沈林冬

（中海石油（中國(guó)）有限公司湛江分公司，廣東湛江524057）

1 問(wèn)題背景與原因分析

1.1 問(wèn)題背景

W12-1 油田撇油罐設(shè)計(jì)處理能力為9000m3/d，正常情況下可滿(mǎn)足潿洲油田群生產(chǎn)水處理需求。但隨著潿西南油田群滾動(dòng)開(kāi)發(fā)，W12-1 油田接受的流體也日益復(fù)雜，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，隨著撇油罐運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間增加, 撇油罐生產(chǎn)水處理能力逐步降低，當(dāng)撇油罐處理能力低于每日生產(chǎn)水量時(shí)，就出現(xiàn)油腔液位持續(xù)上漲現(xiàn)象，大量未處理的污水排到閉排系統(tǒng)，再經(jīng)過(guò)閉排泵打回二級(jí)分離器,造成二級(jí)分離器處理超標(biāo), 難以滿(mǎn)足油田的生產(chǎn)分離需要。

油田正常生產(chǎn)情況下，每天生產(chǎn)水量日處理量約4600m3左右, 遠(yuǎn)低于撇油罐設(shè)計(jì)處理能力。但在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，撇油罐開(kāi)罐清洗后不足半年便無(wú)法滿(mǎn)足生產(chǎn)水處理要求，導(dǎo)致外輸終端的生產(chǎn)水逐步增加，這樣一來(lái)不僅增加了下游終端處理負(fù)擔(dān)，而且大大增加了原油海管的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 原因分析

撇油罐主要接收油田各個(gè)三相分離器中分離出的生產(chǎn)水，進(jìn)入撇油罐后首先經(jīng)過(guò)煤田聚集小油滴，隨后經(jīng)過(guò)多級(jí)波紋板使流體平穩(wěn)流動(dòng)，同時(shí)利用波紋板孔洞較多且流道彎曲，使小油滴變大，另外溶解在水中的溶解氣在低壓情況下釋放出來(lái)，攜帶油滴上浮到生產(chǎn)水的表面流到集油槽，隨后排放至閉排罐。生產(chǎn)水是以底流形式從集油槽下方穿過(guò)經(jīng)過(guò)堰板進(jìn)入水腔，從撇油罐出來(lái)的生產(chǎn)水在液位控制閥的控制下進(jìn)入下游水力旋流器。

圖1 W12-1 撇油罐內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

通過(guò)生產(chǎn)工藝分析，撇油罐生產(chǎn)污水處理量逐步下降主要表現(xiàn)為：1）前期：油腔液位逐步上漲，油腔處理液量逐步增加；2）后期：水腔液位不漲但出口閥門(mén)逐步關(guān)小,油腔液位大幅上漲。水腔出口閥門(mén)開(kāi)度直接反映生產(chǎn)水進(jìn)入水腔的瞬時(shí)排量，閥門(mén)關(guān)小則說(shuō)明進(jìn)入水腔的生產(chǎn)水量逐步下降；而與此同時(shí)油腔液位逐步上漲，則進(jìn)一步說(shuō)明在生產(chǎn)穩(wěn)定的情況下水腔減少的生產(chǎn)水進(jìn)入油腔排入閉排系統(tǒng)，生產(chǎn)水無(wú)法順暢流入水腔。

從圖1 撇油罐內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)一步分析，撇油罐內(nèi)生產(chǎn)水是以底流形式從油槽底部穿越，經(jīng)過(guò)堰板進(jìn)入水腔。若生產(chǎn)水無(wú)法順暢流入水腔，則很可能是底流通道出現(xiàn)堵塞。此外生產(chǎn)水進(jìn)入撇油罐后首先經(jīng)過(guò)波紋板消波處理，若消波板流道堵塞，則會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)水在撇油罐內(nèi)出現(xiàn)紊流，此時(shí)即便底流通道尚未堵塞也會(huì)因紊流給撇油罐集油槽（油腔）帶去大量生產(chǎn)水，從而導(dǎo)致其液位不斷升高, 但僅僅是波紋板流道堵塞不會(huì)導(dǎo)致進(jìn)入撇油罐水腔的生產(chǎn)水量逐步下降。

通過(guò)上述分析可以初步判斷,波紋管流道堵塞產(chǎn)生紊流，這是前期撇油罐油腔處理液量逐步增加的主要原因；底流通道堵塞是導(dǎo)致進(jìn)入水腔的生產(chǎn)水量逐步下降的主要原因，而油腔液位大幅上漲則是底流通道堵塞后引發(fā)的后續(xù)影響。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證分析，油田2013 年5 月份停產(chǎn)期間對(duì)撇油罐開(kāi)罐檢查，通過(guò)此次開(kāi)罐檢查發(fā)現(xiàn)，撇油罐底流通道及波紋管流道均出現(xiàn)油泥雜物堵塞現(xiàn)象(見(jiàn)圖2)。

圖2 撇油罐清罐時(shí)拆出的波紋板

通過(guò)此次撇油罐清罐作業(yè)，我們對(duì)于波紋板流道及生產(chǎn)水底流通道堵塞情況有了清晰的了解，進(jìn)一步驗(yàn)證了上述分析，結(jié)合撇油罐內(nèi)部結(jié)構(gòu)及此次清罐實(shí)際情況，分析結(jié)果如下。

1）生產(chǎn)水進(jìn)入撇油罐后，首先經(jīng)過(guò)波紋管消波處理，波紋管流道堵塞產(chǎn)生紊流，紊流導(dǎo)致部分生產(chǎn)水進(jìn)入撇油罐集油槽（油腔），這是前期油腔處理液量逐步增加的主要原因，但此時(shí)上漲較為緩慢，因?yàn)榇藭r(shí)雜物和油泥尚未堵塞油腔底部底流通道，生產(chǎn)水可以進(jìn)入水腔處理。這對(duì)前期油腔液位逐步上漲而不是大幅上漲的現(xiàn)象給與了合理解釋。

2）隨著生產(chǎn)時(shí)間的延長(zhǎng)，雜物和油泥逐步堵塞了底流通道，大量生產(chǎn)水無(wú)法順利通過(guò)該通道進(jìn)入水腔，導(dǎo)致進(jìn)入水腔的生產(chǎn)水量逐步下降，而油腔液位大幅上漲則是底流通道堵塞后引發(fā)的后續(xù)影響。這是后期撇油罐水腔處理量大幅下降而油腔液位大幅上漲的主要原因。

隨著潿西南油田群滾動(dòng)開(kāi)發(fā)，W12-1 油田接收的流體也日益復(fù)雜。自2012 年以來(lái)，潿西南油田群新增W6-9 6-10 平臺(tái)與W11-2 平臺(tái)，鉆井液返排帶出大量油泥及其它雜物，加之W12-1 油田本身鉆修井作業(yè)頻繁，導(dǎo)致進(jìn)入撇油罐內(nèi)的生產(chǎn)水更為復(fù)雜。堵塞波紋板及底流通道的可能性日益增大，我們需要尋求一種不影響生產(chǎn)的前提下解決這一問(wèn)題的辦法。

2 解決措施

2.1 解決思路

根據(jù)前面分析，目前撇油罐處理能力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的主要原因是大量油泥和雜物堵塞撇油罐底流通道和波紋板所致。因油田屬于一類(lèi)海域，沖砂作業(yè)所帶來(lái)的大量油泥與雜物無(wú)法達(dá)到環(huán)保要求，因此最有效的解決辦法即開(kāi)展清罐作業(yè)。

以往進(jìn)行撇油罐清罐作業(yè)需要油田停產(chǎn)時(shí)才能進(jìn)行，2013 年 W12-1W12-1PUQB 平臺(tái)投產(chǎn)之后，為W12-1 油田撇油罐不停產(chǎn)清罐創(chuàng)造了有利的條件。W12-1PUQB 平臺(tái)投產(chǎn)后，W12-1 油田處理后的原油可通過(guò)新增流程進(jìn)入W12-1PUQB 平臺(tái)自營(yíng)二級(jí)分離器進(jìn)行再處理, 最后經(jīng)電脫水之后外輸潿洲終端。

2.1.1 W12-1PUQB 生產(chǎn)水處理能力

W12-1PUQB 自營(yíng)二級(jí)分離器為兩套并聯(lián)運(yùn)行，其生產(chǎn)水每日處理能力為1800×2=3600m3；

2.1.2 W12-1PUQB 原油外輸能力

W12-1PUQB 平臺(tái)設(shè)計(jì)4 臺(tái)外輸泵，單臺(tái)外輸泵設(shè)計(jì)排量200m3/h。

根據(jù)W12-1PUQB 平臺(tái)處理能力與外輸能力，我們只需將W12-1 油田輸至W12-1PUQB 平臺(tái)自營(yíng)系統(tǒng)的生產(chǎn)水控制在3600m3/d 以?xún)?nèi)，就可以實(shí)現(xiàn)不停產(chǎn)在線(xiàn)清罐。

現(xiàn)階段W12-1 油田和W11-1 油田總液量約11600m3/d，其中 W12-1 油田產(chǎn)水約 3150m3/d，W11-1 油田產(chǎn)水約1450m3/d。不停產(chǎn)清罐期間，W12-1A 平臺(tái)停止生產(chǎn)水處理，通過(guò)關(guān)停3 口高含水井，即可將生產(chǎn)水量控制在W12-1PUQB 生產(chǎn)水處理能力以?xún)?nèi)。通過(guò)投產(chǎn)新增流程，把W12-1 油田及 W11-1 油田混合液體輸送至 W12-1PUQB 自營(yíng)系統(tǒng)處理。

A 平臺(tái)目前高含水井有5 口，經(jīng)計(jì)算只需關(guān)閉 A11、A13、A16b 井，即可滿(mǎn)足要求。三口井生產(chǎn)數(shù)據(jù)如表1 所列。

表1

關(guān)閉三口高含水井可減少1575m3/d，關(guān)閉后W12-1 油田和W11-1 油田總生產(chǎn)水量從4600m3/d下降至3025m3/d，完全滿(mǎn)足W12-1PUQB 生產(chǎn)水處理能力。當(dāng)采取該方案開(kāi)展W12-1 撇油罐不停產(chǎn)清罐期間，W12-1PUQB 每天外輸油將會(huì)超過(guò)8500m3（自營(yíng)部分日產(chǎn)約7000 m3，合作平臺(tái)日產(chǎn)1500 m3以上），因此W12-1 不停產(chǎn)清罐期間，W12-1PUQB 平臺(tái)至少啟用兩臺(tái)外輸泵。

2.2 工藝隔離措施

通過(guò)上述思路，我們可以將生產(chǎn)液體倒入W12-1PUQB 處理，從而為W12-1 撇油罐在線(xiàn)清罐工作打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。但如何將罐體安全高效地從正常生產(chǎn)的系統(tǒng)中隔離出來(lái)并惰化合格對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)安全生產(chǎn)尤為重要。

2.2.1 在撇油罐隔離前進(jìn)行罐內(nèi)排油預(yù)清洗

該方法是利用分離器現(xiàn)有生產(chǎn)水對(duì)撇油罐進(jìn)行預(yù)沖洗，從而將罐壁及油腔的殘余油清洗干凈。停止污水處理前，先停A11、A13、A16b 三口生產(chǎn)井電泵并進(jìn)行相關(guān)隔離工作。旁通撇油罐壓力高高、壓力低低、液位高高、液位低低信號(hào)，然后手動(dòng)關(guān)小油腔和水腔出口閥門(mén) LIC-3012、LIC-3011，抬高撇油罐的液位至液位高高，將罐內(nèi)殘油全部頂入集油槽。隨后將撇油罐內(nèi)的油腔殘余油排放至閉排系統(tǒng)，待油腔排空后，將水腔液位降至液位低低，關(guān)閉分離器至撇油罐隔離閥，關(guān)閉撇油罐水出口，將撇油罐水腔內(nèi)剩余液體排放到閉排系統(tǒng)，以防止底部雜物漏入大海。

2.2.2 實(shí)施流程隔離與泄壓

隔離一、二級(jí)分離器、測(cè)試分離器、B 平臺(tái)緩沖分離器水出口至撇油罐的所有閥門(mén)；關(guān)閉撇油罐進(jìn)口總閥。如此撇油罐生產(chǎn)水入口源頭全部切斷。

隔離撇油罐出口至水力旋流器閥門(mén)及水力旋流器到閉排球閥；撇油罐排完液后隔離油水腔至閉排系統(tǒng)所有閥門(mén)。如此撇油罐生產(chǎn)水下游用戶(hù)全部切斷。

上下游均切斷后，泄掉撇油罐內(nèi)壓力，隔離罐頂補(bǔ)壓閥、泄壓閥及壓力安全閥隔離閥等流程，完成撇油罐氣路隔離工作。

至此撇油罐隔離泄壓工作完成，接下來(lái)可以對(duì)撇油罐進(jìn)行惰化。

2.2.3 憜化

主要是在隔離泄壓的基礎(chǔ)上將罐內(nèi)可燃?xì)庵脫Q出去，具備與大氣直接接觸的條件。首先從撇油罐底部接2”軟管往罐內(nèi)灌水，打開(kāi)頂部排氣流程排氣至火炬系統(tǒng)火炬，在罐頂最高點(diǎn)取樣觀(guān)察，當(dāng)最高點(diǎn)取樣全為水后，停止灌水頂氣工作，隔離排氣流程。隨后從頂部接氮?dú)夤芫€(xiàn)向撇油罐加壓，利用氮?dú)鈱⒐嗳氲暮Ｋ趴眨ㄔ诠嗨艢膺^(guò)程中禁止周?chē)鸁峁ぷ鳂I(yè)）。

海水排空后，關(guān)閉排水閥，惰化工作全部完成，此時(shí)可進(jìn)行下一步插板隔離。

2.2.4 進(jìn)行插板隔離工作

為安全起見(jiàn)，惰化結(jié)束后對(duì)撇油罐本體相連的所有的進(jìn)出口法蘭加裝插板隔離，加插板的位置、加裝時(shí)間及作業(yè)人員做好記錄及簽字工作，形成良好的作業(yè)素養(yǎng)，同時(shí)對(duì)每一個(gè)插板位置可以追溯，以便流程恢復(fù)期間安全高效。

通過(guò)插板隔離后即可開(kāi)人孔通風(fēng)，進(jìn)而進(jìn)行后續(xù)的清罐作業(yè)、檢驗(yàn)檢測(cè)等工作，從而將撇油罐處理能力恢復(fù)至最佳狀態(tài)。

隨著潿西南油田群滾動(dòng)開(kāi)發(fā)，W12-1 油田接收的流體也日益復(fù)雜。鉆井液返排、通球清管，加之W12-1 油田本身鉆修井作業(yè)頻繁，導(dǎo)致進(jìn)入撇油罐內(nèi)的生產(chǎn)水愈加復(fù)雜，堵塞撇油罐波紋板及底流通道的可能性日益增大。通過(guò)這篇文章，我們找出了撇油罐處理能力逐步下降的根本原因，同時(shí)結(jié)合自身工藝系統(tǒng)的變化，找到了一種在線(xiàn)清罐的解決辦法。