魏小林 康樂 李麗 于世春

1長慶油田油氣工藝研究院 2長慶油田采油五廠3低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實驗室

多層系原油合采集輸及配套工藝技術(shù)

魏小林1;3康樂2李麗1;3于世春1;3

1長慶油田油氣工藝研究院 2長慶油田采油五廠3低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實驗室

長慶油田進(jìn)行多層系合采開發(fā)時，采出水水型不配伍，集輸、注水管線出現(xiàn)腐蝕結(jié)垢，導(dǎo)致地面系統(tǒng)管線堵塞，泵、加熱爐堵塞，生產(chǎn)系統(tǒng)壓力高，集輸系統(tǒng)無法運(yùn)行。通過對不同層位采出水進(jìn)行離子組成分析，認(rèn)為兩種及以上不相容離子的地層水相混，就會產(chǎn)生易于沉淀的液體，這是管線結(jié)垢的主要原因。為了防止不相容的地層水混合，對地層水的配伍性進(jìn)行了試驗：配伍性較好的層系，集輸系統(tǒng)采用合層集輸、除垢防堵；配伍性不好較易結(jié)垢的層系，集輸系統(tǒng)采用分層集輸，雙流程順序輸送，污水處理及回注系統(tǒng)采用分層處理，清污水分段、分層智能注水流程。

長慶油田；多層系；原油合采；結(jié)垢；集輸及配套工藝技術(shù)

隨著油田的逐步開采，長慶油田地層滲透率及原油產(chǎn)量逐漸減低，開采成本加大，多層系合采已成為提高單井產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的一個重要手段。在多層系合采過程中，由于產(chǎn)出液組成復(fù)雜，水質(zhì)配伍性差異大，集輸、注水系統(tǒng)極易結(jié)垢，導(dǎo)致地面系統(tǒng)管線、泵、加熱爐堵塞，生產(chǎn)系統(tǒng)壓力高，集輸系統(tǒng)無法運(yùn)行的問題。

1 管線結(jié)垢原因分析

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，結(jié)垢主要存在于增壓點、接轉(zhuǎn)站的加熱爐管線出口處及總機(jī)關(guān)的混合油管線上，結(jié)垢站點約占總站點的40%。對采集的垢樣進(jìn)行了酸溶性測定，3塊垢樣鹽酸中的溶蝕率分別為1.0%、3.0%和0.4%，經(jīng)X射線衍射分析，得出垢樣主要為硫酸鋇。通過分析數(shù)據(jù)及輸油方式可以推斷，集輸系統(tǒng)中因不同層位地層水的混合可產(chǎn)生結(jié)垢，并且水質(zhì)礦化度高，原油在輸送中又多次發(fā)生壓力和溫度的變化，這些因素最終也將促使管線結(jié)垢[1]。

為了進(jìn)一步對管線結(jié)垢成因進(jìn)行分析，確定不同層位油品的配伍性，確定原油集輸及配套工藝技術(shù)，共采集8種不同層位的油樣進(jìn)行了配伍性試驗。水樣離子組成分析結(jié)果見表1。

表1 長慶油田地層水水質(zhì)分析結(jié)果

由表1所列分析結(jié)果可知，油田采出水中延長組長1、長2均不含硫酸根、碳酸根離子，具有較好的配伍性。長1～長8鋇離子與鈣離子含量高，一旦與延安組硫酸根、碳酸根離子含量較高的延9層采出水混合后，將產(chǎn)生大量的碳酸鈣和硫酸鋇垢；除長1與長2層外，延長組其他層位均含有鋇離子與硫酸根離子，相互混合都會產(chǎn)生硫酸鋇垢。硫酸鋇垢非常致密、堅硬，防治及處理相當(dāng)困難，高鋇離子引起的硫酸鋇鍶垢的防治到目前為止仍是國際性的難題。

因此，在同一區(qū)域疊合開發(fā)不同層位原油時，為了避免集輸系統(tǒng)管線及設(shè)備結(jié)垢，保障正常生產(chǎn)，將不含不相容離子采出水的油井采取混合集輸，含不相容離子采出水的油井分開集輸，這樣可以避免由于統(tǒng)一混輸造成的不同水型水質(zhì)不配伍而結(jié)垢的現(xiàn)象發(fā)生。

2 油氣集輸及配套工藝技術(shù)

為了從流程上防止因配伍性不好的層系原油混合，集輸系統(tǒng)采用分層集輸、雙流程順序輸送，污水處理及回注系統(tǒng)采用分層處理，清、污水分段、分層智能注水工藝流程。配伍性較好的層系原油，集輸系統(tǒng)采用合層集輸、除垢防堵工藝流程，共用處理及回注系統(tǒng)，共用公共設(shè)施。

2.1 油氣集輸工藝技術(shù)

（1） 合層集輸、除垢防堵技術(shù)。合層集輸采用了除垢過濾器，防止不同層系原油集輸時地面系統(tǒng)結(jié)垢。除垢過濾器工作原理：液體進(jìn)入除垢過濾器流過除垢填料，液體中的垢晶被除垢填料吸附而截留，當(dāng)填料上吸附的垢堵塞流體通道而影響流體通行后（除垢器進(jìn)出口壓差明顯升高），將填料連同吸附的垢取出，更換新的填料。

（2） 分層集輸、分層處理技術(shù)。對兩套層系、同時開發(fā)的疊合區(qū)塊，增壓點采用雙流程建設(shè)，分層輸送技術(shù)，不同層位含水原油在增壓點內(nèi)實現(xiàn)雙流程處理，分別輸送。接轉(zhuǎn)站采用順序輸送方式，在接轉(zhuǎn)站不同層位含水原油從各自的儲罐進(jìn)入管道，在聯(lián)合站單獨(dú)接收，以便不互相摻混。聯(lián)合站采用雙流程分層處理，分層回注工藝。

2.2 注水工藝技術(shù)

（1）注水站污水分注工藝在清、污水分注工藝技術(shù)基礎(chǔ)上，將公用的喂水泵、注水泵的單出口改為雙出口，并在喂水泵、注水泵的進(jìn)、出口各加裝放水口，在污水交替之前將前一種污水全部放空，以防兩種污水結(jié)垢而引起管路堵塞[2]。

（2）同管網(wǎng)清、污水分段、分層注水工藝。對單一介質(zhì)的穩(wěn)流配水閥組進(jìn)行改進(jìn)，提出了清、污水閥組分注不同層位污水的分注工藝技術(shù)；對于單層系開發(fā)的井場，該工藝流程的閥組采用一條注水干線，實現(xiàn)清、污水分段交替注水；對于兩種層系開發(fā)的井場，該工藝流程的閥組采用兩條注水干線，一個層系的注水井回注同層污水，另一個層系的注水井注清水。

2.3 污水處理技術(shù)

依據(jù)多層系水型配伍性試驗，結(jié)合分層脫水工藝，油田采出水采用相對集中、分層處理、分層回注的工藝，即采出水配伍性較好的層系集中脫水處理，易結(jié)垢采出水分層處理，處理后水注入相應(yīng)的層。

3 結(jié)語

多層系原油合采集輸及配套工藝技術(shù)在長慶油田得到了廣泛應(yīng)用，解決了多層系合采過程中地面設(shè)備、管線的結(jié)垢問題，防垢、防堵效果良好，保障了油田集輸、注水、污水處理及回注系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

[1]賈海波，郭焱，李昱江，等．陜北油田集輸系統(tǒng)結(jié)垢機(jī)理研究[J]．油氣田地面工程，2009，28（11）：9-11．

[2]祝海濤，李毓楓，史瑞雪，等．油田產(chǎn)出水結(jié)垢原因與防治對策研究[J]．石油化工應(yīng)用，2008，27（2）：55-601

10.3969/j.issn.1006-6896.2011.11.031

魏小林：1997年畢業(yè)于西南石油學(xué)院石油與天然氣儲運(yùn)專業(yè),工學(xué)學(xué)士，現(xiàn)在長慶油田油氣工藝研究院地面室從事科研工作。

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（欄目主持 張秀麗）