高效油气水三相分离器及其应用效果分析.pdf

2 O o 4 年9 月 青海 石 油 第2 2 卷第3 期 高效油气水三相分离器及其应用效果分析 罗 剑‘ 方世跃‘ 兰为民 罗明舫 青海油田公司采油一厂 摘要高效油气水三相分离器是在传统的油田油气水处理中集两相分离、 三相分离、电脱 水器分离为一体的高科技、高技术处理设备，它的投产应用标志着油田油气水处理发展又将迎来 一 个新的契机． 主题词高效油气水三相分离器 应用 效果分析 1 ，前言 青海油田采油一厂花土沟 5 0万吨联合站的建成投产， 标志着油田油气水处理的一个新 的起点．它使高科技项目 得以施展， 高技术设备得以应用，高素质人才得以发挥．一切的新 事物能否得以发展必然要经过实践的检验，我们就针对高效油气水三相分离器在花土沟 5 0 万吨联合站的投用做一阐述。 油田油气水分离是一项技术要求高的复杂工艺。随着石油工业的高速发展，原油油气水 分离流程也在不断的改进和完善，从古老的传统工艺向先进的现代工艺流程发展；从原始的 多项设备、多种方法的繁杂脱水流程向综合脱水效率高的单体脱水流程发展。先进的原油分 离工艺流程应能满足现代化先进技术的要求，因为，在进行原油油气水分离工艺流程的设计 时，必须按照现代的技术要求设计．这些技术要求综合起来大体有以下几点 1 、综合利用各种原油分离工艺原理，达到高效率，油清、水清、质量稳定； 操作管理 方便；运行安全可靠生产成本低，经济效益高。 2 、以最少的热能消耗使脱水工艺过程处于最佳的热力条件，为此，应选用高效加热设 备，并筛选低温性能好的化学破乳剂。 3 ．以最少的动力消耗使原油分离工艺过程处于最佳的压力条件，为此， 应采用压力降 小的设备，采用化学降粒，降阻措施，并充分利用地层能量和各种采油机械的剩余能量，尽 量减少增压过程． 4 、在满足上述各种要求的基础上，力求选用的设备优质高效并采能承受一定压力． 高效油气水三相分离器简介 ’ 罗 剑。 助理工程师，1 9 9 9 年毕业于四川大学 机械设计专业，现在采油一厂花土沟联合站工作． ’ 方世跃， 助理工程师，1 9 9 9 年毕业于石油大学 华东热能工程专业。现在采油一厂花土沟 联合站工作． 通讯地址甘肃敦煌七里镇邮编 7 3 6 2 0 2 维普资讯 青海石 油 2 0 0 4年9月 1 结构简图 1 ． 液组件 2 ． 原油进口； 3 ． 布液板； 4 ． 挡板；5 ． 排沙 泥口 6 ． 填料装置； 7 ． 出油口；8 ． 出水口；9 ． 油水分离室；1 0 ． 水室调节阀1 1 ． 出气口1 2 ． 填料装置 2 工作原理 油、 气、 水混合物进人高效三相分离器气液分离区， 依靠重力分离及碰撞分离脱除少量 伴生气， 油水混合物自隔板底部进入板槽式布液器再进入分离室， 在分离室内油水经两级填 料聚结、聚流后脱除原油中的剩余水和污水中的浮油。净化油进入油室流出三相分离器， 合 格污水进人水室流出三相分离器。分离室内分离出的少量伴生气经丝网捕雾器除液后流出三 相分离器。 3 主要技术特点 1 采用板槽式布液技术，加快油水分离速度，提高水洗破乳效率． 2 采用聚结、聚流分离填料，改善分离条件，提高油、水分离效率． 3 针对部分井出砂问题，采用斜板出砂工艺及内压助排排砂工艺， 提高了除砂 泥 效率 粒径 7 5 u m ， 除砂率 9 5 ％ ， 保证了容器内不积砂 泥 ， 不影响设备分离效果． 4 三相分离器油、水液位及压力自动控制，基本实现操作自动化。 5 配套使用具有油净、水清、界 面齐、 无挂壁 现象的 破乳剂，以 确保三相分离器长期 平稳运行． 3 ．应用情况 维普资讯 第2 2 卷第3 期 罗剑 高效油气水在相分离器及其应用效果分析 6 l 1 应用的可行性实验 分析 基于原油分离现代技术的要求及油田高速发展的需求和油田开发各个阶段的具体情况 一 原油物性及含水量的变化，因地制宜，花土沟联合站选用了 科技含量高的原油油气水分离 设备一高效三相分离器。其设计基础数据如下 1 处理量 表l 设计处理能力表 序号 项目 单位 参数 l 设计处理油量 t／ d 8 2 2 2 进口 原油含水 ％ 5 0 3 波动系数 1 ． 2 4 设计处理液量 t ／d l 9 7 2 ．8 5 设计处理气量 N m 3 ／ d 5 “ i 0 2 主要技术指标 表2 技术指标表 序号 项目 单位 参数 l 进口 原油含水 ％ 5 0 2 出口原油含水 ％ 0 ． 5 3 出口 污水含油 n a g ／ I 3 0 0 4 气口 含液量 g ／ N m 0 ．0 5 3 操作条件 表3 操作条件表 序号 项目 单位 参数 l 操作温度 ℃ 6 5 7 0 2 设计温度 ℃ 9 0 3 操作压力 Mp a 0 ． 3 O _ o ． 3 2 4 设计压力 Mp a 0 ． 6 4 5 安全阀定压 Mp a 0 ．6 4 4 原油常规物性 维普资讯 6 2 青 海石 油 2 O o 4年9月 表4 原油常规物性表 序号 地点 比重d 4 比重d 4 。 粘度m p a ． s 凝点℃ 含蜡量℃ 沥青胶质含量％ l 沟口输油站 0 ． 8 3 9 6 0 ． 8 4 7 6 l 6 ． 5 3 l 9 l O ． 6 2 l 2 ． 8 O 2 采油三厂 0 ． 8 7 0 2 0 ． 8 7 4 9 l 7 ． 7 9 l 9 l 1 ． 7 9 l 2 ． 4 0 5 输油粘温关系表 表5 原油测试数据 地 不同温度下的粘度值 m p a ． s 点 序号 剪切速度 s 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 l 5 0 l 7 5 ． 0 4 2 5 ． 3 8 l 6 ． O O l 3 ． 1 9 l 1 ． 6 8 9 ． 3 2 沟 2 l O O l 2 4 l 4 4 2 3 I 3 7 l 6 ． 5 5 l 3 ． 1 9 l 1 ． 6 8 9 - 3 2 口 3 l 5 O l O 2 - 3 l 2 2 ．5 2 l 6 ． 5 3 l 3 ． 1 9 l 1 ． 6 8 9 - 3 2 4 2 0 0 9 2 ． 7 7 2 1 ． 1 7 l 5 ． 9 8 l 3 ． 1 9 l 1 ． 6 8 9 - 3 2 l 5 0 l 9 1 ． 1 O 3 O ． 1 9 l 9 ． 6 5 l 4 ． 6 l l 1 ． 5 6 9 ． 7 9 2 1 0 0 l 2 9 ． O 5 2 7 ． 2 7 l 8 ． 7 7 1 4 ． 6 l l 1 ． 5 6 9 ． 7 9 ● 厂 3 l 5 O l O 8 ． 3 2 2 6 ． 3 l l 7 ．7 9 l 4 ． 6 l l 1 ． 5 6 9 ． 7 9 4 2 0 0 9 8 - 3 2 2 5 ． O O l 7 ． 1 8 l 4 ． 6 l l 1 ． 5 6 9 ． 7 9 6 原油乳状液室内静态脱水实验 针对青海油田的原油常规物性、粘温关系及不同井口来油、不同温度、不同破乳剂浓度 下的脱水效果，在高效分离器投用前期做了对比实验。 ① 沟口原油站原油 a 、脱水温度为5 O ℃时，不同加药量，不同停留时间的脱水率 表6 表 6 脱水率 ％ 序号 加药量 m g ／ 1 l O mi n 2 0 mi n 3 0 rai n 4 5 mi n 6 0 mi n 9 0 mi n l l 5 O 4 8 ． 1 9 6 2 ． 6 5 6 2 ． 6 5 6 5 ． O 6 6 7 ． 4 7 7 2 ． 2 9 2 l O O 3 6 ． 1 4 5 3 ． O l 5 7 ． 8 3 6 2 ． 6 5 6 5 ． O 6 7 2 ． 2 9 3 7 5 3 1 ． 3 2 4 0 ． 9 6 4 8 ． 1 9 4 8 ． 1 9 5 3 ． O l 5 7 ． 8 3 4 5 0 2 4 ． O 9 3 1 ． 3 2 3 6 ． 1 4 3 8 ． O 5 4 0 ． 9 6 4 8 ． 1 9 b 、脱水温度为6 0 ℃时，不同加药量，不同停留时间的脱水率 表7 表 7 脱水率 ％ 序号 加药量 mg ／ 1 l 5 mi n 3 0 mi n 4 5 mi n 6 0 mi n l 2 0 mi n l l 5 O 8 4 _ 3 4 8 6 ． 7 5 8 9 ． 1 6 8 9 ． 1 6 9 1 ． 5 7 2 l O O 7 2 ． 2 9 8 0 ． 7 2 8 7 ． 9 5 8 7 ． 9 5 9 1 ． 5 7 3 7 5 7 7 ． 1 l 8 5 ． 5 4 8 9 ． 1 6 8 9 ． 1 6 9 2 ． 7 7 4 5 0 4 3 ． 3 7 5 0 ． 6 O 5 3 ． O l 5 5 ． 4 2 6 0 ． 2 4 维普资讯 第2 2 卷第3 期 罗 剑 高效油气水在相分离器及其应用效果分析 6 3 C 、脱水温度为6 5 ℃时，不同加药量，不同停留时间的脱水率 表8 表 8 加药量 脱水率 ％ 序号 mg ／ 1 l 0 m i r a 2 0 mi n 3 0 m i n 4 5 m i n 6 0 mi n 9 0 mi n l l 5 0 7 4 ． 7 7 7 ． 1 8 4 ． 3 4 9 3 ． 9 7 9 6 ． 3 8 9 9 ． 5 2 l 0 0 6 7 ． 4 7 7 2 ． 2 9 7 7 ． 1 l 8 4 ． 3 4 8 7 ． 9 5 9 3 ． 5 3 7 5 6 9 ． 8 8 7 4 ． 6 9 7 9 ． 5 2 8 1 ． 9 3 8 4 ． 3 4 8 6 ． 7 7 4 8 0 8 0 ． 6 5 3 ． 0 7 5 5 ． 4 2 5 7 ． 8 3 6 0 ． 2 4 6 7 ． 4 7 d 、脱水温度为7 0 C 时，不同加药量，不同停留时间的脱水率 表9 表9 加药量 脱水率 ％ 序号 m 1 l 0m i n 2 0 m i n 3 0 m i n 4 5 ra i n 6 0 m i n 9 0 mi n l l 5 0 8 1 ． 9 3 8 7 ． 7 9 9 0 ． 3 6 9 3 ． 4 9 9 5 ． 1 8 9 6 ． 3 8 2 l 0 0 8 1 ． 9 2 8 6 ． 7 5 9 0 ． 3 6 9 6 ． 3 8 9 8 ． 7 9 9 8 ． 7 9 3 7 5 8 6 ． 7 5 8 9 ． 1 6 9 3 ． 9 7 9 6 ． 3 8 9 8 ． 7 9 9 8 ． 7 9 ② 采油三厂七个泉、红柳泉、狮子沟混合油． a 、脱水温度为5 0 ℃，不同加药量不同时间的脱水率 表 1 0 表 1 o 加 药量 脱水率 ％ 序 号 m g ／ I l 0m i n 2 0 mi n 3 0 mi n 4 5 m i n 6 0 mi n 9 0 m i n 1 1 0 0 8 9 ． 1 8 1 ． 8 8 6 ． 3 6 8 6 ． 3 6 9 0 ． 9 8 5 ． 4 5 2 7 5 5 0 7 7 ． 2 7 8 1 ． 8 8 1 ． 8 8 6 ． 3 9 9 0 ． 9 3 8 0 6 3 ． 6 4 8 1 ． 8 8 1 ． 8 8 6 ． 3 6 9 0 ． 9 9 0 ． 9 4 2 5 5 9 ． 1 7 2 ． 7 3 7 2 ． 7 3 7 7 ． 2 7 8 1 ． 8 2 8 1 ． 8 2 b 、脱水温度为6 0 ℃，不同加药量不同时间的脱水率 表 1 1 表 l l 脱水率 ％ 序号 加药量 mg ／ I l O mi n 2 0 rai n 3 0 mi n 4 5 mi n 6 0 mi n l l 0 0 5 4 ． 5 7 7 ． 2 7 8 6 ． 3 6 9 0 ． 9 9 5 ．4 5 2 7 5 4 5 ． 4 5 7 7 ． 2 7 8 6 ． 3 6 8 9 ． 1 9 5 ．4 5 3 5 0 6 3 ． 6 4 8 1 ． 8 2 8 9 ． 1 0 9 0 ． 9 9 0 ． 9 4 2 5 6 3 ． 6 4 7 2 ． 7 3 7 7 ． 2 7 8 0 ． 0 8 0 ． 0 C 、脱水温度为7 0 ℃，相同加药量、不同时间的脱水率 表 1 2 维普资讯 青海石 油 2 0 0 4年 9月 表 1 2 脱水率 ％ 序号 加药量 m g ／ I l O mi n 2 0 mi n 3 0 mi n 4 5 mi n 6 0 mi n l 5 0 7 2 ． 7 3 8 6 - 3 6 9 0 ． 9 9 2 ． 7 3 9 5 ．4 5 根据对各井油的常规口来物性、粘温关系的测定及不同井口 来油、温度、加药量、停留 时间所做的原油乳状液室内静态脱水实验，结合高效三相分离器的技术要求，确立了其在花 土沟联合站投用的可行性。 同时我们在结合花土沟联合站现在的运行情况和所做的静态实验， 总结出其最佳的运行工况为 ①加药量为 1 0 0 m g ／ l 。 ②脱水时间为 6 O m i n ③运行最佳温度为6 5 ℃ 2 应用结果统计数据 表 l 3是花土沟联合站投用 5 个月的化验分析统计结果，主要控制指标均在设计范围以 内。 表 1 3 分离器运行主要数据统计表 原油分离前 原油分离后含水 分离器出口污水含 时间 含水 平均 平均值，％。设 油 平均值，设计 排沙效果 值，％ 计值 0 ． 5 ％ 值 3 0 0 m g ／ l ， 2 0 0 3年 1 0月 3 9 ． 7 O ． 1 8 2 4 0 2 0 0 3 年 I 1 月 4 0 ． 1 O ． 1 O 2 0 0 效果良好 ，保证了容 2 0 0 3年 I 2月 3 9 ． 8 O ． O 9 2 4 0 器内不积砂 泥 ， 不 2 0 0 4年 1 月 3 9 ． 5 O ． 1 l 2 3 4 影响设备分离效果． 2 0 0 4年2月 3 8 ． 8 O ． 1 3 2 l 9 4 ．结论 通过近半年的运行， 我们认为高效油气水三相分离器在简化工艺流程、 提高分离效果及 自动化程度等方面均优于原来的分离器， 应用前景十分广阔。 1 简化了工艺流程 以采油一厂尕斯联合站为例，其原油分离流程简图为 ．． I - 1 整 室 堕} ． 一 _ 1 皇 墼 墨 }． I _ _ 1三 墼 垫 垫 墨 花土沟联合站原油分离流程简图为 维普资讯 第2 2卷第3 期 罗剑 高效油气水在相分离器及其应用效果分析 6 5 外各 通过对L L -目了然，减少了许多IB- J 环节，大大简化了流程，从而也节省了建设投资。 2 性能可靠，分离效果好。 从表十三统计的分离器处理效果的数据看出， 分离器不仅达到了本身的设计要求，并在 保证原油处理后含水小于O ． 5 ％的前提下，实现了更高的处理效果 3 油、水室液面采用液位自动化控制， 根据来油量的大小及来油中所含水量的大小， 合理调节油水箱液面，不仅提高了原油处理的合格率，还大大减轻了岗位工人劳动强度， 4 油出口安装电子原油含水测定仪， 可根据连续采集的含水油样确定出口原油走向， 第-B IB- J 自动切换流程，确保了外输原油的质量。 总之，高效油气水三相分离器是在传统的油田油气水处理中集两相分离、三相分离、 电脱水器分离为一体的高科技、高技术处理设备，在青海油田采油一厂花土沟联合站的应用 是成功的。 其流程的简化，处理的高效，自动化程度的提高，劳动强度的降低等等优势，使 其成为今后油田油气水处理的首选设备，将是必然趋势。 1． t． ‘ _ H - _ ‘ _ 一 一 一 _ ， 一 一_ 一 r ‘ - - 。一一 一 ‘ 一 ‘ J 环 保 型 油 墨 问 世 国外科学家最近终于找到了一种新的环保油墨⋯一 大豆油墨，其原料是色拉油等食用油。大豆油 墨的流动性和着色性极好，且透明度高．色彩鲜艳、不易掉色。 业内人士介绍说．古人用的黑墨取自松烟和煤等原料．用墨来印刷称为水墨印刷。1 9世纪初随 着印 U E F I 染业的迅速发展，水墨很快被化学油墨所取代。化学油墨中的溶剂来自石油提炼产品，是一 种挥发性有机化合物。所以，用化学油墨印刷的报纸、杂志、书籍．其中的石油溶剂会不断挥发，影 响人们的健康。 人们为了节约木材资源． 充分利用旧印刷品和废纸张。但是在对它们进行再生利用时． 必须经过“ 脱色处理’ 而脱色时石油高分子化合物会通过废水、废气等途径污染环境。 用大豆油墨印制的印刷品在使用和再生处理时，不会产生污染环境的有毒有害物质．因此称得上 是环保印刷品。现在欧美地区一些采用大豆油墨的印刷品面市时，都要特别标上醒目的标记“ 采用环 保油墨印刷 ’ 借此来扩大环保产品的社会影响力。 维普资讯