白洋（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司渤中作業(yè)區(qū)）

熱采產(chǎn)出液處理技術(shù)新方案

白洋（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司渤中作業(yè)區(qū)）

南堡 35-2油田實(shí)施的多元熱流體吞吐工藝導(dǎo)致油井放噴時(shí)產(chǎn)氣量增大，產(chǎn)出氣體主要成分為氮?dú)猓嬖诎踩[患。新工藝流程中增加了1臺(tái)分液罐，而且在控制系統(tǒng)中新增了一些控制點(diǎn)，消除了大量氮?dú)鈱?duì)燃?xì)忮仩t和火炬的影響，解決了放噴產(chǎn)出物處理難題，保障了平臺(tái)作業(yè)的安全，同時(shí)環(huán)境影響也降低。

稠油熱采 產(chǎn)出液處理 工藝優(yōu)化 分液罐 安全

1 開采現(xiàn)狀

2009 年 底 ， 中 國(guó) 海 上 已 發(fā) 現(xiàn) 原 油 地 質(zhì) 儲(chǔ) 量47× 108m3， 其 中 稠 油 達(dá) 到 32.9× 108m3。 目 前 渤 海油田地下原油黏度大于 400mPa·s的稠油探明地質(zhì)儲(chǔ) 量 達(dá) 2.3×108m3， 開 發(fā) 潛 力 巨 大 。 但 是 目 前 的 稠油 冷 采 方式整體 采 收 率 較 低，以南 堡 35-2 油 田 南區(qū)為例，采出程度不足 2%，尋求有效的稠油開采方式是稠油開發(fā)工作的重中之重。

南堡35-2油田B平臺(tái)所實(shí)施的多元熱流體吞吐工藝，導(dǎo)致油井放噴時(shí)產(chǎn)氣量增大，同時(shí)產(chǎn)出氣體主要成分為氮?dú)狻０樽⒌幕瘜W(xué)藥劑、惰性氣體在增加多元熱流體體系穩(wěn)定、增強(qiáng)驅(qū)油效果的同時(shí)，存在以下問題：

1）產(chǎn) 出 物影響 原 油破乳 脫 水效 果 ，造成 生 產(chǎn)水不達(dá)標(biāo)，外輸原油含水不合格，放噴期間生產(chǎn)水含油達(dá)到 21 ×10-6；返出氣體中的大量氮?dú)鈱?dǎo)致燃?xì)忮仩t無法以伴生氣為燃料，以及火炬熄滅。

2）放 噴 初期日 產(chǎn)氣量 最高達(dá) 到 16353m3（標(biāo)態(tài)）左右，超出計(jì)量分離器的處理能力，無法準(zhǔn)確計(jì)量，無法為后續(xù)吞吐作業(yè)提供有效的數(shù)據(jù)支持。

3）隨 著 產(chǎn)液量 大 大增加 ， 產(chǎn)液 在 流程中 的 停留時(shí)間縮短，導(dǎo)致放噴氣體中攜帶大量液體，造成冷放空氣體攜液，對(duì)環(huán)境造成影響。

4）放 噴 氣體通 過 冷放空 時(shí) 由于 高 度不夠 （冷放空高度 41m），氣體可能聚集在平臺(tái)周圍，對(duì)平臺(tái) 人 員 安 全 和 作 業(yè) 安 全 造 成 威 脅[1]。

針對(duì)應(yīng)用現(xiàn)有流程進(jìn)行多元熱流體吞吐井放噴存在的風(fēng)險(xiǎn)及制約因素，為了降低安全風(fēng)險(xiǎn)和提高處理能效，解決放噴期間存在的種種問題和隱患，通過反復(fù)論證和優(yōu)化，最終確定了改造方案。

熱采放噴產(chǎn)出物經(jīng)過新增放噴處理流程進(jìn)行初步氣液分離，氣體通過鉆機(jī)模塊天車進(jìn)行放空，產(chǎn)液進(jìn)入原油處理流程，消除氣體對(duì)燃?xì)忮仩t及火炬的影響；通過藥劑優(yōu)選及對(duì)比試驗(yàn)，提高原油處理效果，最終達(dá)到生產(chǎn)水及原油外輸含水合格要求。實(shí)際應(yīng)用過程中此放噴流程經(jīng)過了熱采放噴井的實(shí)際檢驗(yàn)，解決了放噴產(chǎn)出物處理難題。

2 處理工藝方案設(shè)計(jì)

2.1簡(jiǎn)述

1）本 次 改 造 增 加 分 液 罐 1 臺(tái) ， 并 將 套 管 氣 通過鉆機(jī)模 塊 分 液 罐 的 6in （1in=25.4mm）排 放 口 進(jìn)行脫氣處理。

2）每 口 多 元 熱 流 體 吞 吐 井 套 管 出 口 增 加 2in管線去分液罐入口；分液罐入口管線將為后期調(diào)整井預(yù)留接口。

3）增 加 1臺(tái) 分 液 罐 （位 于 下 甲 板 計(jì) 量 生 產(chǎn) 管匯 A/B處），分 液 罐 具 備 氣相和液 相 計(jì) 量 功 能。

4）分液罐 液 相出口 管線與 閉 排系統(tǒng) 連 接， 并為進(jìn)海管設(shè)置預(yù)留口。

5）分液罐 氣 相出口 管線連 接 ：第一 段 分液 罐氣相出口引入鉆機(jī)模塊修井機(jī)下部，第二段采用6in軟管（修井機(jī)為移動(dòng)設(shè)備，軟管滑動(dòng)托架），第三段主甲板至下甲板分液罐處。

2.2設(shè)計(jì)工藝處理流程(圖1)

計(jì)量分離器氣相新增管線至分液罐氣相出口，可以滿足2口多元熱流體吞吐井同時(shí)放噴的需求，1口井利用新改造放噴流程，另 1口井利用計(jì)量分離器放噴。

新 流 程 中 ， 在 分 液 罐 的 入 口 安 有 1個(gè) SDV， 當(dāng)分液罐出現(xiàn)液位高高、低低或壓力高高、低低時(shí)，此 SDV 將 會(huì) 關(guān) 閉[2]。

2.3新增工藝處理控制系統(tǒng)及安全設(shè)施

2.3.1 新增分液罐壓力及液位控制

罐體液相出口選用質(zhì)量流量計(jì)，將流量信號(hào)傳到中控顯示，并設(shè)有調(diào)節(jié)閥來控制罐體液位；罐體氣相出口管線上選用帶有溫壓補(bǔ)償?shù)目装辶髁坑?jì)得到氣量數(shù)據(jù)，并有調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)罐體壓力。為保護(hù)罐體，設(shè)置2個(gè)并聯(lián)的安全閥，一用一備，管線連接到 閉 排 管 匯[3]。

2.3.2 新增中控點(diǎn)

新 增 設(shè) 備 需 要 增 加 PCS系 統(tǒng) 的 AI點(diǎn) 6個(gè) ，AO點(diǎn) 2個(gè) ；ESD系 統(tǒng) 的 AI點(diǎn) 2個(gè) ，DO 點(diǎn) 2個(gè) 。 所 有 點(diǎn)增加到中控室新增控制柜或卡件中。

2.3.3 新增設(shè)備電纜走向

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，由于新增分液罐附近可利用電纜橋架空間有限，所以考慮在分液罐旁邊加1個(gè)接線箱，將罐體上新增儀表設(shè)備的電纜接到接線箱，匯 集 成 1根10PR的HOFR纜 和 1根5PR的 FS纜 ， 可沿附近電纜橋架進(jìn)入中控室。

2.3.4 安全

由于分液罐含有可燃?xì)庖旱冉橘|(zhì)，建議增加水噴淋對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。分液罐位于平臺(tái)最大火區(qū) FZ-11內(nèi)。經(jīng)計(jì)算，增加分液罐后，火區(qū)所需水量373.7m3/h 較目前平臺(tái)消防泵 365m3/h@1200kPa（G）多 了 8.7m3/h。 根 據(jù) 原 廠 家 的 消 防 泵 曲 線 圖 ， 當(dāng) 消防 泵 排 量 達(dá) 到 373.7m3/h 時(shí) ， 泵 揚(yáng) 程 和 效 率 下 降 很小，變化不大，仍然在優(yōu)先工作區(qū)內(nèi)，因此，原平臺(tái)消防泵可以滿足改造后水量要求；同時(shí)保護(hù)該區(qū)域 的 雨 淋 閥 DV-6002 及 管 線 也 可 滿 足 改 造 水 量 要求。因此，只須在雨淋閥 DV-6002后增加相應(yīng)的管線 及 噴 頭 保 護(hù) 分 液 罐[4]。

2.4分液罐

分 液 罐 橇 塊 極 限 尺 寸 為 2000mm×2000mm× 4500mm， 分 液 罐 選 用 立 式 結(jié) 構(gòu) ， 罐 體 尺 寸 為ID1200mm×2800mm。此種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是占用空間小，滿足空間布置要求。利用高壓軟管連接解決了鉆機(jī)模塊鉆修井過程中井架移動(dòng)影響放空的問題。

分液罐設(shè)計(jì)條件：

◇ 氣體 流 量 ：10×104m3/d （標(biāo) 態(tài)）

◇ 液體流量：520m3/d

◇ 工作壓力：1800kPa（G）

◇ 工作溫度：90℃

◇流動(dòng)氣體密度：大部分氣體為氮?dú)猓ㄏ鄬?duì)分子質(zhì)量：28，在此溫度和壓力下密度為 18.0kg/m3）。

◇ 流動(dòng)液體密度：液體密度為 900kg/m3。

按 API規(guī)范 12J 《油氣分離器規(guī)范》，考慮液體流 量 ， 取 罐 體 直 徑 1.2m； 實(shí) 際 設(shè) 計(jì) 中 取 罐 體 總 高度 2.8m， 滿 足 分 離要求。

結(jié)合液體停留時(shí)間及所選用的絲網(wǎng)除沫器，分液罐每天氣體處理量為 55793m3。

3 流程改造及藥劑評(píng)選解決的問題

3.1增加放噴流程機(jī)動(dòng)性

新流程在放噴時(shí)可以和計(jì)量分離器互為備用。當(dāng)分液罐由于某種原因暫停使用時(shí)，放噴可以通過計(jì)量分離器進(jìn)行，這樣保證了放噴作業(yè)的連續(xù)性。如果2口井同時(shí)放噴，可以滿足2口多元熱流體吞吐井同時(shí)放噴的需求，1口井利用新改造放噴流程，另1口井利用計(jì)量分離器放噴。

圖1 改造后的處理流程

3.2提高計(jì)量準(zhǔn)確度

在沒有進(jìn)行放噴流程改造之前，多元熱流體吞吐井放噴時(shí)通過平臺(tái)計(jì)量分離器計(jì)量，由于大量氣體的沖擊影響，計(jì)量液位不容易穩(wěn)定，計(jì)量結(jié)果也不精確，放噴井通過計(jì)量分離器讀取的產(chǎn)量數(shù)據(jù)和閉排罐檢尺的核實(shí)產(chǎn)量相差較大。目前可以實(shí)現(xiàn)二次計(jì)量，提高了計(jì)量的精度，即放噴井液從分液罐液相出口出來后進(jìn)入計(jì)量管匯，再利用計(jì)量分離器計(jì)量一次。此時(shí)因?yàn)榇罅康臍怏w已經(jīng)通過分液罐脫出，所以計(jì)量分離器計(jì)量數(shù)值的準(zhǔn)確性大大提高。

表1 是 B29m 井 放 噴 時(shí) 直 接 進(jìn) 計(jì) 量 分 離 器 液 相讀取的計(jì)量數(shù)據(jù)和閉排罐檢尺數(shù)據(jù)，可以看出檢尺的平均產(chǎn)量為計(jì)量分離器讀取數(shù)據(jù)的 80%，最大誤差時(shí)可達(dá)70%。

表1 B29m井放噴計(jì)量數(shù)據(jù)對(duì)比

B27H 井放噴產(chǎn)液加入消泡劑在新增分液罐沉降一段時(shí)間，然后再進(jìn)入計(jì)量分離器進(jìn)行二次計(jì)量，由于藥劑充分混合發(fā)生作用，氣體的影響被大大降低。從表2可以看出，經(jīng)過分液罐后進(jìn)行的二次計(jì)量，誤差較小。

表2 B27H井放噴計(jì)量數(shù)據(jù)對(duì)比

3.3解決原流程放噴存在的問題

1）大 量 惰性氣 體 在模塊 天 車上 直 接排放 ， 不再通過海管進(jìn)入CEP平臺(tái)，這保證了CEP燃?xì)忮仩t的安全運(yùn)行。

2）放 噴 氣體通 過 分液罐 氣 液分 離 后排空 ， 減少了氣體對(duì)混輸海管中液相的沖擊乳化作用，減輕了CEP平臺(tái)的流程處理負(fù)擔(dān)。

3）新增分 液 罐流程 提高了 放 噴產(chǎn)氣 量 的計(jì) 量精度，改造前放噴氣體遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了計(jì)量分離器的設(shè)計(jì)處理能力，無法計(jì)量氣體產(chǎn)量。準(zhǔn)確的計(jì)量數(shù)據(jù)有利于稠油多元熱流體吞吐的效果分析和總結(jié)。

4）新增放 噴 流程， 使分液 罐 和計(jì)量 分 離器 互為備用，提高了多元熱流體吞吐井計(jì)量的機(jī)動(dòng)性，可以滿足兩口井同時(shí)放噴作業(yè)的需求。

4 結(jié)語

截 至 目 前 ， 南 堡 35-2 油 田 WHPB 平 臺(tái) 共 進(jìn) 行多 元 熱 流 體 吞 吐 八 井 次 ， 分 別 是 B14m、 B2s、B28h、B29m、B27H、B33H、B36M、B37H 井。 截至 2012 年 1 月 21 日 ， 熱 采 井 累 計(jì) 產(chǎn) 油 52378.12 m3。另外，由于熱采放噴流程改造收到預(yù)期效果，放噴期間CEP鍋爐不必切換成柴油模式運(yùn)行（柴油模 式 日 耗 柴 油 5m3）， 以 每 口 放 噴 井 放 噴 20 天 計(jì)算， 鍋 爐 節(jié) 省 柴油 100m3/井 ，2012 年 熱 采 放 噴 3 口井總 計(jì) 節(jié) 省 柴 油 420m3。

與此同時(shí)南堡35-2WHPB平臺(tái)錄取了熱采井大量寶貴數(shù)據(jù)，并總結(jié)出適合熱采作業(yè)的經(jīng)驗(yàn)和安全管理制度，為多元熱流體吞吐提供了珍貴的第一手資料，為今后的油井熱采吞吐作業(yè)打下了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

[1]姚亦華,蔣官澄,韓海彬.注聚驅(qū)產(chǎn)出液處理技術(shù)研究[J].油氣儲(chǔ)運(yùn),2009,28(5):32-36.

[2]劉文業(yè).聚合物驅(qū)油井產(chǎn)出液中聚合物濃度的準(zhǔn)確測(cè)定方法[J].油氣地質(zhì)與采收率,2006(2):91-92,99.

[3]王海峰.稠油污水回用于熱采鍋爐處理技術(shù)研究[D].青島:中國(guó)海洋大學(xué),2009.

[4]郭耘,彭森,李景全,等.油田產(chǎn)出液一劑化處理技術(shù)[J].西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2007,22(3):70-73,138.

10.3969/j.issn.2095-1493.2013.012.006

2013-07-09）

白洋，工程師，2000年畢業(yè)于江漢石油學(xué)院，從事海上石 油 生 產(chǎn) 工 藝 管 理 工 作 ， E-mail： 393409196@qq.com， 地 址 ： 天 津市 塘 沽 區(qū) 保 稅 區(qū) 海 濱 十 五 路 199 號(hào) 航 運(yùn) 服 務(wù) 區(qū) 4 號(hào) 樓 B2107房 間 ，300461。