[发明专利]海上油田油井采出液脱水处理系统及工艺

说明书

本发明提供了一种海上油田油井采出液脱水处理系统及工艺，涉及油田原油油水分离技术领域，解决现有的油井采出液处理设备脱水效率低、工艺流程复杂的问题。油井采出液与化学药剂混合、加热后，进入电场强化型三相分离器进行脱水处理，然后依次进入管式电场破乳器和电脱水器二次脱水处理。通过增压泵将电脱水器中积累的油水乳化液抽取至管式电场破乳器中进行破乳处理，提升电脱水器的脱水效果。电场强化型三相分离器和电脱水器中产生的含油污水，依次进入水力旋流器、立式气浮罐净化处理；电场强化型三相分离器、管式电场破乳器和电脱水器的气体出口均连接伴生气处理系统。该脱水处理系统能够提高原油破乳脱水效率、减少设备占地空间。

技术领域

本发明涉及油田原油油水分离技术领域，尤其是涉及一种海上油田油井采出液脱水处理系统及工艺。

背景技术

石油开采过程中，油井采出液通常是以油水乳化液的形式存在，性质稳定，分离难度大。同时，油井采出液中含有的悬浮固体颗粒和泥沙等杂质进一步增强了乳化液的稳定性，使油水分离更加困难，因此需要高效的油气水处理系统对其进行处理。

目前世界范围内海上油田油井采出液的原油脱水处理通常采用“一级卧式三相分离器(分气及游离水)+二级卧式三相分离器(高温分离，脱除部分乳化水)+卧式电脱水器”的工艺流程，并采取加热升温和添加破乳剂(化学破乳)等辅助手段，将原油的含水率降低至满足达标外输的要求。

随着我国大部分海上油田逐渐进入开采中后期，油井采出液中含水率也不断增加，部分甚至高达90％。另一方面，随着我国海上首座大型稠油热采开发平台的顺利投产、聚合物驱等强化采油技术的推广应用，导致油井采出液组成更加复杂、油水乳化液稳定性增强、劣质化严重。然而，在现有的原油脱水处理工艺流程中，仅利用前端两级卧式三相分离器依靠重力沉降难以实现有效破乳脱水，使得其出油口的含水率无法降低至合理范围，从而导致用于水相的无效加热能耗增加。此外，在常规电脱水器中累积的油水乳化层增加至一定厚度时，容易导致电脱水器脱水性能下降，甚至无法正常运行。

为此，不得不通过进一步增加前端原油的加热温度、增加化学药剂(如破乳剂)用量、增加处理流程等措施提高电脱水器性能，同样导致能耗增加、处理成本升高。当然，对于承重有限的海上平台，尤其对于深水油田开发中所采用的浮式生产平台而言，如果能够优化改进其现有的油井采出液脱水处理系统和工艺流程，安装高效紧凑型原油分离设备，完全可以大幅降低生产和投资建设成本。

中国海洋石油工程股份有限公司林国锋等人在专利CN101852075A中针对海上边际油田油气集输提出了“一级三相分离器+二级分离器”的处理工艺流程。采用的一级分离器为常规三相分离器，二级分离器为用于油气分离的气液柱状分离器或常规分离器，虽然工艺流程简单，设备少，但是需要将油井采出液进行多次加热，温度高达100℃，而且对于难处理的油水乳化液无法保证较好的破乳分离效果。格林奥斯环境技术(北京)有限公司段明等人在专利CN105236513B中提出了“高效分离器+游离水脱除器+高级强化破乳器+高速离心机”的海上油田原油油水处理工艺，能够对油、水、泥砂进行快速处理，但所能处理的原油含水率低于30％，采用的高速离心机维护成本高、处理量受限制。中国石化南京工程有限公司孙涛等人在专利CN109135819B中提出了“三相分离器+两相分离器+脱水器+脱盐器+油水分离器”的油井采出液处理系统和方法，其中的脱水器和脱盐器均为静电分离器，该系统能够达到较高的原油脱盐脱水效果，但工艺流程较长，处理设备多。原美国CameronSolutions公司的GaryW.Sams等人在专利US0010870801B2中针对海上浮式生产储卸油装置上的原油脱水提出了“高压分离器+中压闪蒸罐+低压脱气器+管式静电聚结分离器”的工艺流程，其中的中压闪蒸罐和低压脱气器均仅用于脱除气体，没有发挥原油脱水作用，导致原油处理的流程和处理时间增加。

鉴于上述原因，有必要从提升前端分离器脱水性能、提高分离设备结构紧凑性的角度，提出一种海上油田高含水油井采出液高效脱水处理系统和新工艺。

发明内容