绥中36_1稠油油田主工艺流程的确定_陈树春.pdf
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1、第5卷第519 93年1 0期月中国海 上 油气(工程)C HIN AOFFSHOREOIL A NDG A S(E NGIN E ERIN G)Vol5.Nos(夭t,1 9 9 3绥中36一1稠油油田主工艺流程的确定陈树 春中国海洋石油渤海公司工程部摘要本文概要地介绍渤海公司借鉴渤海程北油田(稠油)工艺流程工程 实例,选择和重新确定辽东湾绥中3 6 一1油田(稠油)主 工艺流程的实际情况。关键词:高粘重质稠油生产污水处理工艺重新确定一川青、砂l口到 目前为止,我 国已建成投产的海上 稠油 油田只有渤海埋北油田.正在建设的辽东清绥中3 6一1油田是继埋北油田后的又一个海上稠油油田.这两个油田
2、原油密度都在0.9 5以上(50),粘度在 7 40mPas(74 0cP)以上(5 0),均属高粘重质稠 油.油田开采主工艺流程的确定具有一定的难度。埋北油田 已投 产多年,虽然生 产 基本达 到要求,但其工艺流程比较复杂。在绥中3 6一1油田主工艺流程基本设计中,设计人员在借鉴埋北油田工艺流程的基础上,在各种方案的设计中都力图简化主工艺流程。经比较、筛选,原油和 生产污水处理主工艺流程都确定为两级处理流程。但在基本设计审 查 中,主管人员提出该流程存在某些问题,难以保证 油田正常生产。要解决这些问葱,需要在原油处理主工艺流程中增 加一级热 处理器,在 生产污水处理流 程前增加一级污水沉降除
3、油 舱。经过 多方 努力,重新确定的绥 中 3 6一1油田原油和生产污水处理主工艺流程,为今后类似油田的设计提供 了经验和范例。二、渤海理北油田主工艺流程简介1.原油处理主工艺流程埋北油田原油(气)处理主工艺流程见图l。该流 程采用 了双系列,每个系列日处理液体能力为27 00m,每个平台则为540 0m3。该流程 由游离水分离器、热处理器、电脱水器和电脱盐器(各两台)四级处理设备和相应的热交换器和输送泵组成。中 国海 上油气(工程)19 93年CB 一V一2205高压气聚集器CB一V一2206低压气聚集器石森哀后c一.V一220 3ACB一V一2 2OIACB一E一2202ACB一幸二2 2
4、02 A2203ACB一一一2 20 1一EI/A-亡B一p 一2 2dACB一E一2202CCB一P一2201CCB一P一2B一E一2203C尸尸CB一V一2204B游离水分离铃CB一-V一2201BC B一V一2202 B热处理器电脱水器V一220 4B电脱盐器日州曰E一22o 1C/D卜E一22o2 B原油增压泵!C B一P2206A/B冲洗水泵CB一P22OIB枯进泵l插靛鬓翁蹂CB一E一2203B热交换器CBe s一P一2204B污水排放泵CB 一E一Zz O6B冲沈水冷却签CB一E一2204B_原油冷却器_图1埋北 油田原油气)处理主工艺简图2.生产污水处理主工艺流程生 产 污水处
5、理 流 程 见 图2。该流程也是采 用双系列,每个系列日处 理污水能力 为180 0m3,每个平台为360 0m,。该流程由斜板隔油器、加气浮选器(各两台)、砂过滤器(三 台)和相应的输送泵组成。原油(气)和生产污水处理工艺流程经 投产多年证明基本上达到设计要求。FLO TA T IO NGA SSEAL G A SCB一P一2302ACB一F一23 0 lACB一X一2301ACB一P一2302CFLoTT;。、。以娜CB一F一2301CCB一F一2301B斜板隔油器邀逝l剑ZB竺丝些士比岁昌3。“B污水输进泵一一一一一牛!反”洗泵图2煌北油田生产污水处理流程蔺图第5卷第5期陈树春.绥中 3
6、 6一1稠油油田主工艺流程的确定三、辽东湾绥中36一1油田简介绥中3 6一1油田试验区分为A、B两个区,共钻井4 8口。原油密度为0.95(5 0),原油枯度为742.38mpas(7 42.38ep)(50).设计最大原油年产t100万t,最大油水混合液日处理量106 12m3,生产 污水日处理量29 6m,。绥中36一1油田主要工程设施有:A区.两座井口平台(WHP Al、WH PAl),一座生活动力平台(APP)。B区。一座综合井口平台(WHP B).A区平台东南方1.5km处安装了一座导管架式单点系泊装置(SPM),一艘5 500 0DWT的浮式生产储油装置(F PSU)通过软钢臂与单
7、点相连。三个井口平台主要完成分离伴生气和 油井计量作业。油水通过海底管道,经单点 系 泊旋转接头、跨接软管进入浮式生 产储油装置。原油和 生产 污水的处理在浮式生 产储油装里上完成。在浮式生产储油装置甲板上 的工艺设备完成原油脱水和生产污水处理作业。处理后的成品原油 含水 低 于1%;处理后的 生产 污水含油 低于3 0mg/I一,直接排海.四、绥中36一1油田原油和生产污水处理主工艺流程方案选择和确定1.原油处理工艺流程1.基本设计中各种工艺流程方案的提出从图l煌北油田原油处理工艺流程 图可以看出,虽然其流程能够满足绥中 3 6一l油田的生产要求,但是它比较复杂,设备 较多,且绥 中 3 6
8、一1油田的 设计日处理液体量(1 061 2m,)比煌北油田的日处理量(54 00m)高 出近一倍。于是对如何选择绥中 3 6一1油田的流程设备,设计人员提 出了五种方案:方案一热交换器一热交换器三合一设 备方案二热交换器热处理器(一台)一输送泵热交换器 电脱水器(两台)方案三 热交换器一热处理器(一台)输送 泵一热交换器二合一设备(两台)方案四 游离水分离器(一台)输送泵热交换器热交换器电脱水器(两台)方案五游离水分离器(一台)输送 泵 热交换器热交换器一,二合一设备(两台)各种方案都力 图简化流 程设备,如:对第一 级处理都考虑设 一台设备;对第二级处理都设两台设备,并设置相应的热交换器和
9、 输送泵.中 国 海上油气(工程)19 93年2.各种流程方案分析及流程的确定(D各种方案分析在设计人员提出的五种流程方案中,方案一采用三合一设备,方案三和方案五采用二合一设备。它们的主要间题是操作灵活性差,一处出间题就要牵涉其它设备也停止工作,而且设备的总体尺寸较大,一般直径为4sm,长2 0m左右,在甲板上难以布里,不能采 用。方案二 的第一级采用了热 处理器,热消耗不合理.最后选择了方案四。(2)基本设计确定的流程基本设计确定的流程包括一台游离水分离器、两台电脱水器和相应的热交换器、输送泵(见 图3虚线方框以外部分).该设计的有关参数为:第一级游离水分离器,设备总体尺寸为直径4m,长 1
10、 0m;工作压力为150kPaA,温度为7 5。液体在容器内停留1 0分钟,出口原油含水在 4 0%以下。经泵增压后的原油通过两级热交换器加温到13 0,再分别进入两台电脱水器(总体尺寸为直径4m,长gm),经电脱水后,处理出合格原油。3.基本设计确定的流程分析及其存在的主要 问题流程的主要优.点此流 程与埋北油田流程比较主要有以下优点:(1)流程简单,好管理,只用二级、三台主要设备完成原油处理;(2)设备少,投资少.流程存 在的主要问题(l)流程过于简化,操作的 灵活机动性差。第一级一台游离水分离器一旦出问题 就需要停下来检修,整个油田就得停产。(2)原油进电脱水器前在容器 内停留时间较短,
11、只有 1 0分钟.对于稠油脱水,除一般采用的加药要合理外,停留时间起着很重要作用。理论研究和实 际例子一般都考虑在3 0分钟以上.(3)操作可靠性差。游离水分离器出口原油含水一旦超过设计的4 0%,油田就因无法操作而停产。实验室研 究表 明,绥中 3 6一l油田原油反相点在含水 5 0%以上.含水4 0%正是关键状态,难以保证游离水分离器出口原油含水低于4 0%.另外,在清管作业等流程中各种生产状态波动都可能 导致游离水分离器出口原油含水超过4 0%。这种生产波动在实际生产 中是确实存在的。(4)把握性差。电脱水 器能否把入口含水 4 0%的原油处理成合格原油也是个问题.对电脱水器的理论研究和
12、实验,最高也只是在原油含水4 0%以下进行的。原油含水 4 0%是电脱水器的工作上限,比较勉强,对稠油来讲更没有把握。(5)热负荷不合理,需要把4 0%的水加热到13 0。2.生产污水处理工艺流程L几种流程方案的提 出基本设计期间,在 借鉴埋 北 油田流 程的 基础上提 出 了三种方案(全部双系列):方案一斜板隔 油器(两 台)一 加气 浮选器(两台)方案二斜板隔油 器(两台)水力旋流器(两台)第5卷第5期陈树容.续中3 6 一l稠油油田主工艺流程的确定方案三一斜板隔油器(两台)加气浮选器(两台)砂过滤器(三台)2.墓本设计流程方案的分析及流程的确定方案二的两级处理采用了水力旋流器。对于祠油,
13、油水密度差很小,采用水力旋流器能否达到 目的,没有经验。通过同厂商接触,请厂商带试验设备到煌北油田进行现场实验,结果很不理想,不能采用。方案三是坦北抽田流程,其中砂过撼器虽然主要用于过健机械杂质,但同时也能降低污水中含油量。如采用此设备,就需要用三台(一台备用).此方案操作复杂,设备造价高。相比之下方案一最好,故选择方案一两级双系列 处理流程为基本设计生产污水处理流程(见图4中虚线框以外部分).3.基本设计确定 的生产污水处理流程存在的 主要 问题(l)此流 程与煌北油田生产污水处理工艺流程前两级 完全一样。但是绥中3 6一1油田污水处理量远大于煌北油田某平台的处理量,处理后不合格 的污水像煌
14、北油田那样返回第一级重新处理是不可能的。(2)主要流程及设备都在FPSU上。在海风、浪、涌等外力作用下,F PSU会倾斜摇摆,浮选器上的刮油板与液位之间的 工作状态会受到影 响,尤其是在入口污水的含油t比较高时,这种状况更为突出。(3)检测仪表有时不能对稠油 污水进行理想的监测等原因,使进入第一级污水处理系统的污水含油量超出设计指标,且每级都会超出设计要求。这种情况在埋北油田确实存在,而且是处理后污水含油有时超标的主要原因.从以上间题看,绥中3 6一1油田基本设计所确定的生产污水处理 流程很难保证处理出的污水都能达到设计要求。五、重新确定绥中3 6一1油田原油和生产污水处理主工艺流程1.三新确
15、 定的原油处理主工艺流程F一E一703A厂只么韶F一V一7 03AF一E一三三亚军,六叫0 2创惬 画巫巫乡F一E一703B电脱器预热器离水分离器士刁代原抽热交换器热处理器预热器F一P二701 A/B/C共原油增琢泵一一V一7O3 B-.-一J产电脱水器1一一_(注:应线框内为新增 加的部分)F一E一704人/B原油冷却器图3皿 新确定的纽中肠一l油田原油处理主工艺流程 简图中 国海上 油气(工程)19 9 3年根据前面对流程主要存在五个方面间题的分析,以及对目前国内外所普遍采用的电化学脱水、热化学沉降脱水和电热化学加沉降联合脱水 的几种脱水工艺技术的了解,至少可以说基本设计确 定的流程很难保
16、证油田正常生产,需要重新确定 主工艺流程.由于存在坚持原流程不变的不同意见,为此向国外权威 厂家、公司进行了有意向的咨询。他们回答都认为原流程存在问题。最后重新确定了该流程。从前述对流程的分析可以看出,采用 煌北油田流程和采用二合一设备都是不可取的,而在保证油田正常生产的情况下尽量简化流程才是对的。经公司上下讨论,在原基本设计确定的流程中增加 了一级热处理器(一台),使流程变为三级处理流程(见图3)。重新确定的原油 处理 流程,每级前都加相应的化学药品。第一级游离水分离器工作压力5 00kPaA,温度6 1.5。液体在容器内停留1 0分钟,出口原油含水小于 6 0%。然后通过原油热交换器和热处
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