劉海波，杜紅換，曹玉超，朱曉威，宮大印，張?zhí)炫?/p>

(1. 中國(guó)石油化工股份有限公司西北油田分公司，新疆 阿克蘇 843000； 2. 中國(guó)石油化工股份有限公司中原油田分公司，河南 濮陽(yáng) 457001)

雅克拉凝析氣田位于塔里木盆地北部，在新疆維吾爾自治區(qū)阿克蘇地區(qū)境內(nèi)。根據(jù)開(kāi)發(fā)方案，雅克拉氣田設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)規(guī)模為260×104m3/d【1】。表1所示為其天然氣井流物組分?jǐn)?shù)據(jù)。

表1 天然氣井流物組分?jǐn)?shù)據(jù)

注：H2S組分單位為mg/m3。

雅克拉氣田集輸工藝采用一級(jí)布站方式和井口一級(jí)節(jié)流降壓工藝。為防止井流物結(jié)蠟、水合物形成、CO2腐蝕和C3以上組分的收率等對(duì)輸送溫度和壓力的影響，一級(jí)節(jié)流將壓力降到9.5 MPa后去集氣處理站【2】。集氣處理站的主要功能是對(duì)氣田的天然氣進(jìn)行處理，使其符合管輸天然氣的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及天然氣的質(zhì)量要求。集氣處理站的產(chǎn)品為天然氣(干氣)、液化氣、輕油和凝析油。雅克拉集氣處理站(簡(jiǎn)稱(chēng)雅站)凝析油物性見(jiàn)表2。

雅克拉集氣處理站于2005年11月29日投入生產(chǎn)，已連續(xù)運(yùn)行12年。其凝析油穩(wěn)定單元的目的是降低凝析油飽和蒸汽壓，減少凝析油在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中的蒸發(fā)損耗，同時(shí)回收凝析油中的輕烴【3】。凝析油穩(wěn)定單元流程見(jiàn)圖1。

1 問(wèn)題及原因分析

2018年12月中旬，凝析油穩(wěn)定塔突然多次出現(xiàn)塔底溫度持續(xù)難以維持、塔底產(chǎn)品采出困難的問(wèn)題，經(jīng)投用已建的洗鹽流程后，仍在很短時(shí)間內(nèi)(3～5 d)即再次出現(xiàn)上述問(wèn)題，遂于2019年2月對(duì)穩(wěn)定塔重沸器管束進(jìn)行了抽芯更換。圖2為抽出的換熱器管束。

對(duì)抽出的穩(wěn)定塔重沸器管束進(jìn)行驗(yàn)漏檢查發(fā)現(xiàn)，換熱管無(wú)穿孔刺漏。將管束內(nèi)物質(zhì)取樣化驗(yàn)，結(jié)果顯示，該物質(zhì)溶于水，其水溶液中氯離子含量明顯升高，基本可以判斷為鹽堵造成重沸器換熱效果差及穩(wěn)定塔工況惡化。

表2 雅站凝析油物性

圖1 凝析油穩(wěn)定單元流程

圖2 抽出的穩(wěn)定塔重沸器管束

重沸器管束更換后，穩(wěn)定塔工況惡化速度仍較快，近1個(gè)月內(nèi)投用洗鹽流程4次，每次投用時(shí)間均在48 h以上，但穩(wěn)定塔工況仍不理想(底溫持續(xù)降低、參數(shù)波動(dòng)大)。

為查找問(wèn)題原因，取穩(wěn)定塔進(jìn)料油樣及凝析油儲(chǔ)罐產(chǎn)品油樣，2種油樣分別與水以1∶1比例混合，進(jìn)行油水分離試驗(yàn)。靜置5 min后的結(jié)果如圖3所示。

圖3 油水混合樣

由圖3(a)可以看出：穩(wěn)定塔進(jìn)料油樣與水混合后，混合物分為3層，取出油、絮狀物和水，油水界面不清晰；凝析油產(chǎn)品與水混合后，混合物為2層，油水界面清晰。根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果，初步判斷造成凝析油穩(wěn)定塔工況紊亂的原因?yàn)椋哼M(jìn)塔前來(lái)料油水分離效果差，穩(wěn)定塔進(jìn)料油中攜帶的高含鹽水在高溫下發(fā)生析鹽，進(jìn)而造成穩(wěn)定塔塔板及重沸器管束鹽堵。

2 處理措施探討

通過(guò)以上分析可知：進(jìn)塔凝析油中攜帶的高含鹽水在高溫下發(fā)生析鹽是鹽堵的根本原因，凝析油穩(wěn)定塔的高溫運(yùn)行工況是造成鹽堵的外部因素【4】。根據(jù)流程中的不同階段，將鹽堵解決措施分為3類(lèi),即穩(wěn)定前脫鹽、穩(wěn)定中防鹽和鹽堵后洗鹽。

2.1 穩(wěn)定前脫鹽

凝析油穩(wěn)定塔鹽堵的主要原因是進(jìn)入凝析油穩(wěn)定塔的凝析油中攜帶的大量高含鹽水在高溫運(yùn)行狀態(tài)析鹽并附著在塔板及重沸器上所致【5】。在凝析油進(jìn)入凝穩(wěn)塔之前將高含鹽水脫除，降低進(jìn)入穩(wěn)定塔的凝析油的含鹽量，就能從根本上解決凝析油穩(wěn)定塔鹽堵問(wèn)題。

雅站目前采用的穩(wěn)定前脫鹽方式為：在洗鹽分離器中加入低含鹽水(加入位置見(jiàn)圖1中的“低含鹽水①”)，將來(lái)油中的鹽分溶解在水中，并經(jīng)洗鹽分離器脫水流程脫除。但此方式加重了洗鹽分離器脫水負(fù)荷，在目前單井來(lái)油含水量逐年增加的情況下，已不能有效脫鹽，且進(jìn)站油品物理性質(zhì)已發(fā)生變化，加入低含鹽水并不能有效提高油水分離效果，減少進(jìn)塔凝析油中含鹽量。

2.2 穩(wěn)定中防鹽

穩(wěn)定中防鹽是指調(diào)整凝析油穩(wěn)定塔的操作參數(shù)，降低凝析油穩(wěn)定塔的溫度和壓力以及凝析油在穩(wěn)定塔及重沸器中的水分蒸發(fā)量，防止鹽分大量析出而形成鹽堵。

此方法可以保證凝析油穩(wěn)定塔的平穩(wěn)運(yùn)行，但降低穩(wěn)定塔運(yùn)行溫度必然會(huì)減少輕組分在凝析油中的拔出量，使穩(wěn)定塔不能達(dá)到有效的凝析油穩(wěn)定效果；且凝析油儲(chǔ)罐為常壓儲(chǔ)罐，未脫除的大量輕組分會(huì)通過(guò)儲(chǔ)罐呼吸閥排放到大氣中，導(dǎo)致環(huán)境污染及大量可燃?xì)怏w泄漏，還會(huì)影響到站內(nèi)輕烴的產(chǎn)量。

2.3 鹽堵后洗鹽

雅站目前采用的鹽堵后脫鹽方案為:當(dāng)鹽堵問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)，在穩(wěn)定塔進(jìn)料中加入低含鹽清水(加入位置見(jiàn)圖1中的“低含鹽水②”)對(duì)結(jié)鹽的穩(wěn)定塔進(jìn)行沖洗，以達(dá)到清洗掉塔板及重沸器中結(jié)晶鹽、恢復(fù)穩(wěn)定塔工況及重沸器換熱效果的目的。

雅克拉凝析油穩(wěn)定裝置鹽堵周期約為3～5 d，水洗脫鹽時(shí)間約為48 h，但鹽堵速度較快，且水洗脫鹽時(shí)需降低穩(wěn)定塔操作溫度，洗鹽后至少需要12 h恢復(fù)穩(wěn)定塔參數(shù),期間輕烴產(chǎn)量損失較大。洗鹽所用清水會(huì)進(jìn)入凝析油儲(chǔ)罐，因下游用戶(hù)對(duì)凝析油產(chǎn)品含水量要求非常嚴(yán)格(出口液面樣含水<0.5%，底部樣含水<0.7%，三級(jí)樣含水<0.4%)，脫水時(shí)不可避免地會(huì)有部分凝析油進(jìn)入污水收集罐，造成凝析油損失。故目前此方法性?xún)r(jià)比較低。

2.4 處理措施

綜上所述，雅站目前已有的脫鹽及防鹽措施均不能有效解決鹽堵問(wèn)題，考慮到穩(wěn)定中防鹽性?xún)r(jià)比較低以及穩(wěn)定后脫鹽的被動(dòng)性，仍決定采用穩(wěn)定前脫鹽的方法。

雅站穩(wěn)定塔出現(xiàn)的問(wèn)題主要因?yàn)閱尉畞?lái)的油水混合物形成了絮狀乳化液，高含鹽水不能在一級(jí)閃蒸分離器、二級(jí)閃蒸分離器和洗鹽分離器中被有效分離。根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)同類(lèi)問(wèn)題的研究，在油水混合物中加入高效破乳劑，可以有效解決油水不能快速分離的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)多次取樣實(shí)驗(yàn)，最終雅站采用在計(jì)量分離單元來(lái)液進(jìn)入二級(jí)凝析油換熱器前加入水溶性破乳劑的方法，取得良好效果(見(jiàn)圖4)。

圖4 單井來(lái)的油水混合物與加入破乳劑后的油水混合物分離效果對(duì)比

加注水溶性破乳劑后，凝析油穩(wěn)定塔運(yùn)行正常，未發(fā)生鹽堵液泛及底溫達(dá)不到設(shè)定值的問(wèn)題，有效解決了雅站凝析油穩(wěn)定塔鹽堵的問(wèn)題。

3 結(jié)論及建議

隨著氣田開(kāi)發(fā)，集氣處理站的進(jìn)站單井逐年增加，進(jìn)站油品的物理性質(zhì)也可能發(fā)生變化，生產(chǎn)中應(yīng)加強(qiáng)新井取樣化驗(yàn)，對(duì)油品性質(zhì)與原有進(jìn)裝置單井差別較大的井要重點(diǎn)關(guān)注，及時(shí)做好應(yīng)對(duì)措施。且隨著單井含水、含鹽量逐年上升，油品性質(zhì)更加多樣化，原有脫鹽方式可能無(wú)法有效解決問(wèn)題，鹽堵問(wèn)題將可能越來(lái)越頻繁，生產(chǎn)中應(yīng)及時(shí)找到問(wèn)題發(fā)生的根本原因，以便從根本上解決凝析油穩(wěn)定裝置鹽堵問(wèn)題。