三塘湖油田原油破乳技术研究.ppt

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1、三塘湖油田原油破乳技术研究,三塘湖采油厂夏丹二0一四年十二月,项目实施及取得成果,推广应用情况及经济效益,1,一,1,二,1,三,项目背景和目的,结论及建议,1,四,汇 报 提 纲,一、项目背景和目的,（一）原油破乳脱水工艺流程（二）装置、工艺存在问题（三）原油储输能力现状（四）原油破乳脱水现状分析,三相分离器,塔顶分离器,供燃料气,站外来液,去污水处理系统,原油提升泵,塔顶空冷器,去装车外运,轻烃提升泵,装车泵,放空,原稳塔,储油罐,塔底增压泵,油区污油泵,分离缓冲罐,事故罐,破乳剂加药点,（一）原油破乳脱水工艺流程,1.脱水关键设备效率降低,（1）三相分离器内部元件堵塞严重，影响脱水效果。

2、换热盘管间隙及表面被油泥堵塞。换热效率降低，三相来液升温困难。波纹板堵塞。造成油滴浮升的距离加长，水流的稳定性变差，分离后的油滴、水滴在第二沉降段重新混合在一起，相当于沉降时间缩短，脱水效果变差。,（二）装置、工艺存在问题,（二）装置、工艺存在问题,内部元件堵塞导致三相内无法建立稳定油水界面，致使三相处理后油中含水、水中含油超标。,被污染的调节池,三相分离器处理指标统计表,（2）破乳剂加药泵流量调节不精确，误差大。长期运行中振动导致排量表调节螺母松动，出现零位漂移现象。实际加药量和设定值误差大，造成处理后原油含水超标。,零位漂移,零位正常,1.脱水关键设备效率降低,（二）装置、工艺存在问题,单

3、独牛圈湖输液时实际加药量与工艺所需加药量对比,回掺时实际加药量与工艺所需加药量对比,1.脱水关键设备效率降低,（2）破乳剂加药泵流量调节不精确，误差大。,为检查破乳剂实际加药量与工艺所需加药量的误差，我们选取了1月份十天的数据进行统计分析。,（二）装置、工艺存在问题,2.系统进料组成变化大,（二）装置、工艺存在问题,近年三塘湖各区块产量统计表,连续三年，各区块液量变化大，脱水系统进料组成变化，使破乳剂适应性变差。,3.原油物性发生变化,M56区块与其它区块原油物性参数对比统计,随着近两年原油开发的不断发展，部分原油物性和原来老区原油物性差异大，需要调整破乳剂配方。,（二）装置、工艺存在问题,（

4、三）原油储输能力现状,储油罐外运期间边进边输，导致原油外运含水超标。,为杜绝三相处理后污水含油超标严重，污染污水系统。回掺采取间歇运行方式，导致回掺时间延长，储油罐沉降时间缩短。随着产能开发建设，三塘湖区域产量大幅度上升，液量增大，将进一步延长回掺时间，外运期间继续回掺，导致原油外运超标。,2013年年底至2014年上半年处理量及沉降时间对比,（四）原油破乳脱水现状,2013年年底至2014年上半年三相分离器出口原油含水统计表,（1）处理后原油含水高，重复处理量大,为确保外运原油含水达标（0.5%），联合站外运前需对储油罐进行排底水。,原油处理系统重复处理量统计表,（四）原油破乳脱水现状,（1

5、）处理后原油含水高，重复处理量大,（2）破乳剂适用性调查,破乳剂使用浓度迅速增长。自2013年年底开始，所用破乳剂FC-0803脱水效果日趋变差，破乳剂浓度持续增长。,2013年年底至2014年上半年破乳剂使用浓度跟踪统计,（四）原油破乳脱水现状分析,现用破乳剂配伍性差。通过现有破乳剂脱水效果实验显示，破乳剂浓度需达到170mg/L以上，效果最佳。但在实际生产中，由于脱水系统进液量波动大、分离设备三相分离器内部元件堵塞严重，破乳剂的浓度需达到200mg/L才能勉强满足生产要求。,（四）原油破乳脱水现状,马56区块原油破乳效果,三相水出口样品,（四）原油破乳脱水现状,通过采用目前现场使用的FC-

6、0803破乳剂与各区块原油进行破乳试验，其中对马56区块、芦101区块和干化池试验发现，脱水后原油油水界面不清，上部原油乳化严重，含水达到10%以上。,M56区块原油现场破乳剂脱水试验,结合以上四方面因素，为确保原油外运合格，并降低破乳剂使用成本，急需通过新方法、新技术研究三塘湖原油破乳技术，降低外运含水。,三、项目实施及取得成果,优化系统集液方式，降低系统波动优化脱水装置运行条件，提高脱水效果优化装置工艺，延长沉降时间配制新型破乳剂，降低破乳剂消耗量,（一）优化系统集液方式，降低系统波动,一个措施，一个创新点：技术措施：平稳系统进液量技术创新：优化老化油回收处理,技术措施：稳定系统进液量。优

7、点：平稳了来液量，杜绝了液量波动过大引起的温度波动和系统冲击，提高了原油脱水效果。,牛东接转站输液方式优化前后数据对比,（一）优化系统集液方式，降低系统波动,集液方式优化前后联合站瞬时处理液量波动对比,（一）优化系统集液方式，降低系统波动,措施背景：联合站污水系统及站外干化池的老化油由于长时间对空存放，油品复杂且杂质多，回收对系统波动大，最严重时大量原油进入污水系统，造成污水系统设备设施污染。,技术创新：优化老化油回收处理，降低系统波动。,未污染的污水系统调节池,被污染的污水系统调节池,（一）优化系统集液方式，降低系统波动,（1）降低污水系统进油量。创新点：三相分离器水出口管线改造，防止不合格

8、污水进入污水系统。,三相分离器水室出口收油流程,原油稳定系统,污水处理系统,油区污油池,目的：当水出口含油超标时，为防止污染污水系统。停运三相后可将水室内液体排至污油池。,优点：有效防止含油污水进入污水处理系统，污染系统，增加收油强度。,（一）优化系统集液方式，降低系统波动,（2）优化污水系统各节点收油流程,创新点1：在调节池与隔油池之间增加一台收油泵，可同时对隔油池和调节池进行收油。,调节池,隔油池,收油泵,创新点2：对生化池隔油槽增加收油流程,回收至污油池,（一）优化系统集液方式，降低系统波动,老化油回收时系统参数调整,（3）优化老化油回收时系统运行参数，提高脱水效果,（一）优化系统集液方

9、式，降低系统波动,优化前、后老化油回收时系统关键参数对比,实施后，老化油回收量及其对系统的影响明显减少，处理后水质明显好转，未出现水质含油超标的现象。,技术效果：,（一）优化系统集液方式，降低系统波动,（二）优化脱水装置运行条件，提高脱水效果,（1）优化三相分离器运行条件一个措施，一个创新点：技术措施：清理三相分离器，恢复内部元件换热和脱水性能 技术创新：实现三相分离器温度远程不间断监控（2）精确破乳剂加药量一个创新点：技术创新：实现变频双级加药，精确破乳剂加药量。,（二）优化脱水装置运行条件，提高脱水效果,技术措施：清理三相分离器，恢复内部元件换热和脱水性能。对三相分离器盘管、波纹板进行清淤

10、、除泥，从而提高了三相分离器的分离效果。,清理后波纹板,清理后盘管,清理前盘管,清理前波纹板,（1）优化三相分离器运行条件,技术创新：实现三相分离器温度实时监测与控制。将现有的温度变送器改装至三相分离器油出口温度计位置，实现三相分离器油出口温度远程监控调节。,现场调研制定施工方案,温度变送器选型、购买,安装变送器连接电源,传输信号组态重组,实现三相温度远程监控,（二）优化脱水装置运行条件，提高脱水效果,导热油调节阀,技术效果：,实现油出口温度实时监控及调整，确保三相脱水温度平稳。,（二）优化脱水装置运行条件，提高脱水效果,改造前数据选取时间：2014.05.20改造后数据选取时间2014.09

11、.20,技术效果：,（二）优化脱水装置运行条件，提高脱水效果,实现油出口温度实时监控及调整，确保三相脱水温度平稳。,（2）实现变频双级加药，精确破乳剂加药量。技术创新：安装一台变频器，改单级流量调节为双级流量调节。技术措施：对排量表进行重新调零后，通过排量调节将流量调节表调整至日常生产所需最大值，锁定排量调节螺母。在此基础上，根据来液量和加药浓度调节变频器频率。,变频器,排量表,（二）优化脱水装置运行条件，提高脱水效果,理论依据：变频器的工作原理主要是通过改变电动机的转速，以达到改变计量柱塞泵冲次（冲程次数）的目的，最终改变泵的排量。当变频器频率升高时，泵转速增加，从而排量增加。变频器调节功率

12、和柱塞冲次成正比例关系。即：F1/F2=f1/f2 加药泵柱塞冲次与排量成正比例关系.即：f1/f2=V1/V2 得出变频器调节功率和加药泵排量成正比例关系。即：F1/F2=V1/V2,（二）优化脱水装置运行条件，提高脱水效果,技术效果：精确了破乳剂加药量，杜绝了因破乳剂加药量不足造成的原油含水超标现象。,（二）优化脱水装置运行条件，提高脱水效果,牛圈湖输液时实际加药量与工艺所需加药量对比,（三）优化脱水工艺流程，延长沉降时间,一个措施，一个创新点：技术措施：投运2具分离缓冲罐及原稳系统，延长原油沉降时间。技术创新：投运1具外输罐，与储油罐互倒使用。,技术措施：投运2具分离缓冲罐及原稳系统，延

13、长原油在系统中停留时间。利用原油提升泵的搅动使破乳剂在介质中分布更加均匀。,投运分离缓冲罐、原稳系统后原油停留时间统计,（三）优化脱水工艺流程，延长沉降时间,技术创新：投运一具外输罐，与储油罐互倒使用。,储油罐、外输罐交替使用后一罐进液、一罐沉降后、排污，并外运。一个切换周期为6天。,储油罐、外输罐互倒使用工作程序,（三）优化脱水工艺流程，延长沉降时间,排污管线,至事故泵,排污管线,不合格原油进事故泵,排污,排污,至联合站污油池,不合格原油进事故泵,去储油罐,去事故罐,卸油台来液,三相来液,去给油泵,事故罐至装车泵,稳后原油,进外输罐,出 口,装车泵来油,进口,出口,出口,预留,2#外输罐,事

14、故罐,装车泵,去装车鹤管,储油罐,1#外输泵,进口,外输罐进油流程,外输罐装油流程,外输罐排污流程,外输罐、事故罐压罐流程,（三）优化脱水工艺流程，延长沉降时间,投运外输罐前、后原油外运参数对比,（三）优化脱水工艺流程，延长沉降时间,（四）配制新型破乳剂，降低破乳剂消耗量,技术创新：开展三塘湖油田原油破乳剂配伍性试验，寻找出一种适合三塘湖原油的高效破乳剂。,自一季度以来，我们先后与4家破乳剂厂商联络，最终选择两家资质完整且有合作意向的厂家进行了破乳剂配伍性试验。,（四）配制新型破乳剂，降低破乳剂消耗量,1.利用混合样、联合站进站阀组管网油样进行破乳剂试验开展初步筛选。2.利用初次筛选出的破乳剂

15、对M56、芦101、条17油样分别进行单独的破乳剂配伍试验。3.不同工艺下原油破乳剂试验，最后筛选出1-2中效果较好的破乳剂。4.利用筛选出的破乳剂开展温度、浓度试验，确定脱水效果最佳破乳剂浓度和温度。5.最后按照不同的比例配比老化油和混合油样，确认老化油掺入系统进行处理时，对系统脱水效果影响最小的比例，从而确定最佳回掺量。,（1）破乳剂筛选步骤,利用27种破乳剂进行试验，初次筛选后2#、20#、23#、24#、17#，5个型号1小时的破乳剂脱水量较高。,（四）配制新型破乳剂，降低破乳剂消耗量,第二轮筛选后，24#破乳剂2小时脱水量最高，但0.5小时脱水量不佳，快速脱水效果差；20#和17#破

16、乳剂综合脱水效果最好，选择这3种破乳剂进行复配试验。复配比例：YH-1：17#：20#=2:1;YH-2：17#：24#=2:1;YH-3：17#：24#=1:1;,（四）配制新型破乳剂，降低破乳剂消耗量,表3 混合油破乳实验数据,在第一轮试验中，通过27中破乳剂进行筛选，,YH-1型复配破乳剂0.5小时及2小时脱水量均高于单剂和其它2种复配破乳剂。据此，确定最佳混合油破乳剂配方为YH-1：17#：20#=2:1。,（四）配制新型破乳剂，降低破乳剂消耗量,YH-1型复配破乳剂破乳脱水效果高于现场用破乳剂。,现场破乳剂脱水效果,YH-1破乳剂脱水效果,（四）配制新型破乳剂，降低破乳剂消耗量,通过

17、对M56区块原油进行破乳剂实验，YH-1型破乳剂脱水效果明显好于其它破乳剂。,（四）配制新型破乳剂，降低破乳剂消耗量,70、250mg/L条件下，YH-1型破乳剂的2小时净化油平均含水率为1.80%，破乳脱水效果较好。,（四）配制新型破乳剂，降低破乳剂消耗量,（2）开展破乳剂现场试验，确定破乳剂使用浓度YH-1型破乳剂自8月28日投入生产进行破乳试验。,（四）配制新型破乳剂，降低破乳剂消耗量,YH-1型破乳剂现场脱水统计表,FC-0803破乳剂现场脱水统计表,通过对两组试验数据进行对比，三相油出口含水由2.8%降为1.4%，水出口含油360mg/L降为80mg/L,破乳剂浓度由200ppm降至

18、110ppm。提高三相处理效果，降低污水装置含油量。,（四）配制新型破乳剂，降低破乳剂消耗量,三、推广应用情况及经济效益,1.推广应用情况,通过对联合站脱水系统工艺、设备进行优化改造后，为破乳剂提供了最佳运行环境，自9月中旬新型破乳剂YH-1正式投入使用。,10月上旬原油破乳效果及重复处理量统计,（1）破乳剂浓度由200mg/L下降至110mg/L，下降40%，处理每万方来液节约破乳剂费用：104（200-110）10-616000=1.5万元（2）处理每万方来液重复处理量由年初440m3下降至225m3,每万方来液节约成本：燃气费用：661919542151.0=728元 节约电费：2151

19、07.50.85+21550110.85=177元 节约破乳剂费用：21511010-616000=378元 总计每处理万方来液，可节约各项费用1.62万元，全年三塘湖区域产量28.4万吨(其中3万吨为西探产量)进行计算，液量约75万方。可节约费用122万元。,2.经济效益,三、推广应用情况及经济效益,通过研究三塘胡油田原油破乳技术，对现有的工艺及设备设施的运行进行了优化改造，从而提高了原油破乳脱水效果，在确保原油外运合格同时降低了重复处理量。开展了破乳剂配伍实验配制出一种更加适合三塘湖油田原油的新型破乳剂，使破乳剂使用量大幅下降，在提高脱水效果的同时节约了运行成本。,1、结论,四、结论及建议

20、,2、建议,四、结论及建议,（1）加密三相分离器内部清理频次，在下次清理时截断部分换热盘管，降低堵塞率，增加换热面积。,（2）在牛东接转站增加破乳剂投加点，使来液在系统中提前破乳，提高脱水效果。（加药装置可用五缸注水泵房闲置设备）,分离缓冲罐,联合站生产汇管,事故罐,牛东接转站原油流程,四、结论及建议,（3）在计划建设的M56接转站增加加热设施及破乳剂流程，在未来实现管输后可使其提前破乳，从而降低联合站原油破乳难度，提高脱水效果。,四、结论及建议,由于马56区块原油较稠，55、60条件下，原油破乳脱水效果差，净化油含水率高；70、80条件下，原油破乳脱水效果较好，净化油含水率分别达到3.69%和2.75%，80较70破乳脱水效果提高不多，从现场工艺及节能角度考虑，确定70较为经济合适。,汇报结束请各位领导专家批评指正谢谢！,