周立峰

摘 要：以國外合作研究和室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)為依據(jù)，對曙一區(qū)SAGD產(chǎn)出液高溫脫水進(jìn)行現(xiàn)場中試試驗。現(xiàn)場試驗成果表明，采用二段熱化學(xué)沉降脫水工藝，加入xx破乳劑250～500 mg/L，脫水溫度為155～170 ℃，沉降時間2.5～3.5 h，可使凈化原油含水低于3%，可以滿足生產(chǎn)要求。

關(guān)鍵詞：SAGD 高溫脫水 化學(xué)沉降 破乳劑 凈化原油

中圖分類號：TE832 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（c）-00-03

遼河油田曙一區(qū)超稠油主要采用蒸汽吞吐開發(fā)方式，超稠油脫水采用常規(guī)二段熱化學(xué)沉降脫水工藝，隨著開發(fā)的深入，逐漸進(jìn)入產(chǎn)量遞減階段，蒸汽輔助重力泄油（SAGD）是蒸汽吞吐最為有效的接替方式，2007年以來，遼河油田在曙一區(qū)開展超稠油SAGD開采工業(yè)化推廣，SAGD井口產(chǎn)出液溫度140～170 ℃，本著充分利用熱能的原則，結(jié)合遼河油田SAGD建設(shè)實際情況，引進(jìn)、吸收加拿大高溫脫水工藝，開展遼河油田SAGD采出液高溫脫水中試試驗，以期探索出一條SAGD采出液不摻稀油高溫脫水工藝技術(shù)路線，同時，達(dá)到確定高溫脫水流程、篩選藥劑、試驗高溫脫水設(shè)備等預(yù)期目的。

1 室內(nèi)試驗

SAGD高溫脫水中試試驗以室內(nèi)研究為基礎(chǔ)，在室內(nèi)研究中，分析了采出液基本性質(zhì)，篩選了高效的脫水藥劑，初步確定了適宜的脫水溫度、加藥濃度、脫水沉降時間及脫水壓力等關(guān)鍵參數(shù)。

1.1 SAGD產(chǎn)出液基本性質(zhì)

SAGD產(chǎn)出液基本性質(zhì)見表1。

1.2 化學(xué)藥劑篩選

1.2.1 破乳劑種類選擇

由于SAGD原油脫水是在高溫、高壓條件下進(jìn)行，因此破乳劑應(yīng)具有高溫穩(wěn)定性，這是破乳劑能否應(yīng)用于SAGD原油脫水試驗的前提條件。室內(nèi)破乳劑高溫穩(wěn)定性試驗采用如下方法：將合成的系列破乳劑干劑分別裝入自制的導(dǎo)熱良好、耐溫、耐壓得密閉容器中，放入高溫烘箱，在180 ℃恒溫條件下24 hr后取出，優(yōu)選失重最小的三種樣品，將其冷卻后配成干劑含量40%作為工業(yè)品，進(jìn)行高溫脫水試驗。不同藥劑對于脫水效果的影響見表2。

試驗數(shù)據(jù)表明：破乳劑A的作用效果優(yōu)于其他兩種。

1.2.2 藥劑加入量的確定

在實驗室內(nèi)，對于選定的藥劑，分析其在不同溫度下、不同加藥濃度對于脫水效果的影響。分析結(jié)果見圖1。

1.3 脫水溫度與壓力

假定原油進(jìn)站溫度分別是130～180 ℃，通過室內(nèi)脫水試驗，確定合理的高溫脫水溫度。由于高溫脫水需采用密閉設(shè)備來完成，需要分析系統(tǒng)壓力對于脫水效果的影響，分析結(jié)果見表3。

1.4 室內(nèi)試驗結(jié)語

通過室內(nèi)試驗，確定SAGD采出液高溫脫水關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)如下。

（1）適宜的脫水溫度：160～170 ℃；

（2）適宜的脫水藥劑：破乳劑A；

（3）適宜的加藥濃度：350 mg/L；

（4）適宜的脫水沉降時間：2.5 hr；

（5）適宜的脫水壓力：高于操作溫度水蒸汽飽和蒸汽壓0.15～0.2 MPa。

2 現(xiàn)場中試試驗

2.1 試驗進(jìn)程

為實現(xiàn)SAGD產(chǎn)出液高溫脫水工藝現(xiàn)場試驗，遼河油田公司在曙一區(qū)杜84塊建設(shè)高溫脫水試驗站一座。試驗站處理液來自SAGD先導(dǎo)試驗井口館平11，原油進(jìn)站溫度150～170 ℃，設(shè)計處理液量480 m3/d。

2.2 工藝流程

現(xiàn)場試驗首先采用二段熱化學(xué)沉降脫水工藝，一段脫水溫度為150 ℃，加藥濃度300 mg/L，二段脫水溫度180 ℃，加藥濃度450 mg/L。原油升溫采用換熱器與SAGD注汽站生產(chǎn)的高溫水換熱來實現(xiàn)，高溫水出站溫度180～220 ℃，二段熱化學(xué)沉降脫水工藝流程見圖3。

2.3 關(guān)鍵設(shè)備

SAGD高溫脫水試驗站內(nèi)關(guān)鍵設(shè)備為兩臺三相分離器，其中，一段三相分離器型號為：2.0～2800×10000，處理液量480 m3/d；進(jìn)口/出口溫度180/175 ℃；進(jìn)口/出口壓力：1.1/1.0 MPa；設(shè)備28t。二段三相分離器型號為2.0～2400×12600，處理液量130 m3/d；進(jìn)口/出口溫度190/180 ℃；進(jìn)口/出口壓力1.7/1.5 MPa；設(shè)備凈重30 t。

2.4 試驗方法

試驗開始前，制定詳細(xì)的試驗大綱，并依一下步驟開展SAGD采出液高溫脫水試驗。

（1）調(diào)整一級進(jìn)站換熱器原油出口溫度至150 ℃。

（2）調(diào)整一段加藥系統(tǒng)，起始加藥量為150 mg/L。

（3）操作條件穩(wěn)定后每2 h在一段分離器出口取樣分析原油含水率。

（4）依據(jù)（2）、（3）步保持溫度不變的情況下分別改變加藥量至120 mg/L、100 mg/L、75 mg/L、50 mg/L。

（5）改變一級換熱器原油出口溫度至160 ℃。

（6）按照（2）、（3）、（4）步調(diào)整加藥量并取樣分析原油含水。

（7）按以上步驟分別試驗170 ℃、180 ℃、190 ℃。

（8）分析一段分離器出口含水率≤30%穩(wěn)定檢測到4次時，降低加藥濃度直至出口含水率達(dá)到30%。

（9）記錄達(dá)到上述指標(biāo)的操作參數(shù)。

二段熱化學(xué)沉降脫水試驗步驟與一段相同，試驗溫度分別取150 ℃、160 ℃、170 ℃、180 ℃、190 ℃，加藥量分別為500 mg/L、450 mg/L、400 mg/L、350 mg/L、300 mg/L，取樣分析二段分離器出口含水率≤5%穩(wěn)定檢測到4次時，降低加藥濃度直至出口含水率達(dá)到5%。此時即可進(jìn)行二段分離器脫水試驗。

2.5 試驗結(jié)果

經(jīng)過為期3個月的現(xiàn)場試驗，累計取得有效試驗數(shù)據(jù)313個，進(jìn)站采出液含水與一段分離器出口原油含水關(guān)系見圖4。

圖4 原油一段熱化學(xué)沉降試驗成果曲線圖

由圖4可以看出，原油進(jìn)站含水為70%～92%，一段脫水后原油含水在試驗站投產(chǎn)初期為65%以上，經(jīng)過工藝設(shè)備整改和參數(shù)調(diào)整后，原油含水最低可降至3%以下。

3 結(jié)語

（1）經(jīng)過室內(nèi)試驗與現(xiàn)場中試結(jié)果相比較，可確定以下因素對脫水效果有影響即脫水溫度、脫水設(shè)備結(jié)構(gòu)、藥濃度、油水停留時間及系統(tǒng)壓力。（2）中試試驗站流程設(shè)計合理，僅利用一段高溫?zé)峄瘜W(xué)脫水，SAGD高溫采出液脫后凈化油含水率已能分別達(dá)到≤5%的局內(nèi)超稠油外輸指標(biāo)要求及出礦原油≤2%的指標(biāo)要求。（3）研制、設(shè)計的三相分離器性能良好，能滿足試驗需要；（4）研制的高溫破乳劑能性能優(yōu)良，加藥濃度300～350 mg/L，優(yōu)于國外樣品。（5）自控系統(tǒng)基本滿足試驗需要，但控制精度有待提高；（6）試驗過程中形成的三相分離器脫水操作規(guī)程能夠指導(dǎo)生產(chǎn)穩(wěn)定

運行。

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