王立志(遼河石油勘探局油田建設(shè)工程一公司,遼寧 盤(pán)錦 124010)
隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的飛快進(jìn)步,很多先進(jìn)的工藝技術(shù)已經(jīng)在油氣集輸方面得到了應(yīng)用,油田聯(lián)合站就是一個(gè)很好的例子。下面將介紹油田聯(lián)合站建設(shè)中原油脫水、污水處理、注水體系、自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)等多個(gè)工藝技術(shù)。
油田聯(lián)合站是轉(zhuǎn)油站的一種,又叫油氣田集中處理聯(lián)合工作站,其可視為一小型的生產(chǎn)基地,是對(duì)原油開(kāi)發(fā)利用的工作基站[1]。油田聯(lián)合站的作用是把開(kāi)采出的原油脫氣、脫水,進(jìn)而得到生產(chǎn)需要的原油。油田聯(lián)合站主要包括:原油穩(wěn)定裝置、污水處理裝置、原油處理裝置、油田注水裝置、原油轉(zhuǎn)油裝置、天然氣處理裝置等。
油田聯(lián)合站的功能包括油田注水、污水回收、油氣集中處理、供變電等。在工作站中,其主要目的是完成對(duì)原油到商品用油的轉(zhuǎn)化。聯(lián)合站可以稱為一級(jí)危險(xiǎn)場(chǎng)所,容易受到高溫爆炸的影響,在油氣田中起到至關(guān)作用,油田聯(lián)合站裝置之間關(guān)系緊密,有著嚴(yán)格的操作規(guī)定,并且各裝置在運(yùn)行過(guò)程中流程比較復(fù)雜。為了有效的避免安全事故的發(fā)生,提高油田原油的產(chǎn)量,增加油田的產(chǎn)值,油田聯(lián)合站的設(shè)計(jì)工作顯得至關(guān)重要。
油田聯(lián)合站主要工作是原油處理,并把符合要求的原油向外輸送,其最為關(guān)鍵的生產(chǎn)工藝是原油脫水、污水處理、注水體系、自動(dòng)監(jiān)控等。
3.1.1 電脫水技術(shù)原理
電脫水技術(shù)僅僅適用于油包水型乳狀液,其原理是將原油乳化液處于高壓交流或直流電場(chǎng)中,由于電場(chǎng)的作用,對(duì)水滴產(chǎn)生靜電感應(yīng),使之發(fā)生形變。靜電力迫使水滴的運(yùn)動(dòng)速度加大,互相之間產(chǎn)生大量的碰撞,這樣,水滴之間能夠克服乳化膜的障礙,聚結(jié)成直徑較大的水滴,進(jìn)而從原油中沉降分離出來(lái)。水滴在高壓電場(chǎng)中有電泳聚結(jié)、振蕩聚結(jié)和偶極聚結(jié)三種主要方式。原油電破乳脫水時(shí),還應(yīng)該篩選適合原油乳化液的破乳劑,到達(dá)原油破乳、脫水的效果。
3.1.2 原料油電脫水要求達(dá)到的質(zhì)量指標(biāo)
3.1.2.1 脫水原油的水含量標(biāo)準(zhǔn)。按密度的大小可將原油分為:重質(zhì)原油、中質(zhì)原油和輕質(zhì)原油。重質(zhì)原油水含量指標(biāo)應(yīng)≦2.0%;中質(zhì)原油和輕質(zhì)原油水含量指標(biāo)應(yīng)≦0.5%。
3.1.2.2 從脫水罐排除的污水,含油控制在≦0.5%,條件允許時(shí)應(yīng)要求更低。經(jīng)過(guò)隔油池等工藝處理后輸送到處理站的污水含油含總量應(yīng)≦1000mg/L。
目前,油田大部分采用注水開(kāi)采技術(shù),注入到油層中的水體,很大一部分伴隨原油的開(kāi)采回到地面。這部分水經(jīng)過(guò)油田聯(lián)合站的脫水裝置后,脫水的污水中含有一定的原油,習(xí)慣稱之為油田采出水。隨著各大油田的石油資源不斷枯竭,采油方式?jīng)Q定了含水率不斷攀升,這些含油污水又成為注水的主要來(lái)源。由于油田外部低滲透儲(chǔ)層的不斷開(kāi)發(fā),對(duì)油田注水質(zhì)量提出了更高的要求。污水處理技術(shù)主要分為物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法、生物法等[2]。
3.2.1 物理法。物理法技術(shù)的關(guān)鍵是去除污水中的固體懸浮物、礦物質(zhì)和油類等。物理法又分為離心分離、粗?;?、重力分離、過(guò)濾等方法。
3.2.2 化學(xué)法?;瘜W(xué)法技術(shù)的使用主要是由于污水中存在一些膠體物質(zhì)和溶解性物質(zhì),特別是含有污水中的乳化油,他們無(wú)法單獨(dú)采取物理法或生物法去除?;瘜W(xué)法技術(shù)主要分為混凝沉淀、化學(xué)中和和化學(xué)轉(zhuǎn)化等方法。
3.2.3 物理化學(xué)法。物理化學(xué)法一般分為吸附法和氣浮法等。
3.2.4 生物法。生物法技術(shù)主要是利用微生物的生化功能,把復(fù)雜的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的物質(zhì),從而達(dá)到污水凈化的目的。根據(jù)該過(guò)程是否需要氧氣,生物法可分為厭氧生物技術(shù)和好氧生物技術(shù)[3]。
油田的注水開(kāi)發(fā),是我國(guó)在陸上進(jìn)行油田開(kāi)發(fā)的一種主要方法,可是因?yàn)樽⑺w系的耗能比較大,因此對(duì)于油田注水體系仍是需要進(jìn)行控制和完善設(shè)計(jì)的[4]。
3.3.1 注水體系的構(gòu)造
油田的注水體系是一個(gè)范圍比較復(fù)雜,布局也比較復(fù)雜的非線性的體系,注水體系實(shí)際上是一個(gè)相對(duì)大型的水力學(xué)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),在注水體系中,注水站可以稱為“源”,而注水井或者是配水間,則可以稱之為“阱”。
3.3.2 需要優(yōu)化的問(wèn)題
油田站的注水體系的優(yōu)化,是指在某一條件下,選擇一定表征的優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量方針函數(shù),而后確定的一個(gè)或者一組過(guò)程的最優(yōu)值,使得方針函數(shù)達(dá)到極大值或者極小值。在進(jìn)行油田注水體系的過(guò)程中,必須要管理好兩個(gè)優(yōu)化的地方。這兩個(gè)地方分別是使得配注的偏差到達(dá)最小,另外則是使得注水能耗達(dá)到最小。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,尤其是油田工藝技術(shù)的發(fā)展。作為油田聯(lián)合站也不例外,它的工藝是在科學(xué)、系統(tǒng)、準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的。油田聯(lián)合站是油氣集輸中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),直接關(guān)系到成品油的質(zhì)量,而其工藝更是要求甚嚴(yán),采用科學(xué)的方法可以降低生產(chǎn)成本,提高社會(huì)的經(jīng)濟(jì)效益。
[1]宣言.淺談聯(lián)合站脫水轉(zhuǎn)油工藝技術(shù)[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2012,07:291.
[2]樊樹(shù)林,宗位華,王韓雷,張孝志,丁曾.聯(lián)合站污油處理工藝技術(shù)研究與應(yīng)用[J].科技視界,2012,29:387.
[3]任瑾云,程富娟,范麗娜.污油處理技術(shù)優(yōu)化研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2008,03:180.
[4]賈濤,李曉暉.油田聯(lián)合站污水處理及注水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].化工管理,2014,24:178.