稠油处理参数优化与控制对策研究

张磊

摘 要：随着油田的开发的深入，联合站处理的原油粘度、密度都在不断上升。联合站目前使用的工艺、设备表现处了很大的不适应性。本文通过在稠油处理上对生产参数进行优化和控制，取得令人满意的效果。

关键词：稠油；处理成本；药剂；效果评价

一、引言

随着油田采出液体的变化原油物性发生了较大的变化，原油粘度值增加（50℃时），原油密度增加。而实际工艺流程并没有做针对稠油处理的改造，给经营指标控制带来了一系列的问题。外输油含水居高不下。

图1 粘温曲线图

二、处理系统工艺流程

目前某联合站处理的原油标准密为0.9653 g/cm3、20℃时粘度达到9968 mPa·s。根据国际原油的分类指标，属于重质（接近超重质）稠油。

表1 原油分类

原油处理工艺流程主要依赖重力沉降和热电化学二段脱水方式，主要流程如下：

图一 联合站生产工艺流程图

利用现有的工艺、设备处理，从现加强场管理、精准控制生产参数、反复调查论证等方面寻找处理重质稠油的成本控制点。

1、破乳剂在重质稠油处理过程中的“反应迟钝”问题。

破乳剂的作用主要有表面低水的表面张力、形成胶束、润湿反转、破乳等作用。联合站破乳剂的投加方式为：在同一井排进行药剂的投加。由于处理的原油粘度增大，原油内水滴运动聚并的阻力也增大，另外胶质沥青质的增多也加强了界面膜的吸附性，所以原油乳状液稳定性明显越强。原油包裹的水脱除不净，污水包裹原油分离不出来。造成联外输原油阵发性高含水时有发生，根据生产记录2014年1-10月发生高含水共6次，影响天数为22天。

2、离心泵在输送重质稠油过程中的“水土不服”问题。

重质稠油是一种多相体系，不遵循牛顿内摩擦定律，属于非牛顿液体，这时的粘度应称为表观粘度。含水率较低时，乳状液的粘度随含水率的增加而缓慢上升；含水率较高时，粘度迅速上升。联合站的脱水泵和原油外输泵均为10SH-6离心泵，根据SY/T 5264-2006《油田生产系统能耗测试和计算方法》中离心泵效率计算公式：

联合站的油泵效率都在46%以下，泵效偏低电能损耗较大。

三、优化生产环节，保证生产高效顺畅。

由于联合站系统性强，一个问题的出现就能引起全系统的波动。另外，整个生产流程是连续的，恢复波动造成的影响需要耗费的时间长。只有提高化学脱水效果和提高油泵效率这两个最薄弱的两“链扣”扣紧，才能保证整个重质稠油处理过程的高效、顺畅。

1、破乳剂各尽其能

由于破乳剂是采用单一井排进行药剂的投加，其他，井排来液没有破乳剂，只有到分离器出口汇管上混合后这部分来液才能接触到药剂，不能使药剂的作用得到最大限度的发挥。应用的破乳剂是SH和DAA两种，SH破乳剂属 水溶性破乳剂，破乳脱水后，剩余的破乳剂仍留在污水中，在后续的污水处理过程中继续发挥作用；DAA破乳剂属油溶性破乳剂，其特点是不会被脱出水带走，且随着水的不断脱出，原油中的破乳剂的浓度逐渐提高，对脱除原油中的水更有利。基于以上认识，联合站为了充分发挥两种药剂的特点，采用一下方法：一是，SH用于一段脱水，采用“四点定量”节点控制方法。实施后原料油含水下降了3.5%，净化油含水降低了0.9%，外输原油含水下降了0.67%。

2、输油泵推陈出新

10SH—6离心泵效率低，非常不适应稠油的输送与现场生产情况不匹配。联合站根据《油气集输设计规范》规定，对不适合当前生产情况的泵机组进行更换。根据原料油温度低、粘度高的特性选择2HS2500—96螺杆泵；净化原油温度稍高选用威海产的150AYP150离心泵输送。排量按生产液量确定，扬程为本系统水头的1.05～1.20倍，并应在泵特性曲线高效。区运行。在操作上采取了以下节能措施：一是，在满足管线输油量要求和泵流量允许的条件下，尽量减少运行泵台数，增大单泵的运行流量。二是，对负载率低或工况改变频繁的泵机组，加装变频器，利用变频器改变泵的转速，进行工况调节，使泵机组维持在泵的高效区运行。联合站的油泵效率从42.94%提高到了64.02%。

四、实施效果

因为重质稠油由于密度高、粘度大、油水分离较难处理，所以生产上对破乳剂消耗和输送过程中电能的损耗都会较高。联合站实施了化学脱水和原油输送这两个主要生产“链扣”的改造，有效降低了重质稠油的处理成本。保证了全站生产的高效、顺畅。

2014年外输原油含水率与去年同期对比统计表

联外输原油含水率指标是1.8%，措施改进后外输油含水平均值为1.25%。电费消耗情况进行统计，电费比去年同期减少6.6268万元。药剂消耗情况统计可以看出；消耗药剂费比同期减少药剂费191.732-184.225=7.507万元；直接效益7.507+6.628 =14.135万元。