徐國棟 勝利油田勝利勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司

塔斯庫都克中心處理站原油電脫鹽工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)

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哈薩克斯坦薩吉茲油區(qū)共有4個(gè)產(chǎn)能區(qū)塊，建成產(chǎn)能約50×104t/a。薩吉茲油區(qū)各區(qū)塊原油性質(zhì)普遍較好，原油混合密度約為0.866g/cm3，屬中質(zhì)原油；地層產(chǎn)出污水普遍礦化度高，產(chǎn)出水礦化度為21.1×104~30.4×104mg/L，原油含鹽量為535~1100mg/L。考慮到薩吉茲油區(qū)各區(qū)塊原油、地層水物性和外輸交油指標(biāo)，以及現(xiàn)場脫鹽淡水量少等因素，本工程采用交直流原油電脫鹽脫水工藝。在油區(qū)中心塔斯庫都克建處理站1座，集中對(duì)油區(qū)原油進(jìn)行脫水、脫鹽處理。優(yōu)化處理后最終交油時(shí)達(dá)到了原油含水≤0.5%、含鹽量≤100mg/L的指標(biāo)。

中心處理站；礦化度；電脫鹽；電脫水

1 項(xiàng)目概況

哈薩克斯坦薩吉茲油區(qū)共有4個(gè)產(chǎn)能區(qū)塊，建成產(chǎn)能約50×104t/a。薩吉茲油區(qū)各區(qū)塊原油性質(zhì)普遍較好，原油混合密度約為0.866g/cm3，屬中質(zhì)原油。但地層產(chǎn)出污水普遍礦化度高，產(chǎn)出水礦化度為21.1×104～30.4×104mg/L，原油含鹽量為535～1100mg/L。在油區(qū)中心塔斯庫都克建處理站1座，集中對(duì)油區(qū)原油進(jìn)行脫水、脫鹽處理。優(yōu)化處理后最終交油時(shí)達(dá)到了原油含水≤0.5%、含鹽量≤100mg/L的指標(biāo)。

2 鹽的存在形式及原油破乳方法

2.1 原油中鹽的存在形式

原油的產(chǎn)地、地層的不同，含鹽量、含水量各不相同；同一產(chǎn)地的原油，在不同的開發(fā)階段，其含鹽量、含水量也不同。一般認(rèn)為原油中的鹽類主要以無機(jī)鹽的形式存在于原油所含的水中，也有一部分以結(jié)晶微粒懸浮在油中或是以較大顆粒的無機(jī)礦物雜質(zhì)形式存在于油中。

原油中的水主要以游離水、乳化水的形式存在。對(duì)于游離水，通常采用熱沉降法等分離脫除；對(duì)于乳化水，由于形成了比較穩(wěn)定的油包水（W/O）乳狀液，必須采用其他脫水方法才能去除。

2.2 原油乳狀液的破乳方法

原油乳狀液產(chǎn)生于采油、集輸過程，由于原油天然氣存在大量界面活性物質(zhì)及采油過程中加入的各類表面活性劑等起到了乳化穩(wěn)定作用，原油乳狀液穩(wěn)定性較強(qiáng)。

目前油田生產(chǎn)中，應(yīng)用較為廣泛的破乳方法主要有以下三種：加熱破乳、破乳劑破乳、電場破乳。原油中含鹽的危害主要體現(xiàn)在會(huì)造成煉廠設(shè)備腐蝕[1]、增加能耗、污染催化劑等方面。

3 原油脫鹽方法

目前原油脫鹽脫水方法多種多樣，除了電化學(xué)法之外，還有沉降法、過濾法、離心分離法、磁處理、微波輻射、生物法等[2]?？紤]到薩吉茲油區(qū)各區(qū)塊原油、地層水物性和外輸交油指標(biāo)，以及現(xiàn)場脫鹽淡水量少等因素，本工程采用交直流原油電脫鹽脫水工藝。

3.1 主要控制指標(biāo)

電脫鹽系統(tǒng)主要控制指標(biāo)如下：原油處理量為50×104t/a，原油含水量≤0.5%，原油含鹽量≤100mg/L。

3.2 主要工藝流程

根據(jù)薩吉茲油區(qū)各區(qū)塊原油物性，并考慮三相分離器出口原油含水控制指標(biāo)，采取原油經(jīng)提升泵提升進(jìn)入脫鹽系統(tǒng)。

由于薩吉茲油區(qū)各區(qū)塊污水礦化度普遍較高，如采用一級(jí)電脫鹽工藝，5%含水原油需脫鹽淡水用量約800m3/d；如采用兩級(jí)電脫鹽工藝，一級(jí)電脫鹽器出口原油含水按照0.5%計(jì)算，脫鹽淡水用量90m3/d，即可滿足生產(chǎn)需要，原油電脫鹽流程見圖1。

圖1 原油電脫鹽流程

本工程中，薩吉茲油區(qū)淡水資源較為匱乏，采用二級(jí)脫鹽流程，通過反推擬合試算，考慮利用塔斯庫都克已建水源井（日出水量約260m3，礦化度約589mg/L），作為脫鹽淡水。

3.3 主要工藝參數(shù)優(yōu)化

（1）適當(dāng)?shù)拿擕}溫度。原油進(jìn)入電脫鹽裝置的溫度過低，不利于水的沉降分離，易導(dǎo)致油、水乳化或分層，不利于脫鹽操作；過高的溫度，雖然可以增大分水、提高脫鹽效率，但增大加熱負(fù)荷，增加生產(chǎn)運(yùn)行成本。本工程中，由于原油密度低，油和水密度差較大，參考室內(nèi)破乳劑篩選評(píng)價(jià)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定脫鹽溫度為65℃左右。

（2） 合理的脫鹽淡水量。適當(dāng)提高原油含鹽時(shí)淡水注水量可降低脫鹽后原油中殘存水的鹽濃度，以提高脫鹽率，但過多地增加淡水用量也增加運(yùn)行成本。本工程中，經(jīng)過流程優(yōu)化計(jì)算確定脫鹽淡水用量90m3/d。

（3） 多點(diǎn)注入破乳劑。在一級(jí)脫鹽器、二級(jí)脫鹽器前分別注入破乳劑，以提高各級(jí)脫鹽效率。

[1]王金斧．原油交直流電脫鹽技術(shù)在南充煉油廠的應(yīng)用[J]．天然氣與石油，1999，17（1）：11-13.

[2]陳梅榮，唐曉東．原油脫鹽脫水技術(shù)研究進(jìn)展[J]．精細(xì)石油化工進(jìn)展，2008，9（5）：49-52.

10.3969/j.issn.1006-6896.2011.11.021

徐國棟：高級(jí)工程師，碩士，畢業(yè)于西南石油大學(xué)油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)，目前從事油氣集輸設(shè)計(jì)工作。

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（欄目主持 張秀麗）