沉淀物对安塞油田原油计量的影响及应对措施

宋志俊,刘仲勤,张建红,王亚坤,陈 娜

中国石油长庆油田分公司第一采油厂 （陕西 延安 716000）

沉淀物对安塞油田原油计量的影响及应对措施

宋志俊,刘仲勤,张建红,王亚坤,陈 娜

中国石油长庆油田分公司第一采油厂 （陕西 延安 716000）

三次采油技术使安塞油田原油产量增加的同时，也使油品中含有胶质、沥青质等沉淀物，沉淀物含量较高会影响计量准确性并对集输生产带来不便。通过二次沉降的方法可以减少原油中沉淀物，而离心+含水分析仪测量方法可以准确地测量沉淀物含量，提高原油计量精确度。使用三相分离和沉降罐二次沉降可以将管输原油中沉淀物降到0.2%以下，获得结果准确。

沉淀物；原油计量；安塞油田

中国石油长庆油田分公司安塞油田（以下简称安塞油田）开发初期原油中几乎不存在沉淀物，近年来随着油田深入开发，各种化学措施的逐年增加，提高产量的同时，使原油中含胶质、沥青质和黏土等各类固体沉淀物[1]。沉淀物一部分稳定存在于原油中，另一部分随原油进入储罐沉降至底部。当输油流量较大时储罐底部沉淀物会被抽出输送至下游输油站点或炼厂，而原油中的含沉淀物率过高会影响计量精确性，并对原油生产带来危害[2]。因此计量原油中含沉淀物率，控制进入输油管道系统沉淀物数量需要引起集输生产工作者的重视。

1 沉淀物成分及物理性质

使用离心法对安塞油田X站三相分离器油室出口原油进行高速离心，离心后的原油分为4层，分别为油层、中间层、水层（胶凝物）、泥沙层，具体含量如表1所示，离心分离获得中间层胶凝物沉淀物烘干，向固体机杂中加入二甲苯溶剂，震荡摇匀，加热至130～140℃继续保温溶解1h，过滤，将过滤好的物质烘干称重；然后加入正庚烷在60℃条件下继续溶解1h，过滤烘干；加入盐酸溶液，过滤、冲洗、烘干称重。成分及含量如表2所示。

离心后可以看出沉淀物密度介于油水之间（0.85～0.95g/cm3），主要成分为胶质、沥青质及黏土等机械杂质，不能使用蒸馏法检测出含量。在原油处理和输送过程中，一部分沉淀物进入沉降罐后与罐内的油、水二次乳化形成极为稳定的乳化层，另一部分与原油溢流至净化油罐沉降至罐底或通过泵输送至下游。

表1 安塞油田X站三相分离器处理后原油成分表

表2 安塞油田X站中间层成分含量表

2 沉淀物对原油计量的影响

2.1 含水分析仪误差

安塞油田内部动态计量使用的测含水仪器为射线型原油含气、含水率自动监测仪。目前用于计量交接的含水分析仪共有16台。该仪器工作原理是：油、气、水对γ射线吸收后衰减程度来测定其含量，而γ射线的吸收系数和物质的密度有关[3]。由于沉淀物密度介于油水之间，沉淀物密度接近水时，含水分析仪将沉淀物当水计量；当沉淀物含量较大时，其中的黏土、矿物粉等密度大于水的杂质会使含水分析仪测量值偏离。一般沉淀物含量超过0.25%，含水分析仪测量值偏差率可达到200%左右（即手工测量含水0.3%，显示含水0.6%）。

2.2 原油计量误差

虽然《石油和液体石油产品油量计算静态计量》《原油动态计量一般原则》中都要求将沉淀物扣除，但由于测量手段不够，一些计量人员对沉淀物认识不足，采油作业区产量结算使用静态计量，含水测量使用蒸馏法，沉淀物当油进行计量；管输原油含水测量使用含水分析仪，沉淀物当水计量，上下游测量的含水不一致，这就使原油计量产生较大的误差。例如安塞油田杏X站与王X站计量交接方式为动态计量，其含水测定使用含水分析仪，交接协议规定合格净化油含水（质量含水）不能高于0.3%，超过该值，进行1.5倍扣罚；超过0.5%，进行2倍扣罚，而杏X站对采油作业区的产量结算使用静态计量，含水测量方法为蒸馏法。假如杏X站沉淀物含量为0.25%，含水量为0.1%，标密0.840 0g/cm3，日输油量2 200m3，体积膨胀系数0.983 61。上下游因沉淀物计量引起的损耗量为7.72t/d，计量误差达到0.4%。

式中：m动、m静、m分别为动态计量、静态计量油量、沉淀物引起损耗量，t；m静高、m静低为静态计量高液位油量、静态计量低液位油量，t；ρ20为杏X站原油标准密度，g/cm3；K为石油体积系数，无量刚；ΔV为流量计1天差值（静态计量高液位和低液位差值=V高-V低），m3；W沉、W水为沉淀物含量、水含量，%。原油计量过程中各计量参数均按照理想情况下，即动态、静态计量均使用相同的交接参数；式中交接计量均使用简化计算公式。

3 沉淀物来源及处理措施

3.1 沉淀物含量及来源

安塞油田杏X区块开发初期来油中几乎不含沉淀物，2007年后各种化学措施增油的开展，使来油中含沉淀物逐年增多，三相分离器处理后净化油中沉淀物含量最高可达到0.8%。通过对沉淀物分析及现场调研，发现安塞油田原油中沉淀物形成主要有以下几个来源：①新井投产及老井措施产生胶质；②措施作业中产生废液含有机物和机械杂质进入集输系统；③产建、措施收油过程中落地原油中泥沙进入集输系统。

3.2 降低沉淀物含量措施

为了降低原油中沉淀物，安塞油田采取了几个措施：①在杏X区块杏XB-X井场、杏XH-X井场分别建设措施废液回注点，将措施废液脱酸及相应处理后回注，使措施废液中的机械杂质不进入集输系统；②三相分离器处理后净化油进入沉降罐二次沉降，沉淀物经过沉降后存在于乳化层中，定时（1个月2次）将乳化层通过沉降罐抽乳化层管道抽出，通过离心工艺进行处理；③定时将净化罐底部沉淀物通过储罐排污管道排出，通过离心工艺处理。通过这些措施后，外输净化油沉淀物含量低于0.2%。

4 沉淀物的计量

在原油计量中沉淀物的测量常用的有2种方法，分别是离心法和抽提法。抽提法优点是测量准确；缺点是操作复杂，使用仪器较多，同时溶剂具有毒性，测量时间较长。一般测量1次需要3h以上，不适用油田生产；离心法优点是操作方便，用时大约30min，便于员工操作。安塞油田在原油计量过程中均使用离心法进行沉淀物测量。

2016年安塞油田配备离心机10余台用于内部计量过程沉淀物测量，并规定原油动态计量、静态计量中必须对沉淀物进行计量。油量计算将沉淀物和水扣除，其中静态计量储罐三级取样，沉淀物使用离心法测量；由于含水分析仪可将沉淀物测量出来，动态计量交接的沉淀物率使用含水分析仪测量，并每10天使用离心法对含水分析仪进行标定1次。离心测量沉淀物具体操作步骤：①把需要实验的均质样品等分装入2个50mL刻度的离心锥管中，从液体弯月面读数[4]。②分别用50mL溶剂装入2个已放入样品的离心管中，使管子总量为50或100mL，并将溶剂和样品混合均匀。溶剂为200#溶剂油，对于需要破乳的试样，需要使用滴定管添加少量破乳剂溶液。③对离心机进行设定，加热温度为40℃，离心转数3 000r/min，离心时间15min。④取出试样进行读数，继续进行离心测量并读数，当2次读数相同时，读数。

沉淀物和水含量：C（%）=S/V×100%。

式中：S为沉淀物和水的体积，mL；V为被试验油的体积，mL。

5 结论

安塞油田原油中沉淀物主要成分是胶质、沥青质和泥沙等机械杂质，产生的主要原因是油田开发中后期各种措施增油产生的，因沉淀物干扰含水分析仪准确性，使原油计量误差增大，引起计量人员重视。使用三相分离器和沉降罐二次沉降可以将管输原油中沉淀物降低至0.2%以下，国外沉淀物测量使用较为普遍的是离心法，是按照API的石油计量标准手册来实现的，获得的结果很准确[5]。其优点是能够准确、实时监测管输原油中沉淀物数量并进行计量，对于不能满足要求的油品及时进行停输，减少了沉淀物对计量过程中带来的误差。

[1]周成裕,萧 瑛,张 斌.国内化学驱油研究进展[J].日用化学工业,2011,41(2):131-134.

[2]张佩甫.原油中金属杂质的危害及脱除方法[J].石油化工腐蚀与防护,1996,13(1):9-11.

[3]李发宏,郝军宽,魏淑萍.射线型原油含气、含水率自动监测仪及在安塞油田的应用[J].石油工业技术监督,2003.19 (10)：9-12.

[4]中国石油天然气集团公司.原油中水和沉淀物的测量离心法:GB/T 6533-2012[S].北京:中国标准出版社,2012.

[5]郭 亮,周润才.原油输送过程中精确地测定原油中沉淀物和含水量的方法[J].国外油田工程,1992(4):33-37.

Tertiary oil recovery technology increases the crude oil production of Ansai Oilfield,at the same time it also makes the sedi⁃ment(resin,asphaltene,etc.)in crude oil increase,which will affect the accuracy of the crude oil measurement and bring the inconve⁃nience to the gathering and transportation of crude oil.The sediment can be reduced by secondary settlement and its content can be mea⁃sured accurately by centrifugal and water analyzer to improve the accuracy of crude oil.The mass fraction of the sediment in the pipeline crude oil can be reduced to 0.2%by the use of three-phase separator and secondary settling tank to obtain accurate crude oil measure⁃ment result.

sediment;crude oil measurement;Ansai Oilfield

��立岗

2016-09-20

宋志俊（1986-），男，工程师，现主要从事油田集输计量及相关技术管理工作。