集中除垢工藝在油田集輸管線(xiàn)中的應(yīng)用

蘇海燕 韓晶 李勝男 張榮帥 王英波 王紅燕

摘要：經(jīng)過(guò)調(diào)查了解發(fā)現(xiàn)當(dāng)前油田集輸管線(xiàn)運(yùn)輸過(guò)程中，管線(xiàn)較容易出現(xiàn)聚垢現(xiàn)象，這種現(xiàn)象影響了油氣的運(yùn)輸。而且筆者在調(diào)查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)當(dāng)前油田集輸管線(xiàn)的防垢措施有限，因此筆者以某油田為例來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究，筆者與實(shí)驗(yàn)人員在地面模擬了管線(xiàn)結(jié)垢的環(huán)境，并且發(fā)現(xiàn)這種結(jié)垢物質(zhì)能夠在特定的工藝技術(shù)下快速分解，從而實(shí)現(xiàn)快速除垢。這種快速除垢技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于提高油田的傳送速度具有明顯的效果，本文就結(jié)合某油田來(lái)探討油田集輸管線(xiàn)集中除垢工藝的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：集輸管線(xiàn);集中除垢;研究與應(yīng)用

油田生產(chǎn)環(huán)境和過(guò)程十分復(fù)雜，產(chǎn)出液生產(chǎn)過(guò)程中需要從井筒、井口一直到達(dá)地面的集輸系統(tǒng)，其采出液的溫度、含水率等都會(huì)產(chǎn)生很大的變化，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致集輸管線(xiàn)出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象，進(jìn)而會(huì)影響油田的正常運(yùn)輸。筆者運(yùn)用實(shí)驗(yàn)室法對(duì)采出液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析影響油田集輸管線(xiàn)的因素。然后在此基礎(chǔ)之上對(duì)某油田的除垢工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得在快速除垢的基礎(chǔ)上保障管線(xiàn)中產(chǎn)出液能夠穩(wěn)定的運(yùn)行，并且極大的改善產(chǎn)出液的質(zhì)量，并為后續(xù)的工序降低除垢壓力。

一、油田集輸管線(xiàn)結(jié)垢的影響因素

1、原油含水率

原油中是含有一定的水分的，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)鈣、鎂離子在水、油中的溶解度是不同的，而鈣、鎂離子在水中的溶解度是遠(yuǎn)大于在油中的溶解度的。選用某油田的一部分原油作為實(shí)驗(yàn)材料來(lái)研究原油含水率與集輸管線(xiàn)結(jié)垢的關(guān)系，取用實(shí)驗(yàn)原油500g，于室溫下靜置一個(gè)月，然后過(guò)濾沉淀烘干稱(chēng)重，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，原油中含水量越大，油田集輸管線(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象越嚴(yán)重。筆者經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)如果原油中含水率過(guò)高，建議在運(yùn)輸之前先對(duì)原油進(jìn)行脫水以降低結(jié)垢率。

2、管線(xiàn)中的流速

選取某油田中混合采出液500g來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，然后采用不同的攪拌速度對(duì)采出液進(jìn)行攪拌，然后再進(jìn)行過(guò)濾沉淀，筆者在不同的流速下觀測(cè)管線(xiàn)中的流速與結(jié)垢的關(guān)系。為保證實(shí)驗(yàn)就有參考性，需保證混合采出液的溫度、質(zhì)量、含水率一致，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在其他變量相同的情況下，原油的速度越快沉淀越少，并且筆者發(fā)現(xiàn)當(dāng)流速達(dá)到2m/s及以上時(shí)，油田集輸管線(xiàn)結(jié)垢不顯著，水流速與集輸管線(xiàn)結(jié)垢關(guān)系圖如下圖所示。因此筆者建議在傳輸過(guò)程中將傳輸速度控制在2m/S以上。

3、溫度

取用一定的采出液來(lái)測(cè)定溫度對(duì)于結(jié)垢的影響，將含水量一定的采出液平均的分成5份，分別放置于溫度20℃、30℃、40℃、50℃、60℃環(huán)境中，并控制水流速度相同。然后對(duì)五份溶液中的鈣、鎂離子的濃度進(jìn)行觀測(cè)，實(shí)驗(yàn)測(cè)量發(fā)現(xiàn)，采出液鈣、鎂離子的濃度會(huì)隨著溫度的升高而降低，這就表明隨著溫度的升高，結(jié)垢現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重。而且，筆者發(fā)現(xiàn)50℃是一個(gè)分界點(diǎn)，溫度達(dá)到50℃及以上時(shí)，采出液中兩種離子的溫度會(huì)出現(xiàn)驟降，因此筆者建議溫度要控制在50℃以下。^【1】

二、油田集輸管線(xiàn)集中除垢工藝研究

筆者經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，原油的含水率、水流速度、溫度都會(huì)對(duì)結(jié)垢產(chǎn)生一定的影響，因此筆者在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上來(lái)設(shè)計(jì)除垢工藝。筆者針對(duì)于上述的影響因素，設(shè)計(jì)了除垢工藝并對(duì)除垢工藝不斷進(jìn)行改造，筆者在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)以定點(diǎn)除垢的方式來(lái)除垢效果比較明顯，于是筆者設(shè)計(jì)了定點(diǎn)的除垢工藝。采用并聯(lián)加串聯(lián)的模式來(lái)進(jìn)行除垢，這種模式能夠確保一組裝置出現(xiàn)故障時(shí)不會(huì)影響除垢工作的正常進(jìn)行，可以拆除故障的裝置然后切換成另一組裝置來(lái)進(jìn)行除垢工作。本除垢工藝中單個(gè)的除垢裝置采用不銹鋼制成，并裝有溫度加熱器，當(dāng)油田集輸管線(xiàn)中經(jīng)過(guò)采出液時(shí)，溫度加熱器為液體提供一定的溫度。并且裝置上裝有過(guò)濾網(wǎng)，過(guò)濾網(wǎng)能夠?qū)⒔Y(jié)垢進(jìn)行析出。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，本除垢工藝裝置拆卸較為方便且除垢效果較為明顯，因此本次除垢工藝較為成功。^【2】

三、除垢工藝的實(shí)際應(yīng)用

針對(duì)于上述實(shí)驗(yàn)，筆者在某油田對(duì)上述除垢工藝進(jìn)行了除垢現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。經(jīng)過(guò)筆者對(duì)該油田的工作人員進(jìn)行了解，該油田的產(chǎn)液量為25t/天，產(chǎn)出液中的含水率為25%，其中產(chǎn)出液中鈣、鎂離子的濃度為59563mg/L，其中該產(chǎn)出液中鈣離子的含量較高。筆者經(jīng)過(guò)油田工作人員介紹該油田的集輸管線(xiàn)每周需要進(jìn)行熱洗來(lái)除垢，并且在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)大概30-45天油田就需要更換集輸管線(xiàn)。針對(duì)于上述情況，筆者對(duì)該油田應(yīng)用了上述的豎并聯(lián)、橫串聯(lián)的除垢工藝。依據(jù)油田的產(chǎn)量，筆者在油田集輸系統(tǒng)上安置了兩組除垢裝置，并依據(jù)上述工藝對(duì)裝置進(jìn)行了串并聯(lián)裝置。筆者對(duì)應(yīng)用過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的觀察和記錄，加熱器的溫度調(diào)整為45℃，筆者發(fā)現(xiàn)油田集輸管線(xiàn)中并無(wú)明顯的結(jié)垢現(xiàn)象。筆者依據(jù)調(diào)查記錄將除垢周期調(diào)整為13天，并且筆者對(duì)管線(xiàn)中進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn)，管線(xiàn)中并無(wú)結(jié)垢現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，本油田除垢工藝連續(xù)性較好且除垢工藝效果較好。^【3】

總結(jié)

綜上所述，油田集輸管線(xiàn)結(jié)垢問(wèn)題已經(jīng)嚴(yán)重影響了油田產(chǎn)出液的運(yùn)輸和后續(xù)加工過(guò)程。筆者對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)原油的含水率、水流速度以及溫度都會(huì)對(duì)結(jié)垢產(chǎn)生很大的影響。因此，結(jié)合上述研究發(fā)現(xiàn)筆者設(shè)計(jì)了串并聯(lián)除垢工藝，并在某油田進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)該除垢工業(yè)以的除垢效果較佳，并且裝置拆裝比較方便。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠第二油礦）