八面河油田联合站原油脱水工艺优化研究

　　摘要：八面河油田联合站原油脱水工艺随着油田开发深入，形成了一套适合自身的脱水工艺技术,但是随着近年油价持续低迷，油田经营开发方式的转变，原脱水工艺高能耗运行问题突出，已不再具有适应性。本文通过分析脱水工艺流程，找出能耗高的节点，提出了工艺优化措施，采用三相分离器低温预分水+大罐沉降脱水，配套大罐浮动出油工艺，可以降低联合站原油脱水运行能耗，助力油田开发提质增效。

　　关键词：原油脱水沉降脱水浮动出油

　　1、概况

　　八面河油田1986年投入开发，目前建有联合站1座，设计原油处理能力2100t/d，液量处理能力10000t/d，实际处理液量6776m3/d，实际处理油量1410t/d，液量处理负荷率为68%。联合站主要设备有6台三相分离器,2具3000m3一次沉降罐，2具5000m3二次沉降罐，1具5000m3净化储油罐，5台2000KW相变加热炉，2台输油泵。

　　八面河油田原油脱水工艺主要采用二级脱水，首先在接转站经三相分离器一次预分水，含水率降至70%-80%，再管输至联合站进行二次脱水，并在接转站投加化学破乳剂，延长破乳时间。联合站二次脱水采用三相分离器高温预分水(带加热盘管)+大罐沉降脱水工艺，脱水后原油含水率≤1%，脱水效果良好。

　　2、存在问题

　　联合站采用多台三相分离器，主要是为了计量各采油管理区的原油产量，但是从运行能耗分析，该脱水工艺存在能耗高的问题，在目前低油价严峻形势下，制约着油田效益开发，不具有适应性。分析其原因主要是八面河油田属于普通稠油，原油粘度高，各接转站来液外输含水较高(外输含水在70-80%)，高含水来液经三相分离器内部加热盘管脱水时，导致过多的污水升温，造成能耗浪费。

　　目前分离器油层平均温度由43.8℃升温至78.5℃，水层由43.8℃升温至52.3℃，加热耗气量为9400m3/d，年燃气费用为549万元(气价按1.6元/m3)。污水量5288m3/d，升温耗气6100m3/d，占比64.9%，污水耗能较高。

　　3、原油脱水工艺优化

　　为降低脱水能耗，联合站原油脱水工艺改造时取消高含水加热，改为三相分水器低温预分水进加热炉升温，然后进入沉降罐脱水，并配套大罐浮动出油装置，减少沉降时间，确保外交油含水指标稳定。

　　3.1预分水实验

　　为确定低温预分水及不同温度下的沉降脱水效果，2019年3月委托胜利油田中石化节能环保工程科技有限公司油田化学检测中心对联合站来液进行了预分水及大罐沉降脱水实验。根据实验数据得出：联合站进站来液在40℃下沉降40min，原油含水率为14%，水中含油为170.6mg/L。

　　3.2沉降脱水实验

　　在60℃、65℃、70℃、75℃、80℃下，对三相分离器出口含水油进行大罐沉降脱水实验，并对脱出采出水进行含油量检测。根据实验数据得出：联合站在用破乳剂投加25mg/L时(与现场投加药剂相同)，26%含水油在75℃下沉降16h，原油含水率为1.0%，满足原油含水≤1%的规定要求。

　　3.2工艺流程

　　联合站原油脱水工艺改造后采用三相分离器低温预分水+加热炉升温+大罐沉降+浮动出油工艺，工艺流程为进站来液进三相分离器进行预分水后进入加热炉加热至80℃，然后进入沉降罐进行沉降，2座沉降罐为并联运行且均设置浮动收油装置，沉降至含水率≤1%时，经外输泵增压换热器升温外输交油，净化油罐改为储油罐。

　　3.2设备校核及选型

　　1)三相分离器

　　最大进站液量7795m3/d，油量1442t/d，气量22363m3/d，根据预分水试验数据，进口温度40℃，停留时间为40min时，出口含水率为14%，目前联合站内已建三相分离器6台，停留时间为43min，预计已建三相分离器出口含水率≤20%。

　　2)相变炉+换热器

　　联合站内建有2000kW相变炉5台(配套换热器)，2台用于脱水加热，2台用于外输，1台备用，预分水后进加热炉油量为1442t/d，含水率为20%，液量为1802.5m3/d，经过换热器换热后由43℃加热至80℃，需热负荷为1945kW，已建250m2换热器可满足要求，利旧。

　　3)沉降罐

　　站内建有3000m3沉降罐2座，根据室内沉降分水试验，80℃时沉降16h，满足含水要求，根据油田实际运行经验，动态沉降时间约为室内试验数据的2～3倍，经校核已建沉降罐沉降时间为56h，满足要求，利旧。

　　4)浮动收油装置

　　在2座3#、4#沉降罐内分别设置浮动收油装置，大罐浮动出油装置可以连续自动出油，动态沉降，稳定外输含水指标。

　　5)净化油罐

　　由于设置浮动收油装置，原油经沉降后直接外输，减少净化油罐储存缓冲的环节，缩短流程，已建净化油罐作为储油罐使用。

　　6)外输泵及外输加热炉均利旧。

　　4改造效果

　　联合站原油脱水工艺优化改造，可以减少过多污水升温耗气，预计节约燃气量2300m3/d。

　　石油论文投稿刊物：《石油机械》(月刊)创刊于1973年，是国家科委批准出版，中国石油天然气集团公司主管，中国石油物资装备(集团)总公司、中国石油学会石油工程学会和江汉石油管理局联合主办的技术类月刊，国内外公开发行。

　　5结论及认识

　　1)八面河油田联合站原油脱水工艺虽然可以满足油田开发要求，但存在运行能耗高的问题，不适应目前油田经营开发方式。

　　2)通过优化联合站原油脱水工艺流程，采用三相分离器低温预分水+大罐沉降浮动出油工艺，可以使高含水加热改变为低含水加热，减少污水无效升温，降低运行能耗，建议尽快实施。

　　参考文献：

　　[1]油田油气集输设计技术手册.石油工业出版社，1994。

　　[2]黄萍.原油储罐浮动式出油装置的应用[J].石油机械.2002，30(10)，71-72。

　　[3]刘海燕.应用浮动出油装置实现原油连续平稳外输.油气田地面工程.2014，33(3)。

　　作者：朱伟生