稠油脱水一段加稀油改为二段加稀油课题研究

马广阔

中国石化河南油田分公司采油二厂  河南 南阳  473400

摘要：本文介绍了稠油的性质；影响稠油脱水的因素分析；稀油对稠油脱水的影响；重点介绍稠油脱水一段不加稀油对脱水的效果影响，特别是将稀油投加在二段脱水前的优点；有针

对性的对稠油的处理工艺进行改造，进一步提高稠油整体脱水效果，并以获取明显的经济效益为最终目的。

关键词：稠油脱水；稀油；集输工艺；经济效益

1影响稠油脱水的因素分析

1.1原油脱水的重要性

原油中含水、含盐、含泥砂等杂质会给原油的集输和炼制带来很多问题，主要是：

(1)降低了设备和管路的有效利用率，特别是在高含水的情况下更显得突出。

(2)增加了输送过程中的动力消耗。

(3)增加了升温过程中的燃料消耗。

(4)引起金属管路和设备的结垢与腐蚀。

(5)影响炼制工作的正常进行。

1.2原油化学脱水机理

存在于采出液中的水有两种状态：游离水和乳化水。原油经过沉降，可以将部分游离水及水中的盐脱除，但仍有部分水是以乳化状态存在于原油中，必须通过加热升温和投加化学药剂或其他方法，降低油品的粘度及表面张力，才能将其中乳化水脱除干净。

1.3影响稠油脱水效果因素分析

（1）稠油性质复杂：胶质沥青质含量大，混合液相间表面张力差别较大；

（2）稠油中含砂量尤其是细粉砂量大，影响原油脱水效果；

（3）在采油过程中产出流体受到各种形式的搅拌，造成原油乳化液；原油乳化影响脱水效果。

（4）破乳剂的局限性：破乳剂选型困难，同种破乳剂不能被广泛应用，适应性差，不能够在较长时间内适用，更换频繁，稠油脱水效果不稳定。

（5）老化油处理难度大：随着油田开发的不断深入，采油措施复杂化导致联合站来液成份复杂，脱水难度增加，使老化油大量产生。老化油难处理，影响联合站整个系统运行；

影响原油平稳外输质量和污水系统水质，对整个脱水系统和污水系统运行造成恶性循环。

（6）合理控制原油温度，提高温度降低原油表面张力，加大油水密度差，提高脱水效率。

（7）掺稀油工艺的影响：掺稀油的比例和油品质量对联合站的脱水效果影响也非常大。

（8）破乳剂投加点的选取对脱水的影响非常大，加药点可在井口、计量站、集中处理站等集输流程各个环节。在井口加药破乳效果好，但管理不方便；在计量站或接转站加药可起到破乳降粘作用；在脱水站加药只起到破乳作用。在集输流程中加药点应该根据原油性质条件和工艺流程的需要确定，应该保证破乳剂与含水原油在进入脱水设备之前充分混合。

2目前的稠油脱水投加稀油工艺

目前进入联合站含水 85%以上的稠油温度较低（平均44℃），按 1:1 的比例（稠油与稀油的比例）投加 65℃的稀油进行降粘。进入一段脱水（四相分离器）加热混合后。油相温度上升到 55℃，含水降低到 40%左右。然后再加破乳剂（100mg/l）、加热（78℃）后进入二段脱水（动态沉降脱水罐出口含水 8%，温度 72℃），自压进原油储罐沉降放水后（含水 1.0%，温度 67℃），由原油外输泵外输。

3改造后的稠油二段脱水投加稀油工艺

如下图1所示。

             

图1 河南油田采油二厂稠油脱水二段加稀油工艺示意图

4一段加稀油改为二段加稀油的优缺点

4.1一段投加稀油的缺点

目前河南油田采油二厂稠油联合站进站含水 85%以上的稠油（含水 85%以上），温度较低（平均 44℃），投加 1:1 的稀油（1000m3/d，温度 68℃，含水 1%）进行降粘。进入一段脱水后，加热温度上升到 55℃，一段脱出油含水 30%左右。

投加的这部分稀油（1000m3/d）含水由 1%上升到 30%，即稀油从混合来液中携带出一定的水量。

4.2将稀油由一段改为二段投加的的优点

（1）延长一段原油在分离器内的沉降时间

分离器正常条件下，油、水所占有得体积（分离器出油称重法得密度为 0.92kg/cm³），正常条件下分离器内的参数：出水高度调整在 3.15m，导油檐板高度为 3.3m，此时油水介位高度为 1.12m。油层厚度为 3.3m-1.2m=2.18m。

分离器直接为 3.6m，总长度为 14.6m。除去油水室容积，油层在分离器内占有的容积为长度为 12m,厚度为 2.18m.分离器内油层的总容积为：93 m3。

各矿来油停留在分离器内的停留时间计算如下表1所示。

表1 各分离器原油的沉降时间计算对比表

由上表可以看出，一段不加稀油比加稀油时，原油在分离器的沉降时间要长很多。原油在分离器内的沉降时间越长，分离器的处理效果就越好。

（2）加稀油携带的污水量在脱水系统中，从 44℃加热到78℃造成该部分热能消耗。主要参数：水量 501m3/d，温升 44℃到 78℃=34℃。q=cm（T-T0） 其中 T 为最终温度，T0 为初始温度，含水污油的热容值 c=4.2×103J/(kg. ℃），1 大卡=4186.75 焦耳（J），标准煤热焓值 7000 大卡。煤单价为 500 元/吨。炉子热效率为 60%。q1=4.2×103 J/(kg. ℃）×501m3/d×34℃÷60%=119238×103 焦耳/d÷4186.75 焦耳=28.5×103 大卡/d。折合标准煤：28.5×103 大卡/d ÷7000 大卡/d=4.07t/d。每日效益：4.07 t/d×500 元/ t=2035 元/d。年效益：2035 元/d×365 t/n =74.28 万元。

（3）减少了加稀油携带的污水量，使原油进入动态沉降罐后沉降时间加长。主要参数：进动态沉降罐油量，油水介位高度，动态沉降罐油层厚度和油量，沉降时间。计算看出，一段改二段加稀油时，原油在动态沉降罐内的沉降时间增长 7.8 小时。如果再考虑减少加稀油量，则原油在动态沉降罐的沉降时间会更长。

（4）二段加稀油，可由来稀油干线直接加入进罐管线，减少稀油泵提升电能。主要参数：来稀油干线压力，进罐干线压力，稀油泵电机功率 75KW。由于稀油进联合站的压力在 0.8Mpa 以上，原油进动态沉降罐的压力最高只有 0.34Mpa，完全满足稀油直接加入原油进动态沉降罐干线的压力要求。即可以停掉以前的稀油提升泵，节约一台稀油泵电机所消耗的电能。实测稀油泵每天耗电 800KW.h。每年效益：800 KW.h×0.874 元/ KW.h ×365=25.52 万元/年。

（5）减少了加稀油携带的污水量，使进入动态沉降罐原油投加破乳剂量减少。

主要参数：污水量，破乳剂投加比例。由于一段改二段加稀油，减少了进动态沉降罐的液量 501吨。破乳剂投加比例为 100mg/l。每天减少投加破乳剂量：501×100 mg/l=50kg。

年节约破乳剂量：50×365=18250kg。年因减少破乳剂获得的经济效益：18.25t×1.07 万元/ t=19.5 万元。

（6）将稀油由一段改为二段投加的的优点总结

一段改二段加稀油后，原油在分离器的沉降时间加长很多；原油在动态沉降罐内的沉降时间加长 7.8 小时；由于减少热、电、药剂的消耗可获得经济总效益为每年 119.3 万元。

5项目实施情况

目前该项目流程已经改造完毕，试验方案已经编写完毕， 即将进行现场试验。