稠油老化油處理技術的研究與應用
行業(yè)動態(tài)
1 前言
隨著遼河油田開發(fā)進入中后期，采出液含水不斷上升，油品不斷變稠，增加中的增產(chǎn)措施使采出液性質越來越復雜，使遼河油田的稠油老化油數(shù)量急劇增加。據(jù)不完全統(tǒng)計，全油田老化油總量接近10萬噸/年（折合純油）。由于稠油老化油在80℃時的粘度為400mPa·s左右，密度在0.92g/mL以上，用常規(guī)的破乳脫水手段難于處理，致使大量的老化油常年積存在在聯(lián)合站內，嚴重影響著遼河油田的安全生產(chǎn)。大量的老化油不能處理達標后外輸，既嚴重影響油田的經(jīng)濟效益，也嚴重影響油田的商品量。
該技術解決了稠油老化油無法處理這一難題，可對儲油罐中位于油水界面上的中間過渡層的老化油、污水處理站回收水池內的污油、污水處理廢棄物排放點內的污染物進行回收處理。具有分離時間短，不污染周邊環(huán)境，不造成二次污染的特點。有著很好的經(jīng)濟效益和社會效益。
2 室內研究
2.1 工作原理
先降老化油通過加熱模塊加熱到90℃左右，利用自動加藥裝置加入老化油破乳劑沉降2小時后，進入三相離心分離機，通過離心作用，使老化油中密度大的固體顆粒沉降到轉鼓壁上，油水兩相形成同心圓柱并分別排出。
破乳劑結合離心方法處理老化油技術的原理是利用老化油破乳劑的破乳功能使油水界面膜破壞，老化油進入離心機后，利用老化油中的油、水、固相顆粒相互間的比重差，并依靠離心力場使之擴大幾千倍，固相在離心力的作用下被沉降，二種液相被分離開來形成二個液層，從而實現(xiàn)渣/水/油三相分離，并在特殊機構的作用下分別排出機體。整個進料和分離過程均是連續(xù)、封閉、自動地完成。
處理流程制作了一套自動化控制軟件，通過此軟件可對處理量、溫度、處理前后老化油含水率等運行參數(shù)進行實時監(jiān)測，并通過無線遠傳將數(shù)據(jù)傳到控制室及各相關部門。另外，進料量采用變頻器控制，出油緩沖罐、出水緩沖罐采用高低液位自動控制，使得出料泵能夠自動控制啟停，并加裝高位報警裝置，以便能夠使設備安全、自動的條件下運行。
2.2 高效稠油老化油破乳劑的研制
老化油破乳劑的研制是針對冷一聯(lián)、曙四聯(lián)老化油開展起來的。遼河油田老化油是稠油老化油，粘度高，油水密度差小，老化油破乳及離心分離難度大。
因為直徑小于10微米的水滴是用任何方法都無法分離的，所以必須加入破乳劑，其目的是讓老化油中被乳化的水聚集成相對較大的水滴，然后才能借助離心力場的作用使油水迅速分離。在稠油老化油用破乳劑研發(fā)過程中，自行研制了藥劑的分子結構及合成工藝，克服原有破乳劑對老化油破乳無效的缺點。針對遼河油田的稠油老化油，合成出三大類60余種破乳劑，并使用冷一聯(lián)合站的老化油進行篩選評價，優(yōu)選出適合冷一聯(lián)合站老化油脫水的破乳劑系列配方。
2.2.1 加藥溫度的確定
實驗采用冷一聯(lián)老化油，隨著處理溫度的升高，脫水量也在增加。當加藥溫度超過90℃時，脫水量無明顯變化，因此加藥溫度90℃較佳。
2.2.2 加藥量的確定
實驗采用冷一聯(lián)老化油，加入不同的破乳劑，考察加藥量對脫水量的影響。隨著加藥量的增加，脫水量也在增加，但加藥量超過600ppm后，脫水量變化不大。針對冷一聯(lián)老化油，破乳劑A2的破乳效果較好，加藥濃度確定為600ppm。
2.2.3 稠油老化油破乳劑篩選
實驗90℃下進行，加藥量600ppm，對冷一聯(lián)老化油，A2的脫水效果較好。
2.3 稠油老化油專用臥螺離心機的研制
針對稠油老化油成分復雜、粘度高、含渣多造成的脫水難題，研制出處理稠油老化油的專用三相臥螺離心機，通過對通用臥螺離心機的結構、材質、螺旋葉片的角度和螺距、油水腔位置及液池深度等多項改進，解決了排渣不暢、磨損嚴重、油水混流等問題，實現(xiàn)了油水渣高效分離，使分離后的油中含水2.92%、水中含油1623.68mg/L、純凈油品回收率達95%，并且單機處理能力到達100m3/d，滿足了目前平均單站處理量的需求。
3 結果與討論
目前，稠油老化油處理技術已在遼河油田各聯(lián)合站全面推廣。累計處理稠油老化油8.4×104m3，回收純凈油品4.3×104m3，純凈油品回收率為95%，處理后老化油含水平均值為2.92%。老化油處理系統(tǒng)運行平穩(wěn)，滿足了遼河油田各聯(lián)合站的正常生產(chǎn)要求。
通過連續(xù)運行并跟蹤記錄數(shù)據(jù)，可以明顯看出老化油處理后平均含水從48%左右降到3%以下，滿足了正常生產(chǎn)要求。
在處理量為4m3/h、處理溫度90℃左右，加藥量600ppm情況下，老化油處理后純凈油品回收率平均值為95%。
4 結論
室內評價及現(xiàn)場試驗表明，采用破乳劑結合離心的方法處理老化油，解決了遼河油田稠油老化油破乳脫水的難題，滿足了現(xiàn)場生產(chǎn)的需要。
采用該方法處理稠油老化油，處理后原油含水平均值為2.92%，純凈油品回收率平均值為95%，能夠達到工業(yè)化生產(chǎn)的要求。
該技術提高了聯(lián)合站的有效庫容，對保障聯(lián)合站的安全平穩(wěn)運行具有重要意義。
采用該技術處理后的老化油可以直接進入原油集輸系統(tǒng)，提高了合格商品油量，經(jīng)濟效益和社會效益顯著，具有廣闊的應用前景。
