白音查干油田地面工艺技术探究
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内容提要：针对白音查干油田目前工艺落后，设备简陋，管理难度大，生产受气候影响比较严重的特点，研究适用的油气集输、采出水处理、注水方式及化学药剂。
关键词：油气集输；流程；撬；注水；化学药剂
Abstract: in view of the current process BaiYin chagan oilfield behind, poorly equipped, difficulty of management, production with the serious influence by climate characteristics, study of oil and gas gathering and transportation, is produced water treatment, water injection way and chemicals.
Keywords: oil and gas gathering and transportation; Process; Pry; Water injection; chemicals
中图分类号：TE4文献标识码：A 文章编号：
白音查干油田是中原油田的重点探区，勘探面积1868km2，测算石油储量1.39×108t，探明地质储量1.096×108t。为加快开发速度，提高产量，对其地面系统进行技术研究。
1. 油气集输研究
目前集输方式采用罐车单井拉油至集中处理站，站内集中加热加药、沉降脱水。该方式成本高、管理难度大、污水就地排放，环境污染，给油田长期开发埋下隐患。
1.1. 油气集输处理工艺技术
1.1.1. 流程设计
根据产液量、油气比、油气物理参数等设计了初期流程和规模流程。既满足初期生产，又为发展预留了空间。
1.1.1.1 管材选择
集输管材主要为钢管，对比PE管、玻璃钢管、钢骨架塑料复合管、金属内衬塑料管等新型管材，PE管价格最低，钢管次之，金属内衬塑料管最贵。结合系统分段特性，井口出油管采用钢管，集输管采用钢骨架塑料复合管。
1.1.1.2 初选管径及壁厚
根据产液量和气量估选。单井出油管选用DN40；计量站按50m3/d液量，集输管选用DN80。
经计算，壁厚取3.5mm，规格D48×3.5。若采用钢管，考虑制造，壁厚取4mm，规格D89×4。
1.1.2. 加热方式
油井产量小，气候寒冷，井口加热方式应选适应性强、便于操作管理的加热炉。选用目前应用最广、单台热负荷小、不结焦的水套加热炉。
1.2. 多功能集液装置
针对该地区部分油井产出液中含气量低、系统配套不健全、自然条件差等工况，拉油装置采用气、电两用多功能集液装置，提高分离效率，降低管理难度、减轻劳动强度。
1.3. 脱水工艺
管输进站原油采用“密闭”式热化学脱水。脱水过程中无蒸发，为“端点加药、管道破乳”工艺流程，脱水效果优于单井拉油。
单井拉油进站原油采用“敞开”式热化学脱水。
两个流程共用卧式沉降罐、卧式低含水油罐、装车泵等设施，可同时进行两种原油的脱水。
1.4. 防冻措施
（1）、井口出油管加热升温。井口设加热炉，加热后油气混输到计量站。
（2）、伴热。抽油机采油，无蒸汽，井口伴热方式只能是热水及电伴热。
（3）、掺油、掺水。掺水适用于油井集中且具有供水管网的区块。掺油适用于产液量大于10m3/d区块。
（4）、保温。主要采用管道外包防腐层。
2. 含油污水小型化技术研究
白音查干含油污水的特点：采出水矿化度高、水性多样；中低渗油藏，净化水质要求较高；处理规模较小；环保要求较高。根据这些特点，处理装置应：(1) 小型化 (2) 处理精度高(3) 运行高效可靠，与环境相协调。
2.1. 小型化油田污水处理流程
根据油田实际情况，污水处理采用三段式重力污水处理流程：一次沉降采用斜板沉降分离装置，二次沉降采用混凝斜板沉降分离装置，过滤装置采用压力式多层滤料过滤装置。
2.2. 小型除油装置设计的相似理论
相似理论提供了装置放大或缩小的理论基础。根据相似理论建立数学模型及除油过程相似准则数的推导分析：在除油中其它条件相似的情况下，保持弗鲁德数Fr、欧拉数Eu、雷诺数Re、斯托克斯数Stk和阿基米德数Ar这5个准则数相同，装置除油效率也必然相同。
但是要使两个装置内5个准则数均相同很困难，有时甚至办不到。工程上解决该问题一般采用近似模化的方法。根据这一原理，对影响除油装置的5个准则数分析后得出：重力分离除油装置，Re和Ar起主要作用；旋流分离装置，Re和Stk起主要作用，应重点予以满足。
2.3. 污水过滤装置小型化
过滤装置小型化的理论依据与除油不同。因为除油装置内发生的主要是水力学过程，而过滤装置内发生的比单独的水力学过程要复杂得多，仅适用于水力学过程的相似理论不再适用。
污水过滤装置小型化后，滤层厚度、滤料材质和粒度、原水性质及滤速等与大型化装置完全相同，两者纵向比为1，差别仅在于过滤器直径（或横截面积）。在设计小型化装置时，只需根据原水流量调整滤层断面积即可。
2.4. 小型污水处理及注水撬
平面图立面图
① 进水口② 出水口③ 收油口④ 排污口⑤ 溢流口⑥ 检查口
图2-1小型斜板除油器
2.4.1. 小型污水处理撬
2.4.1.1 小型斜板除油器
采用中上部进水，通过布水栅均匀进入斜板组。斜板为新型高强度玻璃钢波纹翼式斜板；利用PLC设定时间排泥。
见图2-1
立面图平面图
① 进水口 ② 出水口 ③ 溢流口 ④ 排污口 ⑤ 收油口 ⑥ 检查口
图2-2小型斜板沉降器
2.4.1.2 小型斜板沉降器
采用下部进水，经折板型导水板形成矾花，之后流入斜板组底部的沉降区，较大矾花下沉，油珠上浮。排泥采用穿孔排泥管，利用PLC设定时间排泥。
见图2-2
2.4.1.3 小型污水处理装置撬
按照小型化装置数学模型、工艺流程、工艺参数及一体化配置，针对污水量、水质等特点，污水处理系统采用三段式重力污水处理流程。除油、除悬浮物设计了斜板分离除油装置、逆向流斜板沉降混凝分离装置及三层滤料过滤装置；一次自然沉降装置还兼起到缓冲罐的作用，处理效果比较稳定。撬主要由斜板除油器、斜板沉降器、三滤料滤罐及加药装、提升、反洗装置、注水设备等组成。
见图2-3
2.5. 注水撬
根据油藏分布、注水井分散、单井注水量小且压力不高等特点，注水装置也必须小型化和橇装化。注水橇流程：站外来水经供水泵入缓冲水箱，再经注水泵升压至注水井所需压力，通过汇管输送至配水阀组，最后由配水阀组注入到各注水井。见图2-4
3. 化学药剂研究
3.1. 油气集输处理化学药剂
3.1.1. 原油破乳剂
原油破乳剂在油气集输中必不可少。我们对双相脱水剂、ZYS-02、ZYS-03、辽河Ⅰ号和辽河Ⅱ号破乳剂的破乳脱水性能进行了试验，综合分析研究：ZYS-03较适合。
3.1.2. 降粘剂
白音查干的原油凝点4～25℃，比中原油田平均33℃的凝点低，因此不需降凝剂。但50℃时原油的运动粘度20.4～119.1mPa•s，属稠油范畴。要达到集输处理系统的高效低耗，选择合适的降粘剂非常重要。针对原油物性，通过合成和复配了两种降粘剂：ZYN-10（高分子，适用稠油范围广、用量少、耐高温、抗硬水）和ZYN-11。通过对比试验：ZYN-10效果稍优。
3.2. 水处理化学药剂技术
3.2.1. 污水净化剂
污水净化剂的好坏直接关系到处理水能否达标。结合其水质，对无机聚合物和有机高分子两大类净化剂进行了研究。筛选出的ZYJ-05净化剂效果更优良：20ppm时，经ZYJ-05处理后的污水含油量只有1.8mg/L，悬浮物去除率达95.8%，膜滤系数高达41.6。
3.2.2. 缓蚀剂
选用ZSY92-1、FH-01、IMC-80、CT-01缓蚀剂进行了实验。FH-01缓蚀效果很好，室内实验缓蚀率达85.5%。其他与FH-01相比有差距。另外通过电化学分析也进一步证实了FH-01缓蚀效果好。
4. 结论
(1) 油井相对集中、产量高的采用二级布站流程，对于偏远区块及产量低的采用单井拉油流程。
(2) 单井拉油装置采用多功能集液装置，提高了分离效率，方便了管理。
(3) 进站原油采用“敞开”式热化学脱水与“密闭”式热化学脱水相结合的脱水工艺流程。
(4) 采取了管道加热升温、伴热、掺油掺水、保温等防冻措施；
(5) 依据相似理论，推导出小型化重力除油装置中Re和Ar起主要作用，旋流分离装置Re和Stk起主要作用。
(6) 污水过滤装置小型化时，与大型化不存在严格相似，仅需根据流量调整滤层断面积。
(7) 研制了小型化含油污水处理装置，现场试验装置出水基本达到了技术指标。但要满足低渗、特低渗油藏注水要求，还需增加二级过滤，并对设备进一步优化。
(8) 适合白音查干油水系统的药剂：ZYS-03破乳剂、ZYN-10降粘剂、ZYJ-05净化剂、FH-01缓蚀剂。
[作者简介] 任重海：工程师，2000年毕业于青岛建筑工程学院，现工作于中原油田勘察设计研究院 .
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。