集氣處理站優化油氣處理工藝技術研究

李景山 鄭曉陽 黃河 李連江

摘要：高效節能的油氣處理工藝流程，可在滿足油氣處理可靠性、實用性的前提下，達到降低投資，簡化流程，優化運行的目的。當前隨著部分油氣藏的開發進入中后期及高含水期生產后，油氣綜合含水率逐年上升，普遍存在液量高、系統效率低、能耗大、采出液中含砂嚴重等問題，這樣的情況導致油氣處理脫水系統邊界條件已原設計發生較大的變化，無法維持 正常生產，需要對相關工藝設備系統進行改造，以及調整優化工藝控制參數，達到安全高效生產的目的。針對這些情況，對集氣站內設施和處理工藝進行了優化改造，通過不加熱常溫輸送、干線端點加藥、集氣站油氣密閉等工藝，解決了液量增加所帶來油氣集輸處理困難的問題，以較少的投資和較小的基建工程量，取得了較好的經濟效益。

關鍵詞：集氣處理站;油氣處理;工藝技術

前言

對于集氣站來說，解決好油氣集輸處理問題，使油氣集輸能保持較低的能耗和運行成本以獲得更高的經濟效益是集氣站運行的主要目標。隨著各個油氣田油氣開發進入中高含水階段，如何在水量大幅增加的情況下解決好油氣集輸處理，并更好地完成油氣水分離處理的任務非常關鍵，基于此，本文就集氣站系統如何提高油氣集輸處理工藝技術水平并保持較低的能耗提出了一些建議。

1集氣站油氣集輸處理工藝

油田產物是油氣水三相的混合物，經過油氣水的初步分 離，降低了混合物的含水率，之后，對原油和水進行徹底的分 離，將原油中的游離水和乳化水分離除去。分離獲得的天然 氣經過除油凈化處理，計量后用于加熱爐作為燃料進行燃燒， 剩余的天然氣通過壓縮機系統輸送給天然氣處理場所，實施 進一步的凈化處理，獲得的商品天然氣外輸。

分離出來的含油污水經過深度污水處理，除去其中的油 和懸浮顆粒，使其達到注入水的水質標準后，經過注水泵加壓，輸送至注水干線，經過配水間進入注水井，達到水驅的開發效率。油氣水三相分離的工藝技術措施，主要依靠油氣水的密度差異，利用重力沉降分離的原理，獲得油氣水三相的初 步分離結果。

為了提高原油破乳脫水的效果，應加強對破乳劑的研制， 選擇高效的原油破乳劑，通過管道的熱化學脫水和電化學脫 水技術措施，將原油中的乳化水脫除，促使外輸原油的含水 達到標準的規定。對含油污水的處理工藝進行優化，設計含油污水的除油技術措施，通過氣浮選等技術，將含油污水中的浮油分離出來，經過收油處理，使其作為油田產物的一部分，作為油田產量的補充。而含油污水中的懸浮顆粒，通過過濾設備的作用，選擇最佳的過濾材料，保證懸浮顆粒的含量達標，對含油污水處理后的水質進行化驗分析，達到水質標準后，

2中高含水期油氣處理存在問題

中高含水期生產給油氣處理帶來兩個問題：

（1）進液量大，含水率高;

（2）由于集輸系統采用不加熱生產，進液溫度低，如處理不當，勢必會增加原油處理設備和處理能耗。為此，必須對聯合站油氣處理工藝技術進行改造。

3集氣處理站油氣處理工藝技術改造

3.1油氣密閉生產流程

為解決好中高含水期生產時大量低溫高含水油氣處理問題，關鍵是解決原油預脫水。改造中盡量利用站內原有的設備，簡化工藝流程，降低油氣損耗，實現無泵無罐密閉流程。即油區集油干線來液進聯合站后，不加熱直接進高效油氣水三相分離器，將油、氣、水初步離。污水去污水處理站，天然氣去氣體處理廠處理，原油進電脫水器進一步深度脫水，合格原油進負壓穩定塔穩定后，增壓外輸 。

3.2新型高效的油氣水三相分離器

油氣水三相分離器是高含水生產期油氣密閉工藝過程中重要的關鍵的設備之一，它的技 術指標直接影響到整個工藝過程能否平穩安全運行。在改造中，研制出了一種新型高效的油氣水三相分離器，它能很好地滿足高含水期油氣水的分離要求。其處理能力是同等規格的分離器的4倍，分離后原油含水率低于10%，污水含油率低于500mg/L。

3.2.1結構及工作原理

油氣水三相分離器主要由進料分離筒、捕霧器、布液板、防沖裝置、穩流裝置及油水室等組成。油氣水混合物從切線進料口進入進料分離筒以后，利用離心力、重力及碰撞分離，脫出的氣體經平衡管與沉降室脫出的氣體混合，通過捕霧器后流出設備。油水混合物經導液管進入沉降室，分離出的原油翻過堰板進入油室排出，水經集水管進入水室后流出裝置外，泥沙等污物由設備底部的人孔及排污孔排出。

3.2.2特點

（1）應用氣液預分離技術，提高分離器的處理能力。

氣液混合物在進料分離筒中將9O%以上的天然氣預先分離出來，降低了分離器內的氣相負荷，使分離器容積利用率由60%提高到90%，提高了設備的處理能力。

（2）設置防沖裝置，延長設備壽命。

隨著油氣開發進入中高含水期后，隨著產液量加大，采出的含砂量也增加，而采出液中含砂對設備造成了相當大的損害。為此專門設計了防沖裝置。以其凹面迎著導液管口，從導液管口射入的混合物沖擊它的表面時，流體的速度和運動方向突然改變，起到了轉向器的作用，減小了動能，而且避免了流體直接沖刷筒體下部，防止了沖沙腐蝕穿孔，延長了設備的壽命，節約了成本。

（3）利用水位調節裝置，保證設備平穩運行。

為了實現沉降室油水界面的調節，在水室集水管出口處安裝了一個水位調節裝置，這樣就可以有效地抑制液量波動及其它干擾對油水分離過程的影響，保證了設備有一個穩定、良好的工作狀態。

3.3變頻節能技術的應用

隨著油田含水率上升，產液量增加，產油量逐漸減少，許多油氣處理站存在嚴重的泵 管 特性不匹配的情況，出現外輸泵“大馬拉小車”的現象。在一般情況下，就要根據管路特性要求，調節泵出口閥門，控制泵的排量，往往造成泵節流損失增大，降低了機泵的工作效率。而變頻調速技術的應用有效地解決了這一難題。即通過控制變頻調速器的輸出頻率（調頻范圍為 0～50Hz ），調節機泵的轉速和排量，使機泵始終處于最佳工作狀態，減少電機無用功損耗，達到節電的目的。一般情況下，節電率在40%～60% 左右。

3.4油氣集輸系統改造

3.4.1采用不加熱常溫輸送工藝

隨著油氣開發進入高含水期生產，總液量不斷上升， 油水比增大、 井口出油溫度升高， 完全有條件實現不加熱常溫輸送。如果油氣集輸系統仍然采用加熱輸送，將大大增加集氣站能耗，造成運行成本高，經濟效益差。為此，在改造中去掉或停止了計量站的加熱爐，實現不加熱輸送或季節性不加熱輸送，降低了集氣處理站的生產運行費用，減少了能耗。

3.4.2集輸干線端點加藥

由集氣處理站進站閥組處加藥改為在集油干線端點，根據每條干線的不同液量、含水率、原油物性、氣油比及干線的長短注入一定比例的破乳劑和緩蝕劑，使其在管道中充分混合后進入集氣處理站，實現了管道破乳，有效地提高了破乳劑的作用，節省了大量的破乳劑，減緩了管道腐蝕率，同時保證了油氣水分離質量， 也為污永處理系統的平穩運行創造了條件。

4.結束語

通過對油氣集輸處理工藝及工藝流程的研究，不斷通過工藝技術優化提高油氣集輸處理的效率，滿足油田油氣集輸生產的技術要求，獲得最佳的油氣的產量，滿足油田生產的需要。在實際應用中要結合油田生產的實際狀況，分析油井產物的組成，選擇最優化的油氣集輸處理工藝流程，只有這樣才能保證油氣水的分離處理達到最佳的效果。

參考文獻

[1]彭建群.分析油氣集輸系統優化設計的工藝發展[J]中國石油和化工標準與質量.2017，11（4）：115-117.