一、技术来源
自主研发。
二、基本原理
三元复合驱采出液中含有驱替用化学剂(碱、表面活性剂和聚合物),采出乳状液的稳定性增强,破乳困难;采出液携污量明显增加,聚结填料堵塞严重;采出液导电性增强,脱水电流大,电脱水运行平稳性变差。在三元复合驱采出液性质、油水分离特性及适应于三元复合驱油水分离聚结填料研究的基础上,研制了具有可再生填料的游离水脱除器和处理药剂,解决了三元复合驱采出液沉降分离困难、聚结填料堵塞无法清理的问题;在研究乳状液在电场中电流及含水变化规律的基础上,发明了组合电极脉冲式供电电脱水处理系统,降低了运行电流,有效解决脱水设备易垮电场问题,实现原油达标外输。
三、工艺过程
三元复合驱采出液脱水采用两段工艺流程,一段是具有可再生填料的游离水脱除器,二段是组合电极电脱水器,配套变频脉冲电脱水供电装置。复合驱采出液首先进游离水脱除器,在沉降温度为35~40℃,沉降时间40min的条件下,处理后能够达到油中含水小于30%,污水含油量小于3000mg/L,含水率小于30%。油包水型乳状液经脱水炉加热后进组合电极电脱水器,脱水温度在50~55℃之间,电脱水后的净化油含水率小于0.3%,污水含油量小于3000mg/L。净化油外输至油库,含油污水输至污水处理站进行处理。
四、技术特点
(1)新型复合驱游离水脱除器使用管式蜂窝状陶瓷可再生填料。针对采出液携污量大,脱水聚结填料堵塞,游离水脱除器运行效率下降,脱水效果变差的问题,开发了管式蜂窝型陶瓷填料,优化游离水脱除器结构,可以有效降低脱后的油中含水率,避免含水过高对后续电脱水的影响,具有不易堵塞,易于堵塞物的清理特点,实现了脱水填料的原位再生,单台设备处理能力提高33%以上,同时节省了填料更换的运行成本。
(2)新型组合电极电脱水器运行稳定性增加。为了解决平挂电极电脱水器处理三元采出液时,电极钢板网孔间泥状物难于清理;常规竖挂电极脱水器预处理电场较弱,对乳状液含水率适应范围窄;常规脱水供电设备脱水过程中抵抗大电流冲击能力差的技术问题。按照不减少乳状液在电场中的停留时间,减小单层极板的水平投影面积,可降低泥状物的淤积;提高供电装置的容量及阻抗,抑制瞬间尖峰电流,采用变频脉冲供电,降低能耗,提高运行平稳性;结合平挂电极电脱水器和竖挂电极电脱水器的特点,开发了组合电极电脱水器和变频脉冲脱水电源技术。与现有的电脱水技术相比较,实现进液含水率由20%提高到30%,极板淤积物减少,清淤周期提高到原来的1.75倍,可以保证电脱水器在120A电流下平稳运行,单台设备处理能力提高35%以上。
五、技术水平
复合驱采出液原油脱水工艺技术,是为大庆油田三元复合驱油技术工业化而开发的一项系统配套工艺新技术。针对三元复合驱给油田地面集输和处理带来的新问题,通过10多年的科技攻关,实现了三元复合驱采出液的高效低成本脱水,及时满足了油田开发建设的需要,整体技术水平达到国际领先水平。
六、能源消耗
电脱水器吨油耗电量小于0.5kWh。
七、节能减排情况
以处理量为12000m3/d为例,游离水脱除温度降低5℃,每年可节省天然气298×104m3。
八、技术应用条件
该技术适用于油田三元复合驱采出液脱水系统的建设,可以在国内、外进行三元复合驱油田的原油脱水系统的建设中使用。
九、应用实例
利用复合驱采出液原油脱水工艺配套技术建成大庆油田采油二厂南3-1脱水站,游离水脱除后能够达到油中含水小于20%,污水含油量小于1400mg/L。含水率小于20%油包水型乳状液进入电脱水器,电脱水后的净化油含水率小于0.3%,污水含油量小于2000mg/L,达到指标要求。
十、经济效益
经过项目的科技攻关,游离水脱除设备的处理能力提高33%,电脱水设备的处理能力提高35%,同时游离水脱除设备采用新型填料,在生产运行中,可实现填料再生,节约了更换游离水脱除器填料的费用。因此经济效益主要包括两部分,一是节约建设投资,二是节约更换填料的成本。对于建设12000 m3/d规模三元复合驱采出液处理站,可以节省建设投资306.4万元,每年可节省填料更换费用58.5万元。
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