辽河油田曙一区SAGD产出液高温脱水工艺现场试验研究

辽河油田曙一区SAGD产出液高温脱水工艺现场试验研究
摘要：以国外合作研究和室内试验数据为依据，对曙一区sagd 产出液高温脱水进行现场中试试验。

现场试验成果表明，采用二段热化学沉降脱水工艺，加入xx破乳剂250～500 mg/l，脱水温度为155～170 ℃，沉降时间2.5～3.5 h，可使净化原油含水低于3%，可以满足生产要求。

关键词：sagd 高温脱水化学沉降破乳剂净化原油
中图分类号：te832 文献标识码：a 文章编号：1674-098x（2013）02（c）-00-03
辽河油田曙一区超稠油主要采用蒸汽吞吐开发方式，超稠油脱水采用常规二段热化学沉降脱水工艺，随着开发的深入，逐渐进入产量递减阶段，蒸汽辅助重力泄油（sagd）是蒸汽吞吐最为有效的接替方式，2007年以来，辽河油田在曙一区开展超稠油sagd开采工业化推广，sagd井口产出液温度140～170 ℃，本着充分利用热能的原则，结合辽河油田sagd建设实际情况，引进、吸收加拿大高温脱水工艺，开展辽河油田sagd采出液高温脱水中试试验，以期探索出一条sagd采出液不掺稀油高温脱水工艺技术路线，同时，达到确定高温脱水流程、筛选药剂、试验高温脱水设备等预期目的。

1 室内试验
sagd高温脱水中试试验以室内研究为基础，在室内研究中，分析了采出液基本性质，筛选了高效的脱水药剂，初步确定了适宜的脱水温度、加药浓度、脱水沉降时间及脱水压力等关键参数。

1.1 sagd产出液基本性质
sagd产出液基本性质见表1。

1.2 化学药剂筛选
1.2.1 破乳剂种类选择
由于sagd原油脱水是在高温、高压条件下进行，因此破乳剂应具有高温稳定性，这是破乳剂能否应用于sagd原油脱水试验的前提条件。

室内破乳剂高温稳定性试验采用如下方法：将合成的系列破乳剂干剂分别装入自制的导热良好、耐温、耐压得密闭容器中，放入高温烘箱，在180 ℃恒温条件下24 hr后取出，优选失重最小的三种样品，将其冷却后配成干剂含量40%作为工业品，进行高温脱水试验。

不同药剂对于脱水效果的影响见表2。

试验数据表明：破乳剂a的作用效果优于其他两种。

1.2.2 药剂加入量的确定
在实验室内，对于选定的药剂，分析其在不同温度下、不同加药浓度对于脱水效果的影响。

分析结果见图1。

1.3 脱水温度与压力
假定原油进站温度分别是130～180 ℃，通过室内脱水试验，确定合理的高温脱水温度。

由于高温脱水需采用密闭设备来完成，需要分析系统压力对于脱水效果的影响，分析结果见表3。

1.4 室内试验结语
通过室内试验，确定sagd采出液高温脱水关键技术参数如下。

（1）适宜的脱水温度：160～170 ℃；
（2）适宜的脱水药剂：破乳剂a；
（3）适宜的加药浓度：350 mg/l；
（4）适宜的脱水沉降时间：2.5 hr；
（5）适宜的脱水压力：高于操作温度水蒸汽饱和蒸汽压0.15～0.2 mpa。

2 现场中试试验
2.1 试验进程
为实现sagd产出液高温脱水工艺现场试验，辽河油田公司在曙一区杜84块建设高温脱水试验站一座。

试验站处理液来自sagd先导试验井口馆平11，原油进站温度150～170 ℃，设计处理液量480 m3/d。

2.2 工艺流程
现场试验首先采用二段热化学沉降脱水工艺，一段脱水温度为150 ℃，加药浓度300 mg/l，二段脱水温度180 ℃，加药浓度450 mg/l。

原油升温采用换热器与sagd注汽站生产的高温水换热来实现，高温水出站温度180～220 ℃，二段热化学沉降脱水工艺流程见图3。

2.3 关键设备
sagd高温脱水试验站内关键设备为两台三相分离器，其中，一段三相分离器型号为：2.0～2800×10000，处理液量480 m3/d；进口/出口温度180/175 ℃；进口/出口压力：1.1/1.0 mpa；设备28t。

二段三相分离器型号为2.0～2400×12600，处理液量130 m3/d；
进口/出口温度190/180 ℃；进口/出口压力1.7/1.5 mpa；设备净重30 t。

2.4 试验方法
试验开始前，制定详细的试验大纲，并依一下步骤开展sagd采出液高温脱水试验。

（1）调整一级进站换热器原油出口温度至150 ℃。

（2）调整一段加药系统，起始加药量为150 mg/l。

（3）操作条件稳定后每2 h在一段分离器出口取样分析原油含水率。

（4）依据（2）、（3）步保持温度不变的情况下分别改变加药量至120 mg/l、100 mg/l、75 mg/l、50 mg/l。

（5）改变一级换热器原油出口温度至160 ℃。

（6）按照（2）、（3）、（4）步调整加药量并取样分析原油含水。

（7）按以上步骤分别试验170 ℃、180 ℃、190 ℃。

（8）分析一段分离器出口含水率≤30%稳定检测到4次时，降低加药浓度直至出口含水率达到30%。

（9）记录达到上述指标的操作参数。

二段热化学沉降脱水试验步骤与一段相同，试验温度分别取
150 ℃、160 ℃、170 ℃、180 ℃、190 ℃，加药量分别为500 mg/l、450 mg/l、400 mg/l、350 mg/l、300 mg/l，取样分析二段分离器出口含水率≤5%稳定检测到4次时，降低加药浓度直至出口含水率达到5%。

此时即可进行二段分离器脱水试验。

2.5 试验结果
经过为期3个月的现场试验，累计取得有效试验数据313个，进站采出液含水与一段分离器出口原油含水关系见图4。

图4 原油一段热化学沉降试验成果曲线图
由图4可以看出，原油进站含水为70%～92%，一段脱水后原油含水在试验站投产初期为65%以上，经过工艺设备整改和参数调整后，原油含水最低可降至3%以下。

3 结语
（1）经过室内试验与现场中试结果相比较，可确定以下因素对脱水效果有影响即脱水温度、脱水设备结构、药浓度、油水停留时间及系统压力。

（2）中试试验站流程设计合理，仅利用一段高温热化学脱水，sagd高温采出液脱后净化油含水率已能分别达到≤5%
的局内超稠油外输指标要求及出矿原油≤2%的指标要求。

（3）研制、设计的三相分离器性能良好，能满足试验需要；（4）研制的高温破乳剂能性能优良，加药浓度300～350 mg/l，优于国外样品。

（5）自控系统基本满足试验需要，但控制精度有待提高；（6）试验过程中形成的三相分离器脱水操作规程能够指导生产稳定
运行。

参考文献
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