郭　晶 ， 魏建宏

(1.濮陽中油工程管理有限公司 ， 河南 濮陽　457001 ; 2.中國石化 中原油田油氣儲運管理處 ， 河南 濮陽　457001)

降低三相分離器出口原油含氣率的方法及途徑

郭晶1， 魏建宏2

(1.濮陽中油工程管理有限公司 ， 河南 濮陽457001 ; 2.中國石化 中原油田油氣儲運管理處 ， 河南 濮陽457001)

三相分離器出口原油含氣率是影響原油在線密閉計量精度的一個重要因素，如何降低三相分離器出口原油含氣率是原油計量工作的一大難題。本文從五個方面對降低三相分離器出口原油含氣率進行了闡述。

三相分離器 ； 含氣率 ； 方法 ； 途徑

0　前言

隨著油田開發(fā)的不斷深入，為了提高油田的開發(fā)效率，對井口原油的計量精度要求日益提高。1996年以來，中原油田在胡狀聯(lián)合站內(nèi)推廣應(yīng)用油、氣、水三相分離器對各條油氣集輸干線內(nèi)物料三相分離后進行各相計量(油、氣、水)，實現(xiàn)了進站原油分線計量。三相分離器的分離效果將直接影響各相計量的準(zhǔn)確性，其分離后的原油含氣率是體現(xiàn)其分離效果的重要指標(biāo)之一，原油含氣率不易測定和控制，一般要求三相分離器分離后其出口原油含氣率≤0.02 m3(氣)/m3(油)[1]。

通過對三相分離器的結(jié)構(gòu)改進、實行端點投加原油破乳劑、優(yōu)化工作參數(shù)等途徑，不僅降低了分離后原油的含水率，同時也降低了含氣率，原油分線計量與盤庫產(chǎn)量的相對誤差也減小。

1　三相分離器出口原油含氣率超標(biāo)的危害

原油含氣率超標(biāo)不僅增大計量誤差，也不利于油田原油產(chǎn)量的動態(tài)分析和地質(zhì)開發(fā)方案的制定，同時還具有以下幾個方面的危害：一是離心式輸油泵工況變差，泵效率降低；二是原油夾帶的大量氣體將通過常壓儲罐排入大氣，導(dǎo)致?lián)p耗，污染環(huán)境，且易發(fā)生火災(zāi)危害；三是增加原油后續(xù)處理難度，加大處理成本。因此，需將三相分離器出口原油含氣率控制在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。

2　降低分離后原油含氣率的方法和途徑

影響三相分離器分離后原油含氣率的主要因素有：分離器的結(jié)構(gòu)、分離方式、原油黏度、原油在分離器的停留時間和分離壓力等。因此，可以通過改進分離器結(jié)構(gòu)、降低原油黏度、增加分離級數(shù)等工藝措施，以及通過調(diào)整分離壓力、增加原油在分離器中的停留時間等操作方法，以降低三相分離器出口的原油含氣率和原油計量誤差。

2.1三相分離器的結(jié)構(gòu)改進

①入口分流器的改進。三相分離器的入口分流器壓降愈大，原油中就有愈多的溶解氣析出，形成小氣泡，如果分離器直徑較小，則不利于氣體從原油中析出。有關(guān)資料表明：離心式、窄縫式入口分離器所產(chǎn)生的氣泡體積是穩(wěn)定式的5～6倍，中原油田胡狀聯(lián)合站三相分離器投產(chǎn)時入口分流器是窄縫式，后改為穩(wěn)定式，使用結(jié)果表明其分離效果明顯優(yōu)于窄縫式的，有效地降低了三相分離器出口原油含氣率。②增加擋泡板。在分離器沉降段增加擋泡板，裝在氣液隔板的下方，與液流方向垂直。擋泡板用來阻止浮在液面上的氣泡向原油出口方向流動，使氣泡在液面上有足夠的停留時間破裂并進入氣相。

2.2降低原油的黏度

原油的黏度隨溫度的升降而變化。原油溫度降低，黏度增大，原油中夾帶的氣泡就越難浮出液面，造成原油含氣率上升。通過提高原油溫度可以降低

黏度達到降低三相分離器出口原油含氣率的目的。圖1是原油的黏溫曲線圖。32 ℃時，原油的黏度是68.7×10-6m2/s；40 ℃時，原油的黏度是56.2×10-6m2/s。胡狀聯(lián)合站三相分離器投產(chǎn)時原油溫度僅32 ℃，其中氣泡不宜浮出液面，通過在分離器進口處增加換熱器，使原油溫度提高到40 ℃，黏度下降了12.5×10-6m2/s。三相分離器出口原油含氣率下降了21.7%。

圖1　一個大氣壓下原油的黏溫曲線

此方法簡單易行，效果明顯，采用此方法僅需確定科學(xué)合理的原油溫度，既能降低三相分離器出口原油含氣率，又不至于浪費能源，這需要在分離器操作中不斷摸索、試驗和總結(jié)，以到達經(jīng)濟合理的最佳分離效果。

2.3選定科學(xué)合理的分離方式和級數(shù)

井口原油分離方式有三種：一次分離、連續(xù)分離和多級分離。由于一次分離原油直接進罐，油氣混合物進罐時沖擊力很大，且有大量氣體從儲罐排出，浪費能源，存在安全環(huán)保隱患；若連續(xù)分離，因其投入較大且需特殊的技術(shù)支持，在生產(chǎn)中較難實現(xiàn)。所以這兩種分離方式在生產(chǎn)中應(yīng)用很少。而多級分離具有滿足礦場集輸、計量要求、便于現(xiàn)場操作等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于采油廠生產(chǎn)實際中。一臺分離器和油罐串聯(lián)為二級分離方式，二臺分離器和油罐串聯(lián)為三級分離，依次類推。三級分離流程見圖2。

1.井口來油　2.一級三相分離器　3.二級三相分離器

采用多級分離方式的關(guān)鍵是確定科學(xué)的分離級數(shù)。分離級數(shù)愈多，從原油中析出的氣體愈多，分離器出口原油含氣率越低，原油計量精度越高。而設(shè)備的投資和運行成本投入加大，經(jīng)濟效益降低。經(jīng)過技術(shù)和經(jīng)濟評價，對于一般油田，采用三級或四級分離方式，技術(shù)和經(jīng)濟效益較好；對于低油氣比的油田而言，則采用二級分離，經(jīng)濟效果較佳。

2.4降低分離壓力

分離壓力對三相分離器出口原油含氣率影響較大，壓力愈大，氣液密度差愈小，氣泡愈不易浮至液面，造成原油含氣率增高。根據(jù)克別爾的多級分離各級間壓力比的經(jīng)驗公式，若分離級數(shù)為n，各級分離操作壓力分別為p1、p2……pn(絕對壓力)，則各級間的分離壓力比R為：

若末級壓力為0.1 MPa(絕對壓力)，那么，在采用多級分離方式時，可根據(jù)以上公式算出壓力比來確定各級的分離操作壓力。實際生產(chǎn)中，可在滿足三相分離器出氣帶油達標(biāo)情況下，使分離器壓力更趨科學(xué)合理，以降低分離器出口原油含氣率，提高原油計量精度。

2.5延長原油在分離器中的停留時間

原油在分離器中的停留時間就是油氣沉降分離時間，停留時間過短，溶解在原油中的氣泡來不及析出或已析出的氣泡來不及浮至液面就被原油帶出分離器，造成原油含氣率增高。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：一般原油在分離器中的停留時間為1～3 min，起泡時間為5～20 min。為降低分離器出油含氣率，在實際生產(chǎn)中，首先應(yīng)該根據(jù)不同的液量選擇適合的分離器，以保證原油在分離器中的停留時間。

3　結(jié)論和建議

通過理論分析和現(xiàn)場實踐，采用以下方法和途徑可以降低三相分離器出口原油含氣率：①改進三相分離器結(jié)構(gòu)，如改進口分流器、增加擋泡板等；②降低原油的黏度；③選定科學(xué)合理的分離方式和級數(shù)；④降低分離壓力；⑤延長原油在分離器中的停留時間。

通過改進三相分離器結(jié)構(gòu)、降低原油的黏度及確定科學(xué)合理的分離級數(shù)和分離壓力等方法，降低了分離器出口原油含氣率，使原油計量誤差率平均下降了2.3%，提高了原油計量精度和綜合效益。

TQ050.7

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1003-3467(2015)03-0056-02

2015-01-13

郭晶(1973- )男，工程師，從事工程管理工作，電話：(0393)4870254。