三元復合驅與水聚驅地面工藝差異分析

朱啟光

(大慶油田工程有限公司，黑龍江 大慶 163712)

隨著三元復合驅驅油工藝在大慶油田的逐步推廣，三元采出液處理困難，需要單獨處理，大慶油田地面工程系統出現一定的不適應性。三元采出液的處理在油氣集輸系統依然是一段合、二段分，電脫水器適當改造的建設方式，污水處理系統完全與水聚驅分開處理。這使得油氣集輸、水處理系統的剩余能力不能利用，聚合物配置站、注水站、變電所部分能力可以利用，但是需要新建或擴建能力，配套設施會有較大量的增加。

1 三元復合驅地面工藝

1.1 油氣集輸

1.1.1 轉油放水站

轉油放水站采用三相分離器合一處理裝置，油井三元產液進三相分離器進行油氣水分離，低含水油經泵輸脫水站。污水進入污水沉降罐沉降后，一部分經泵輸至新建三元污水站，另一部分將沉降后的污水升溫后回摻。分離出的伴生氣進入已建的集氣系統。

1.1.2 脫水站

脫水站原油凈化處理采用二段脫水工藝，三元產液經轉油放水站放水后，低含水油輸至脫水站，經二段爐升溫后，由二段電脫水器進行處理，脫后凈化油經輸油泵外輸至油庫。

1.2 配注系統

配制注入系統基本采用“集中配制低壓二元、高壓二元”的總工藝流程。注水站出站高壓水在二元調配站混配為高壓二元水，再輸至各注入站;含母液表活劑的低壓曝氧深度水由二元調配站輸至配制站作為配制用水，配制低壓二元母液，再輸至各注入站。配制、注入系統主要設計參數詳見表1。工藝流程見圖1。

表1 配制、注入系統設計參數表

1.3 污水處理系統

三元污水站采用“一級沉降罐→二級沉降罐→一級石英砂-磁鐵礦雙層濾料過濾罐→二級海綠石-磁鐵礦雙層濾料過濾罐”的四段處理工藝。三元污水處理設計沉降段的設計思路為既可實現兩級連續流沉降，同時也可以實現一級序批沉降。每座沉降罐都配有雙系統，即曝氣系統和氣浮系統。

采用連續流沉降運行方式時，設計參數為:一級沉降罐水力停留時間為12 h，二級沉降罐水力停留時間8 h，合計20 h。當采用序批式沉降運行方式時，循環周期為24 h，即進水6 h、靜止沉降12 h、排水6 h。濾速:弱堿7 m/h、5 m/h;強堿6 m/h、4 m/h。

2 水聚驅地面工藝

2.1 油氣集輸

2.1.1 轉油站

水聚驅轉油站一般采用三合一(分離緩沖游離水脫除器)處理裝置，油井三元產液進三合一進行油氣水分離，高含水油經泵輸脫水站。分離出的污水升溫后回摻或熱洗。分離出的伴生氣進入集氣系統。

2.1.2 脫水站

脫水站原油凈化處理采用二段脫水工藝，轉油站來的高含水油輸至游離水脫除器，分離出游離水后，低含水原油經二段爐升溫后，由二段電脫水器進行處理，脫后凈化油經輸油泵外輸至油庫。污水外輸至污水站處理。

2.2 配注系統

聚驅采用集中配制分散注入的地面總體配注工藝，即5 000 mg/L母液集中在配制站配制，低壓輸送至分散建設的注入站;在注入站內與注水站輸送來的高壓水按比例混配均勻，最終形成母液濃度合格體系，輸送至注入井井口，注入地層。詳見圖2。

2.3 污水處理系統

聚驅常規工藝為“一級沉降罐→二級沉降罐→一級石英砂過濾罐”的三段處理工藝。采用沉降設計參數為:一級沉降罐水力停留時間為8 h，二級沉降罐水力停留時間4 h，合計12 h，濾速8 m/h。

3 差異分析及存在問題

3.1 油氣集輸

三元驅與聚驅相比，油氣集輸系統采用的工藝基本相同，但是有兩個不同，一是設備結構不同，設備結構差異見表2。二是設計參數相差較大(見表3)，主要是三合一、三相分離器及游離水的操作溫度及沉降時間、污水沉降罐的沉降時間、電脫水器的操作溫度等。尤其是污水沉降罐沉降時間延長了一倍，意味著處理相同的水量設備容積要大一倍。

表2 處理容器結構差異表

表3 主要生產運行參數差異表

聚驅調整為三元驅開發后，地面油氣集輸系統存在一定的不適應性，主要存在以下問題:

1)轉油(放水)站:由于聚驅與三元驅處理容器處理溫度及填料不同，需對三合一或三相分離器進行改造;由于進站溫度提高，需對摻水爐和摻水泵進行擴建;熱洗周期縮短，需對熱洗爐和熱洗泵進行擴建。放水站中污水沉降時間提高一倍，需擴建污水沉降罐;由于加藥種類增至5種，需擴建加藥裝置。

2)脫水站:由于聚驅與三元驅處理容器處理溫度及填料不同，需對游離水脫除器和電脫水器進行改造并擴建;污水沉降時間提高一倍，需擴建污水沉降罐。

3.2 配注系統

已建聚驅注入站若改成三元注入站存在以下問題:

1)注入站:若采用三元注入，注入站內工藝需采用“單泵單井”工藝，若原聚驅注入站采用“一泵多井”工藝，則需擴建注入泵房、增加單井注入泵、更換靜態混合器等相關設施。

2)母液管道:聚合物母液管道多采用鋼骨架塑料復合管，若采用三元注入方式，則三元母液管道需采用防腐鋼制管道，且輸送相同液量防腐鋼制管道比鋼骨架塑料復合管至少增大一級管徑。

3)三元調配站站址問題:首先需具備新建三元調配站位置;其次若采用集中建站方式，需新建三元調配站內設堿、表活劑儲罐、三元調配罐、堿、表活劑高、低壓泵以及外輸泵等相關設施。

3.3 污水處理系統

聚驅污水站改成三元污水站工藝存在以下問題:

1)工藝流程:主體工藝不滿足，三元污水處理工藝為四段流程，聚驅三段，需對主工藝流程進行擴建。

2)沉降段:停留時間不滿足，并且三元驅序批工藝中一、二段沉降規格相同，而聚驅沉降罐一段、二段沉降規格不同，無法實現序批，

3)過濾段:濾速不同，少一級過濾，相配套濾罐的回收水系統，包括回收水池及配套泵不能滿足，且三元采用氣水反沖洗流程。

4 結論

1)大慶油田目前已建水聚驅區塊在調整為三元驅開發形式時，已建設施存在不適應性，剩余能力較少，需新建處理站場，或者對已建站場進行大規模改造。

2)按照目前現有污水處理工藝，三元驅污水處理系統濾后水只能達到“雙二十”指標，且由于三元污水主要回注高滲透油層，喇薩杏油田南部高滲透油層較少，回注困難。

3)大面積進行三元驅開發后，三元污水多數不能回注本區塊，而深度水水源多為水驅污水或普通聚驅污水，造成深度水水源減少，污水平衡困難。

4)已經按聚驅設計的配注站、污水站等站場，在調整為三元驅開發時，需進行擴建，在建筑密集區，特別是薩中地區，廠區空間不足，選址困難。

隨著三元復合驅技術的推廣應用，地面建設的需求與已建地面設施的矛盾會越來越突出，需投入大量資金進行已建設施的改造，并在今后的生產過程中，需要進一步優化三元驅地面處理技術，為大慶油田的持續發展提供技術支持。

[1]中國石油天然氣集團公司.GB50350-2005油氣集輸設計規范[S］.北京:中國計劃出版社，2005.

[2]曾紹逸.油田油氣集輸設計技術使用手冊(上冊、下冊)[M］.北京:石油工業出版社，2012.

[3]岳永會.大慶油田集輸工藝低溫集輸技術試驗研究[J］.油氣田地面工程.2009，28(2):25－26.