稠油熱化學脫水技術現場試驗

王忠良 大慶油田設計院

稠油熱化學脫水技術現場試驗

王忠良 大慶油田設計院

大慶油田目前已進入特高含水開采后期，主力油層生產能力遞減，常規原油儲采比減小，油田的原油生產形勢越來越嚴峻，為了搞好產能接替，作為大慶油田第三大資源的淺層稠油的開采日益受到重視。通過現場試驗表明，熱化學脫水技術適用于稠油脫水，加藥量、停留時間、處理溫度均對稠油熱化學脫水有影響，其中加藥量、處理溫度對稠油熱化學脫水的影響尤為顯著。在加藥量200mg/L、處理溫度70℃、停留時間為20h時，脫后污水中含油量小于1000mg/L，油中含水率在1.0%以下；在加藥量200mg/L、處理溫度75℃、停留時間為20h時，脫后污水中含油量小于1000mg/L，油中含水率在0.5%以下。

稠油；熱化學脫水；現場試驗；溫度；停留時間；加藥量

1 試驗目的

大慶油田目前已進入特高含水開采后期，主力油層生產能力遞減，常規原油儲采比減小，油田的原油生產形勢越來越嚴峻，為了搞好產能接替，作為大慶油田第三大資源的淺層稠油的開采日益受到重視。大慶地區原油在流體性質上表現為“兩中三低”的特點，“兩中三低”是指含蠟量、含膠及瀝青質中等，原油黏度、密度、凝固點相對較低，屬普通稠油，具有一定的流動性[1]。

與低黏原油相比，稠油中所含的膠質、瀝青質含量高，其突出的特點是黏度大，密度大，使得稠油油田地面建設工程中的集輸、脫水等工藝均不同于低黏原油，而且大慶油田地處高寒地區，加大了稠油處理的難度。目前，大慶油田現有的脫水工藝技術難以適應稠油地面生產的需要，有必要通過研究來探索適合大慶油田特點的稠油脫水技術。

江37區塊位于黑龍江省泰來縣湯池鎮，為大慶油田外圍的稠油區塊[2]，依托該區塊開展稠油熱化學脫水現場試驗，確定處理溫度、停留時間、加藥量等工藝參數。

2 試驗過程

熱化學脫水試驗在江37區塊一號平臺（包括江37—30—斜10、江37—32—斜10和江37—32—12共3口油井）進行，利用3口井的采出液進行熱化學脫水試驗。3口井總產液量為4.0m3/d，含水率40%。3口井產液經井口電加熱器升溫后，進入熱化學脫水試驗裝置進行脫水，脫后的原油和含油污水分別進入到2個30m3井口高架罐中。現場試驗流程見圖1。

圖1 熱化學脫水試驗流程

熱化學脫水試驗裝置裝有4個功率為10kW的電熱棒，用于對裝置內處理介質維溫和加熱。

在現場通過改變熱化學脫水試驗裝置的處理溫度、加藥量以及停留時間等參數，開展稠油熱化學脫水處理試驗。

2.1 溫度對稠油采出液熱化學脫水的影響

（1）試驗條件。脫水溫度為70、75℃，加藥量為200mg/L，停留時間為20h。

（2）試驗結果。圖2、圖3是溫度為70、75℃的稠油采出液熱化學脫水影響試驗曲線。從圖2、圖3中可以看出：在加藥量為200mg/L、停留時間為20h、沉降溫度在70℃時，稠油脫后油中含水率小于1%，污水中含油量小于500mg/L；當沉降溫度為75℃時，脫后油中含水率小于0.5%，污水中含油率小于400mg/L。上述結果表明，處理溫度對稠油脫水影響較大，適當地提高脫水溫度有利于稠油脫水。

2.2 停留時間對稠油采出液熱化學脫水的影響

（1）試驗條件。加藥量為200mg/L，處理溫度為70、75℃，停留時間為12～24h。

圖2 70℃時稠油采出液熱化學脫水影響試驗曲線

圖3 75℃時稠油采出液熱化學脫水影響試驗曲線

（2）試驗結果。圖4、圖5為70、75℃時不同停留時間對脫水影響的曲線，從圖4、圖5可以看出：當脫水溫度為70℃時，隨著停留時間的增加，脫后原油的含水率由停留時間12h的6.48%，下降至停留時間為24h的0.59%，在停留時間為20h時，脫后原油含水率可以達到0.79%，小于1%的技術指標；當脫水溫度為75℃時，隨著停留時間的增加，脫后原油的含水率由停留時間12h的平均1.98%，下降至停留時間為24小時的0.28%，在停留時間為20h時，脫后原油含水率可以達到0.46%，小于0.5%的技術指標。

圖4 70℃時不同停留時間對脫水影響的曲線

圖5 75℃時不同停留時間對脫水影響的曲線

2.3 加藥量對稠油采出液熱化學脫水的影響

（1）試驗條件。加藥量為50～300mg/L，處理溫度為70、75℃，停留時間為20h。

（2）試驗結果。圖6、圖7為70、75℃時不同加藥量對脫水影響的曲線。從圖6、圖7可看出：在處理溫度為70℃、停留時間為20h的情況下，隨著破乳劑投量的增加，脫后油中含水率隨著加藥量的增加而降低，當加藥量達到200mg/L時，脫后油中含水率達到0.8%；在處理溫度為75℃、停留時間為20h的情況下，隨著破乳劑投量的增加，脫后油中含水率降低，在加藥量達到200mg/L時，脫后油中含水率達到0.46%。

圖6 70℃時不同加藥量對脫水影響的曲線

圖7 75℃時不同加藥量對脫水影響的曲線

3 結論

通過現場試驗表明，熱化學脫水技術適用于稠油脫水，加藥量、停留時間、處理溫度均對稠油熱化學脫水有影響，其中加藥量、處理溫度對稠油熱化學脫水的影響尤為顯著。

在加藥量200mg/L、處理溫度70℃、停留時間為20h時，脫后污水中含油量小于1000mg/L，油中含水率在1.0%以下；在加藥量200mg/L、處理溫度75℃、停留時間為20h時，脫后污水中含油量小于1000mg/L，油中含水率在0.5%以下。

[1]李青民．大慶西部外圍稠油提高采收率技術室內實驗研究[D]．大慶：大慶石油學院工程碩士專業學位論文，2008.

[2]李玉華，鄭玉泉，呂莉莉，等．稠油流變性研究[J]．油氣田地面工程，2007，26（11）：12-13.

（欄目主持 楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.4.005