联合站原油集输污水处理工艺讲课

联合站原油集输污水处理工艺讲课第1页/共63页提纲:一、地面集输系统二、原油处理系统三、污水处理四、消防系统第2页/共63页一、地面集输系统第3页/共63页1.1常温集输工艺简介油气集输典型流程根据加热保温方式的不同，油田油气收集的基本流程宜采用以下五种典型流程：(1)井口不加热单管流程

(2)井口加热单管流程(3)井口掺液输送双管流程

(4)单管环状掺水流程(5)伴热输送三管流程1.2

常温输送工艺简介针对不同的原油物性、技术条件，需采用不同的集输工艺，以适应不同油藏条件下的开发要求。常温输送工艺主要有：单管不加热工艺、掺水工艺、电伴热工艺、破乳降粘工艺。第4页/共63页单管不加热工艺：端点井选用高含水油井，串联、环状连接油井后进入转油站或总站。掺水工艺：对距离较远的低含水、低产量的油井掺入常温水，实现管线高含水、高液量，集输管道铺设的距离可以较远，这样可以有更多的油井进入常温输送系统。电伴热工艺：采用新型管线材料，内部有电加热丝，用来补偿管线热损失适用于高粘度油井。破乳降粘工艺：对于产液为油包水型的高粘度油井，采用破乳降粘工艺进入集输管网。第5页/共63页表1-1常温输送工艺对比常输工艺优点缺点不加热工艺工艺简单、投资低、能耗低。只适用于粘度不太高的低含蜡原油。冬季井口回压高、造成产液量下降。集输半径小。掺水工艺温降小，集输半径大。冬季井口回压低、产液量变化不大。掺水系统投资高，运行费用高。电伴热工艺适用于高粘度井、边远井的 输送。操作简单。管线投资高、运行成本高。破乳降粘工艺适用于高粘度井、边远井的 输送。定期加破乳剂、增加了现场工 作量。对于低产量油井使用破乳剂成本高，经济上不划算。第6页/共63页由上表看出，国内油田地面简化改造方案有以下特点：常输系统以不加热工艺为主，掺水、增压为辅助工艺。取消了计量间，采用功图计量、区块计量等方案。各油田根据现场情况，实现了一级半或两级布站。第7页/共63页1.3油田常见布站模式接转站计量站油井总站计量站(接转站)油井三级布站：总站油井二级布站：一级布站：第8页/共63页总站1.4集输管网设计流程第9页/共63页常温集输系统按一级布站设计，井口产液直输新总站。东山保留1

#中转站汽车卸油点，西山保留E15汽车卸油点。单井原油进入串联、环状支线，离集输干线较近的支线直接进入干线；较远的支线采用电伴热保温非金属管进入集输干线。低产井及边远井汽车拉油至卸油点，原油增压后进入常输管网。4

#转油泵房和28

#转油泵房安装油气混输泵，当集输管网油井回压过高时开启混输泵增压。1.5常温集输管线走向第10页/共63页老君庙油田地理特征是沟壑纵横，整体为南高北低、沟向为南北向。管线东西向铺设则增加了施工工作量和管线长度、提高了工程投资。设计考虑集输支线（干线）沿南北向沟底铺设，支线呈树枝状汇总到干线。管线铺设利用整体地形走势和高差、尽量减少东西向铺设，降低投资、减少集输能耗。老君庙集输管网走向示意图庙总站第11页/共63页二、原油处理第12页/共63页2.1新总站原有流程各作业队原油进入总站含水原油罐。

原油脱水采用一段沉降脱水，加入破乳剂后 二段电化学脱水工艺。计量采用脱水后大罐检尺计量。向炼化总厂输原采用输油泵间歇式输送，输送完成后采用空气吹扫。2..2改造后工艺含水原油经集输管网，在计量间汇合后进真空加热炉，出加热炉进入Ⅰ级三相分离器切除60～70%水；Ⅰ级脱水后的原油与Ⅱ段破乳剂通过静态混合器混合，进入换热器，加热后的原油进Ⅱ级三相分离器；脱水原油进成品油罐 (10#、11#、12#罐)，经外输泵增压后输送至炼化总厂。分离出的污水，经污水处理系统处理后，返输4#注水站。第13页/共63页分离器：三相分离器出来的原油设置取样口定期对原油含水进行取样分析。三相分离器分离出的气体(0.30MPa)排入真空加热炉，作为真空加热炉燃料气。三相分离器分离出的含油污水进老君庙污水处理厂，处理后全部回注，实现污水零排放。2#、3#两具罐为事故罐，10#～12#罐为成品油罐，第14页/共63页加药流程破乳剂人工加入配药罐,破乳剂与原清水罐排放的水在配药罐中通过搅拌器搅拌均匀混合，静置1～2个小时后经过加药泵增压，与进站的原油经静态混合器混合后进入三相分离器。事故流程如果原油脱水系统出现故障，进站原油可直接进事故罐1、2(5000m3)，采用两具；事故罐中的原油通过管道泵增压后进入三相分离器。第15页/共63页进站计量流程第16页/共63页原油脱水流程一段加热炉流程一段三相分离器脱水流程第19页/共63页二段换热器加热流程二段三相分离器脱水流程第21页/共站内工艺流程图第22页/共63页罐区流程第23页/共63页2.3高效三相分离器介绍水出口油出口第24页/共63页天然气来油排污三相分离器结构图第25页/共63页2.4三相分离器脱水第26页/共63页三相分离器结构简图及工作原理油气水高效三相分离器是依靠油、气、水之间的互不相容及各相间存在的密度差进行分离的装置，通过优化设备内部结构、流场和聚结材料使油气水达到高效分离的目的。其工艺路线如下：油气水混合物由入口进入一级捕雾器,首先将大部分的气体分离出来通过气体导管进入二级捕雾器,与从设备内分离出的气体一起流出设备，在此设有旋液分离装置,同时对油水进行预分离，预分离后的液体则通过落液管流入液体流型自动调整装置,对流型进行整理,在流型整理的过程中,第27页/共63页作为分散相的油滴在此进行破乳,聚结,而后随油水混合物进入分离流场,在分离流场中设置有稳流和聚结装置，为油水液滴提供稳定的流场条件,实现油水的高效聚结分离,分离后的原油通过隔板流入油腔,而分离后的污水，则经过污水抑制装置重新分离，含油量进一步降低，通过导管进入水腔,从而完成油水分离.第28页/共63页2.5三相分离器工作原理第29页/共63页油、气、水混合液进入预脱气室，靠旋流分离及重力作用脱下大量的原油伴生气，该气体与分离器内脱出的残余气体一起进入气包，经捕雾器除去气中的液滴后流出设备，经流量计计量、压力控制后进入气体系统。而预脱气后的油水混合液（夹带少量气体）经导流管进入分配器和水洗室，在含有破乳剂的活性水层内洗涤破乳，进行稳流，降低来液的流动雷诺数，再经聚结整流后，流入沉降分离室进一步沉降分离。脱水原油进入油室，并经流量计计量、液位控制后流出分离器。水相靠压力平衡经导管进入水室，经流量计计量、液位控制后流出分离器，从而达到油、气、水三相分离的目的。2.6配套技术要求第30页/共63页为了保证三相分离器的平衡运行，应对分离器油、水、气三相进行液位和压力控制。根据生产现场情况，拟采用电动控制方式即通过来液压力和液位变送器的信号传至智能电动调节阀达到压力、液位、界面的自动控制。主要构成有：磁翻柱液位变送器2个、压力变送器1个、智能电动调节阀3个及液位压力等显示仪表。2.7工艺设计特点第31页/共63页(a)采用来液旋流预分离技术，实现对油、汽液初步分离，增加设备内流场的液体有效处理容积，提高了设备处理能力。在三相分离器的入口设置一级捕雾器，采用旋流预分离技术，并将其放在设备外部，那么在离心力的作用下，绝大多数的气体趋向捕雾器中心，并在升力的作用下进入气体管线排走，而进入设备沉降室的气仅占全部气量的10%以下，从而使容器内气体分离容积大大减少，这样不仅大大提高了设备的液体处理能力，而且能使气液界面相对保持稳定，同时对油水实施了预分离技术，提高了油气水的分离效果。第32页/共63页（b）用静态搅拌器活性水水洗破乳技术，强化了药液混合和乳状液破乳，改善分离的水力条件,加快油水分离速度，提高了设备的分离质量。预脱气后的油水混合液通过导液管导入设备水相中，经过液体流型调整装置调整后上浮，在含有破乳剂的水相中翻滚、搅拌、摩擦、上升，使乳状液滴的界面膜强度降低，产生油水分离且使油滴迅速进入油水界面层中，达到油水分离的目的第33页/共63页（c）用入口导液管与液体流型自动调整装置相结合的入口结构，降低油水乳状液界面膜强度，可根据来液的大小自动调整流体的流型，给油水两相创造了良好的分离和流场环境。（d）采用强化聚结材料增加油、水两相液滴碰撞聚结机率，稳定了流动状态，提高分离效率。第34页/共63页在高效油气水三相分离器的分离流场中,设置有专利技术的聚结填料装置,该聚结装置填料不仅可以稳定流体的流动状态，而

且具有优良的同相聚结作用,从而增加了油、水两相液滴碰撞聚结机率,提高了分离效率。（e）采用污水抑制装置，即将分离后的含油污水进行二次处理、聚结，提高了分离后的污水质量。第35页/共63页（f）采用变油水界面控制为油、水液面控制技术，实现了油水界面的平衡控制。根据油水的水力特性,研究采用了液位控制技术,使油水界面自动稳定在一个固定位置,从而达到油水界面平衡控制的目的，其控制方式简单、可靠。第36页/共63页（g）采用两级网垫式捕雾装置，有效地控制了气中带液率。分离技术指标分离后原油含水≤0.3%（平均值）分离后污水含油≤50

mg/l进出口压降：≤0.05MPa第37页/共63页破乳剂筛选原油破乳脱水试验中，密度、粘度较低的油乳状液较易破乳，低温、低加剂浓度下达到要求；原油乳状液则需要在较高温度、加剂浓度下才能达到脱水要求；两种原油的1：1混合乳状液在低温、低加剂浓度下的脱水效果也非常理想。在测定脱出水含油率试验中，含油率随着温度、加剂量增大而相应减少。从经济角度考虑，加大破乳剂量比提高油温更经济，但低温下（35℃）脱出水的颜色发黄，含油率较高，在40℃为最佳破乳温度。第38页/共63页（3）通过对原油乳状液破乳脱水试验及对脱出水含油率、净化油含水率两指标的试验检验，筛选出106型原油破乳剂为最佳破乳剂，具体破乳条件为：对于含水率为

10％和30％的董志原油乳状液，破乳温度40℃，加剂量60mg/l；对于含水率为10％和30％的白马原油乳状液，破乳温度40℃，加剂量40mg/l；对于含水率为10％和30％的1：1混合原油乳状液，破乳温度40℃，加剂量40mg/l。第39页/共63页加药流程第40页/共63页破乳剂人工加入配药罐,破乳剂与清水在配药罐中通过搅拌器搅拌均匀混合，静置1～2个小时后经过加药泵增压，与进站的原油经静态混合器混合后进入三相分离器。来液药流程Ⅰ段分离器Ⅱ段分离器加药罐静态混合器第41页/共63页事故流程如果原油脱水系统出现故障，进站原油可直接进事故罐T-101/1、2(5000m3),采用两具；恢复正常生产后，事故罐中的原油通过管道泵增压后进入三相分离器。第42页/共63页2.8高效三相分离器主要技术特点及指标(1)分离质量高、投资省、能耗低

三相分离器不但出口原油质量好(稀油≤0.5%)，而且出口水水质也高。对稀油，污水含油<1000mg/l。采用高效三相分离器可将原油脱水由三级脱水流程简化为一级，可将游离水分离器、提升泵、电脱水器等省去，可节约投资80%,对高含水原油，可节约大量热和电，约可减少能耗90%以上。第44页/共63页体积小、效率高该三相分离器结构先进，可使设备的有效容积利用率由传