HXS型三相分离器在油田的应用

2022-09-12

一、原油集输工艺现状

根据长庆油田采油一厂油田低渗低压的特点, 油田注水的大规模应用, 大幅度提高了原油采收率。该技术的广泛使用, 也伴随着原油液量增大, 含水不断增加。大量的高含水原油给脱水系统带来了一系列问题:1.采出水在沉降罐内停留较长时间, 细菌较多, 加快了采出水处理设施的腐蚀;2.气油比高, 油气混合物进入沉降罐内气液分离, 对净化油层冲击较大, 导致沉降罐运行不平稳, 净化油含水超标;3.原油内含有较多有毒气体, 原油进入沉降罐内, 气体从沉降罐上部排出, 对人体的伤害较大。4.沉降罐加热盘管长期处于采出水中, 腐蚀断裂严重, 影响系统的安全运行;5、由于沉降罐为开口运行, 油气挥发损耗量大;

二、HXS型三相分离器的工作原理及优点

1. 工作原理:

油气水三相分离主要依靠物质的密度差异, 在稳定的流场条件下, 物质由于收到不同的离心力或重力而分离。HXS型三相分离器内的汗水原油首先到达一级捕雾器, 将其中气体大部分分离出来, 气体进入二级捕雾器, 与从设备内气体一起流出三相分离器。在此应用旋液分离装置, 对原油和采出水进行预分离, 预分离后的油和水流入液体流型自动调整设备, 对液体进行整理, 在此过程中, 作为分散相的原油进行破乳、聚集, 而后随含水原油进入分离室, 在设备中有稳流和聚集装置, 为原油和采出水提供较好的集结条件, 实现原油和采出水的高效分离。分离后的原油流入油室, 分离出的采出水则进入采出水重新分离装置, 采出水中进一步降低含油量, 从而完成净化油、采出水和气体的分离过程。

2. HXS型三相分离器优点

(1) 旋流脱气

HXS型三相分离器采用旋流脱气技术, 使气体和液体由重力转变到靠离心力进行之间的分离, 分离效率得到了很大提高。运用旋流对气体和液体进行预脱气, 原油和采出水分离的液相容积由原来的45%左右可提高到90%以上。旋流脱气不仅能够提高设施的有效液相容积, 而且对平衡设施压力, 稳定动态有一定的作用。

(2) 设备优化

根据流动性强, 则物质停留时间长, 反之则停留时间短的道理, 在遵循三相流体力学理论的基础上, 我们对HXS型三相分离器的流型自动整理装置、聚集物料、采出水装置等的流动性能进行了试验, HXS型三相分离器的流场特征已较接近于塞状流, 整个流场的流动比较平稳、均匀, 返流和回流已经没有, 总体流场呈平稳的正向平面流动, 流动性能较好, 从而为原油和采出水的分离创造了两盒的流场环境。

(3) 活性水强化水洗破乳

HXS型三相分离器的破乳过程经现场试验, 原油和采出水分离效果有很大提高。实验结果是:水洗不仅能使采出水迅速分离, 使大多数水量从含水原油中剥离;同时含水原油在水洗室里进行磨擦、碰撞、翻滚和搅拌, 能够起到再次强化破乳的效果。

(4) 转化油水分离模式

HXS型三相分离器运用油水分离模式转化技术, 变传统分离的原油脱水为水中除油, 水作为连续相, 油滴作为分散相从连续相中分离出来。经试验, 在同一状态下, 原油的粘度要远大于水的粘度, 所以原油在水里的上浮速度要远大于水在油中的沉降速度, 即“水中除油”的效率要大于“原油脱水”的效率。

三、应用效果分析

长庆油田采油一厂自2007年先后在联合站先后使用了HXS型三相分离器, 在运用过程中, 效果较好, 主要表现在以下几个方面。

1. 实现集输系统密闭工艺

HXS型三相分离器的应用, 实现了原油集输站点的密闭工艺, 处理后气体经三相分离器处理后进入轻烃处理系统, 大幅度降低了净化油中的含气量, 确保了设备和设施的安全运行。

2. 较好的油水分离效果

(1) 降低原油含水低

使用后净化油含水基本处于在0.2%以下。

(2) 破乳剂使用量得到减少

含水原油进入HXS型三相分离器, 在水洗室里进行磨擦、碰撞、翻滚和搅拌, 加强了破乳的效果, 油出口含水维持在0.2%以下, 破乳剂浓度降低至100ppm左右, 较大降低了含水原油处理的成本。

(3) 采出水水质较好

经HXS型三相分离器处理后的采出水含油基本在25mg/L以下, 含悬浮物基本在25mg/L以下, 下游的处理负担得到了降低, 并且经联合站采出水处理系统处理后的采出水水质可达到国家标准的采出水回注指标含油≤10mg/L, 含悬浮物≤3mg/L。

四、认识和结论

对HXS型三相分离器几点的认识:

(1) 稳定进液对三相分离器的使用比较重要, 在运用过程中, 由于上游泵排量不定, 会造成短时间来液速度超过三相分离器的处理能力, 净化油含水短期内达到0.2%左右。

(2) 温度的高低对原油含水指标最为敏感, 较短时间的温度变化不会影响处理指标, 但较长时间的低温度运行将会导致处理指标不合格, 三相分离器达到到最佳的运行状态所需时间较长, 三相分离器的最佳使用温度为45-60℃。

(3) 从使用结果来看, 随着原油含水的上升有助于原油脱水, 因此随着长庆油田原油含水率的上升, HXS型三相分离器的使用效果将会更好。

结论

HXS型三相分离器采用了自动调整设备、采出水抑制设备等强力油水分离器件, 油气水三相分离可得到较快分离, 实现集输密闭处理工艺, 水质得到较大提高, 伴生气生产为轻烃, 站内工作环境得到改善。三相分离器体形小, 效率高, 使用方便, 降低了员工的劳动强度。根据HXS型三相分离器的特点及使用效果, 得到长庆油田采油一厂的认可。

摘要：本文章阐述了长庆油田采油一厂应用的HXS型三相分离器的基本工作原理, 现场使用效果表示, 三相分离器具有很好的应用效果, 故障较低, 改变了传统的溢流沉降方法, 创新了集输系统新方式, 为简化集输工艺, 提升原油集输运行效率打下了坚实的基础。

关键词：三相分离,温度,脱水