三元复合驱与水聚驱地面工艺差异分析

朱启光

(大庆油田工程有限公司，黑龙江 大庆 163712)

随着三元复合驱驱油工艺在大庆油田的逐步推广，三元采出液处理困难，需要单独处理，大庆油田地面工程系统出现一定的不适应性。三元采出液的处理在油气集输系统依然是一段合、二段分，电脱水器适当改造的建设方式，污水处理系统完全与水聚驱分开处理。这使得油气集输、水处理系统的剩余能力不能利用，聚合物配置站、注水站、变电所部分能力可以利用，但是需要新建或扩建能力，配套设施会有较大量的增加。

1 三元复合驱地面工艺

1.1 油气集输

1.1.1 转油放水站

转油放水站采用三相分离器合一处理装置，油井三元产液进三相分离器进行油气水分离，低含水油经泵输脱水站。污水进入污水沉降罐沉降后，一部分经泵输至新建三元污水站，另一部分将沉降后的污水升温后回掺。分离出的伴生气进入已建的集气系统。

1.1.2 脱水站

脱水站原油净化处理采用二段脱水工艺，三元产液经转油放水站放水后，低含水油输至脱水站，经二段炉升温后，由二段电脱水器进行处理，脱后净化油经输油泵外输至油库。

1.2 配注系统

配制注入系统基本采用“集中配制低压二元、高压二元”的总工艺流程。注水站出站高压水在二元调配站混配为高压二元水，再输至各注入站;含母液表活剂的低压曝氧深度水由二元调配站输至配制站作为配制用水，配制低压二元母液，再输至各注入站。配制、注入系统主要设计参数详见表1。工艺流程见图1。

表1 配制、注入系统设计参数表

1.3 污水处理系统

三元污水站采用“一级沉降罐→二级沉降罐→一级石英砂-磁铁矿双层滤料过滤罐→二级海绿石-磁铁矿双层滤料过滤罐”的四段处理工艺。三元污水处理设计沉降段的设计思路为既可实现两级连续流沉降，同时也可以实现一级序批沉降。每座沉降罐都配有双系统，即曝气系统和气浮系统。

采用连续流沉降运行方式时，设计参数为:一级沉降罐水力停留时间为12 h，二级沉降罐水力停留时间8 h，合计20 h。当采用序批式沉降运行方式时，循环周期为24 h，即进水6 h、静止沉降12 h、排水6 h。滤速:弱碱7 m/h、5 m/h;强碱6 m/h、4 m/h。

2 水聚驱地面工艺

2.1 油气集输

2.1.1 转油站

水聚驱转油站一般采用三合一(分离缓冲游离水脱除器)处理装置，油井三元产液进三合一进行油气水分离，高含水油经泵输脱水站。分离出的污水升温后回掺或热洗。分离出的伴生气进入集气系统。

2.1.2 脱水站

脱水站原油净化处理采用二段脱水工艺，转油站来的高含水油输至游离水脱除器，分离出游离水后，低含水原油经二段炉升温后，由二段电脱水器进行处理，脱后净化油经输油泵外输至油库。污水外输至污水站处理。

2.2 配注系统

聚驱采用集中配制分散注入的地面总体配注工艺，即5 000 mg/L母液集中在配制站配制，低压输送至分散建设的注入站;在注入站内与注水站输送来的高压水按比例混配均匀，最终形成母液浓度合格体系，输送至注入井井口，注入地层。详见图2。

2.3 污水处理系统

聚驱常规工艺为“一级沉降罐→二级沉降罐→一级石英砂过滤罐”的三段处理工艺。采用沉降设计参数为:一级沉降罐水力停留时间为8 h，二级沉降罐水力停留时间4 h，合计12 h，滤速8 m/h。

3 差异分析及存在问题

3.1 油气集输

三元驱与聚驱相比，油气集输系统采用的工艺基本相同，但是有两个不同，一是设备结构不同，设备结构差异见表2。二是设计参数相差较大(见表3)，主要是三合一、三相分离器及游离水的操作温度及沉降时间、污水沉降罐的沉降时间、电脱水器的操作温度等。尤其是污水沉降罐沉降时间延长了一倍，意味着处理相同的水量设备容积要大一倍。

表2 处理容器结构差异表

表3 主要生产运行参数差异表

聚驱调整为三元驱开发后，地面油气集输系统存在一定的不适应性，主要存在以下问题:

1)转油(放水)站:由于聚驱与三元驱处理容器处理温度及填料不同，需对三合一或三相分离器进行改造;由于进站温度提高，需对掺水炉和掺水泵进行扩建;热洗周期缩短，需对热洗炉和热洗泵进行扩建。放水站中污水沉降时间提高一倍，需扩建污水沉降罐;由于加药种类增至5种，需扩建加药装置。

2)脱水站:由于聚驱与三元驱处理容器处理温度及填料不同，需对游离水脱除器和电脱水器进行改造并扩建;污水沉降时间提高一倍，需扩建污水沉降罐。

3.2 配注系统

已建聚驱注入站若改成三元注入站存在以下问题:

1)注入站:若采用三元注入，注入站内工艺需采用“单泵单井”工艺，若原聚驱注入站采用“一泵多井”工艺，则需扩建注入泵房、增加单井注入泵、更换静态混合器等相关设施。

2)母液管道:聚合物母液管道多采用钢骨架塑料复合管，若采用三元注入方式，则三元母液管道需采用防腐钢制管道，且输送相同液量防腐钢制管道比钢骨架塑料复合管至少增大一级管径。

3)三元调配站站址问题:首先需具备新建三元调配站位置;其次若采用集中建站方式，需新建三元调配站内设碱、表活剂储罐、三元调配罐、碱、表活剂高、低压泵以及外输泵等相关设施。

3.3 污水处理系统

聚驱污水站改成三元污水站工艺存在以下问题:

1)工艺流程:主体工艺不满足，三元污水处理工艺为四段流程，聚驱三段，需对主工艺流程进行扩建。

2)沉降段:停留时间不满足，并且三元驱序批工艺中一、二段沉降规格相同，而聚驱沉降罐一段、二段沉降规格不同，无法实现序批，

3)过滤段:滤速不同，少一级过滤，相配套滤罐的回收水系统，包括回收水池及配套泵不能满足，且三元采用气水反冲洗流程。

4 结论

1)大庆油田目前已建水聚驱区块在调整为三元驱开发形式时，已建设施存在不适应性，剩余能力较少，需新建处理站场，或者对已建站场进行大规模改造。

2)按照目前现有污水处理工艺，三元驱污水处理系统滤后水只能达到“双二十”指标，且由于三元污水主要回注高渗透油层，喇萨杏油田南部高渗透油层较少，回注困难。

3)大面积进行三元驱开发后，三元污水多数不能回注本区块，而深度水水源多为水驱污水或普通聚驱污水，造成深度水水源减少，污水平衡困难。

4)已经按聚驱设计的配注站、污水站等站场，在调整为三元驱开发时，需进行扩建，在建筑密集区，特别是萨中地区，厂区空间不足，选址困难。

随着三元复合驱技术的推广应用，地面建设的需求与已建地面设施的矛盾会越来越突出，需投入大量资金进行已建设施的改造，并在今后的生产过程中，需要进一步优化三元驱地面处理技术，为大庆油田的持续发展提供技术支持。

[1]中国石油天然气集团公司.GB50350-2005油气集输设计规范[S］.北京:中国计划出版社，2005.

[2]曾绍逸.油田油气集输设计技术使用手册(上册、下册)[M］.北京:石油工业出版社，2012.

[3]岳永会.大庆油田集输工艺低温集输技术试验研究[J］.油气田地面工程.2009，28(2):25－26.