的集液裝置，能實(shí)現(xiàn)集液、加熱、分離、儲(chǔ)存于一體，目前主要有燃煤式和燃?xì)馐絻煞N多功能集液裝置。燃煤式多功能集油罐為長(zhǎng)方形鋼板結(jié)構(gòu)，罐外部設(shè)保溫層，罐頂部設(shè)量油口，罐一端下部設(shè)放油口和放水口，另一端設(shè)燃煤自動(dòng)漏渣式加熱室；罐內(nèi)設(shè)集液室、儲(chǔ)油室和煙道。燃煤式多功能拉油工藝采用具有自吸能力且對(duì)介質(zhì)要求不嚴(yán)格的齒輪泵裝車(chē)，將齒輪泵安裝在油罐車(chē)后部車(chē)盤(pán)上，齒輪泵動(dòng)力由油罐車(chē)供給，齒輪泵出口與油罐放油口旁通連接，齒輪泵進(jìn)口與集油罐儲(chǔ)油室或集油室放油口用軟管連接，以此實(shí)現(xiàn)原油或污水油罐車(chē)的底部裝車(chē)。燃?xì)馐蕉喙δ芗凸捱m用于油氣比一般大于20m3/t的油井。該裝置一腔三室，下部為水相傳熱室，中部為油相儲(chǔ)藏室，上部為氣相室，室與室之間無(wú)隔板，相與相之間直接傳熱。裝車(chē)操作壓力0.099MPa，落地安裝，可以滿(mǎn)足無(wú)動(dòng)力裝車(chē)的需要。

（2）單管加熱集輸工藝。單管加熱集輸工藝采用單根聚氨酯泡沫保溫管線(xiàn)，井口設(shè)置水套加熱爐升溫至70℃左右，流程比較簡(jiǎn)單：油井→加熱爐→計(jì)量站→加熱爐→處理站。主要適用于單井產(chǎn)液量高（一般大于20t/d），井口溫度在40℃左右，原油黏度一般不超過(guò)3000mPa·s，油井回壓一般控制在1.2MPa的普通稠油區(qū)。

（3）摻稀降黏集輸工藝。摻稀降黏集輸工藝分為摻水工藝和摻稀油工藝，一般采用摻水工藝。摻水集輸工藝屬于雙管流程，1根集油管道、1根摻水管道。摻水水源在投產(chǎn)初期需要在儲(chǔ)水罐注入一定量的凈化水，油氣水三相介質(zhì)在計(jì)量站進(jìn)行分離，分出的游離水進(jìn)入儲(chǔ)水罐，儲(chǔ)水罐出口連接水套加熱爐，80℃左右的熱水由管道泵增壓摻入井口集油管道。管道泵出口安裝有摻入水溫度、流量控制器，由進(jìn)站液體溫度對(duì)控制器進(jìn)行調(diào)節(jié)。投產(chǎn)正常后，摻入水循環(huán)使用。摻水集輸工藝適用于低產(chǎn)超稠油區(qū)塊。

（4）熱源伴熱集輸工藝。對(duì)于采用蒸汽吞吐采油方式的稠油區(qū)塊，宜采用熱源伴熱集輸工藝。一般情況下集油計(jì)量站與注汽站合建。采用集油管道與注汽管道同保溫殼同溝敷設(shè)，注汽作業(yè)時(shí)注汽管道工作，采油作業(yè)時(shí)注汽管道作為集油管道伴熱線(xiàn)使用。在集油管道起點(diǎn)、注汽管道上設(shè)置疏水閥。

3 稠油集中脫水處理工藝

（1）兩段熱化學(xué)沉降脫水工藝。各計(jì)量站來(lái)液進(jìn)入一段熱化學(xué)沉降脫水罐脫出游離水，使原油含水率降到30%以下，低含水油溢流至緩沖罐，經(jīng)脫水泵加壓、加熱后，溫度達(dá)到80～90℃。然后進(jìn)入二段熱化學(xué)沉降罐進(jìn)行二段沉降脫水，合格油溢流至凈化油罐經(jīng)外輸泵加壓后外輸。該流程的關(guān)鍵是沉降時(shí)間、脫水溫度和化學(xué)藥劑的選擇。該流程的特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單、可靠性高。

（2）熱化學(xué)沉降與電化學(xué)兩段脫水工藝。熱化學(xué)沉降與電化學(xué)兩段脫水工藝流程的關(guān)鍵是一段脫水位置和二段電脫水器能否建立起穩(wěn)定的電場(chǎng)。該流程的特點(diǎn)是脫水精度高。

（3）一段熱化學(xué)靜止沉降脫水工藝。一段熱化學(xué)靜止沉降脫水工藝流程適用于原油密度大、黏度高、瀝青質(zhì)含量高的稠油處理。應(yīng)用的要點(diǎn)在于確定超稠油熱化學(xué)沉降的合理工藝參數(shù)，如脫水溫度、沉降時(shí)間、高效破乳劑和適宜的加藥量。采用多座儲(chǔ)罐分別交替靜止沉降，浮動(dòng)出油。完成沉降脫水的儲(chǔ)罐作為合格油儲(chǔ)罐使用。各種罐中采用蒸汽加熱盤(pán)管維溫加熱。一般脫水后原油含水率低于2%，污水含油率低于1000mg/L。

4 結(jié)論

超稠油集輸處理工藝技術(shù)在國(guó)內(nèi)各油田經(jīng)過(guò)多年的研究實(shí)踐，取得了較大發(fā)展。但是由于超稠油物性的多樣性、復(fù)雜性，仍存在較多的技術(shù)難題，如合理確定工藝參數(shù)（脫水溫度、沉降時(shí)間、高效破乳劑）等需要深化研究。對(duì)于內(nèi)蒙古探區(qū)而言，更需要加大研發(fā)力度，針對(duì)不同區(qū)塊的稠油物性及地面條件，選擇適宜的集輸工藝和脫水處理工藝。

（欄目主持 張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.12.026