新技術為海上油氣田平臺保駕護航
——記華東理工大學CFC型緊湊高效除油技術

2018年以來，華東理工大學“深耕藍色海疆、助力美麗中國”社會實踐團隊，攜自主研發(fā)的CFC型緊湊高效除油技術裝備赴南海和渤海海域10余個重點油氣田平臺，將實驗室技術應用到產(chǎn)業(yè)實際，幫助海上油氣田解決生產(chǎn)水處理難題，為海上油氣田保駕護航。

一年多來，該實踐團隊共編制調(diào)研報告、項目建議書10余份，形成中試方案、技術方案、調(diào)試方案30余份，發(fā)表SCI論文2篇，累計服務時長超過4000 h……

技術初登場生產(chǎn)水變成“礦泉水”

海上油氣田井下采出物為高溫高壓的油、水、氣三相混合物，在開采過程中壓力降低，采出液在管道內(nèi)流速加快，油水兩相剪切破碎，形成高乳化態(tài)油水氣混合物，采出物在平臺經(jīng)換熱冷凝相變進一步加劇了油水乳化程度。油水兩相分離不徹底會造成生產(chǎn)水油含量嚴重超標，持續(xù)排放或回注會對海洋生態(tài)及地層地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生難以逆轉的惡劣影響。

2015年，中海油湛江崖城作業(yè)公司崖13-1氣田實施降壓增產(chǎn)，生產(chǎn)水油水乳化加劇，平臺的進口生產(chǎn)水處理設施無法滿足降壓生產(chǎn)需求，將直接導致排海生產(chǎn)水油含量超標，污染海洋環(huán)境。除了油水乳化嚴重外，崖13-1氣田生產(chǎn)水還面臨礦化度高、腐蝕性強、沖擊載荷高、含微量雜質(zhì)物等問題，要想解決該難題并非易事。

華理團隊以物理分離為核心，以親/疏水纖維組合形態(tài)對乳液的破乳作用為主要研究方向，提出了采用親/疏水纖維組合強化廢水除油性能的新觀點，自主研發(fā)了CFC型緊湊高效除油技術裝備。

該項技術的特點就是利用纖維搭橋讓原本各自獨立且體積微小的油液通過碰撞聚結起來，慢慢“長大”，易于被捕獲，進而實現(xiàn)水油分離。使用華理自主CFC油水分離技術后，不但解決了崖13-1氣田平臺后期高乳化生產(chǎn)水處理難題，排海生產(chǎn)水含油量比國家控制標準還要低40%，同時取消了破乳劑的使用，經(jīng)處理后原本渾濁不清的生產(chǎn)水變成了澄清透明的“礦泉水”。

推廣產(chǎn)業(yè)應用延伸至10余個油田平臺

第一?；鸱N播下之后，CFC油水分離技術的產(chǎn)業(yè)應用遂成燎原之勢。團隊的技術服務足跡從南海的崖13-1氣田、東方1-1氣田，延伸到了渤海的錦州、曹妃甸、秦皇島等近10個油田平臺。

曹妃甸油田位于渤海灣西部。該油田所處水域水深約20 m，周圍海域為海洋捕撈區(qū)、海產(chǎn)品養(yǎng)殖區(qū)、鹽業(yè)生產(chǎn)區(qū)和海濱旅游區(qū)以及眾多的自然保護區(qū)，油田作業(yè)環(huán)境影響比較敏感，對油田操作標準要求較高。

自2018年9月使用CFC油水分離技術后，平臺處理后的生產(chǎn)水含油量較改造前降低40%以上，實現(xiàn)了平臺生產(chǎn)水的提標回注。與此同時，在CFC技術的幫助下，平臺原油產(chǎn)量增長30%以上，迄今已高效平穩(wěn)運行近一年。

做總體“設計師”開展平臺技術升級工作

“既要為祖國獻石油，也要保護環(huán)境不受污染?！遍_展科技服務，不但需要做技術過硬的“熟練工”，更要善于結合實際進行更深層次的思考，做總體“設計師”，事半功倍地解決海上油氣平臺的各種“疑難雜癥”。為此，實踐團隊著手繪制了典型平臺全流程水質(zhì)地圖。通過對典型油氣田平臺的流程摸排、取樣化驗等工作，初步建立了從南海西部到南海東部再到渤海海域典型油氣田平臺的全流程水質(zhì)地圖。所得水質(zhì)數(shù)據(jù)將作為后期新技術開發(fā)的技術儲備。

隨著油田、氣田開采深度的進一步增加，所帶來的生產(chǎn)水處理難題也日益嚴峻。2019年，崖13-1氣田平臺擬通過3次降壓生產(chǎn)保證氣田產(chǎn)能，但3次降壓，必將使生產(chǎn)水進一步乳化，增加油水分離的難度。2019年上半年，實踐團隊針對平臺3次降壓生產(chǎn)進行了系列調(diào)研、試驗，通過對原設備內(nèi)構件模塊的更換，達到在不更換設備主體的前提下實現(xiàn)對三次降壓生產(chǎn)水的達標處理。目前，團隊已完成針對3次降壓生產(chǎn)水處理二代技術的研發(fā)，對平臺技術設備進行相關升級的工作也即將開展。