探究油田联合站对老化油的处理技术应用

探究油田联合站对老化油的处理技术应用

王华, ,李明 ,张君 ,王瑞

新疆油田公司准东采油厂沙南作业区  新疆 阜康市  831511

摘要：油田已经进入开采后期，广泛应用三次采油技术，使得采出原油含水量增高（有些片区甚至达到95%以上）、成分复杂（含有水处理剂以及集合物）。原油中含有的天然乳化剂、开采过程中析出天然气对原油的搅动、地面集输和处理过程中管件对原油的搅动，共同促使乳状液形成。油水乳状液如不及时处理，在联合站内存积下来，随着时间稳定性增强，形成老化油，对原油处理流程及设备有较大影响。

关键词：油田联合站；老化油；处理技术应用；

前言：污油处理一直是油田开发过程中的重要课题，国内外许多工程技术人员都对污油处理进行比较深入的分析与研究。有效处理污油不但能够使石油开采效率大大提高，而且能够获得相当的经济和社会效益，具有重要的意义。

一、老化油形成方式及其危害

老化油按回收途径不同可分为 ：(1) 从污水沉降罐上部回收的污油;(2) 从污水处理站除油罐回收的污油;(3) 从污水处理站过滤罐反冲洗后进干化场内回收的污油。由于老化油中含有多种导电性较强的金属离子和机械杂质等，这些物质会造成脱水系统难以正常运行，从而引起净化油脱水后含水超标或脱后污水水质超标，同时由于这些金属离子非常细碎，不容易沉降，大量聚结在油水过渡层，使油水界面模糊不清，并在电场的作用下，导致电脱水器短路跳闸等事故，严重影响正常生产。在生产中产生的老化油组成更加复杂，除含有石油烃类、胶质沥青质、蜡、固体颗粒、无机盐和细菌等常规物质外，还含有聚合物、碱、表面活性剂等，致使老化油的处理难度和成本不断增加。

二、油田联合站老化原油形成的成分因素

原油中含有较多的胶质沥青质。相关专家认为，老化原油的存在的主要原因是原油中含有一定的活性物质，同时，地层的岩石中含有一定的还原菌，还原菌会被原油带出井口，在对原油进行处理的过程中，还原菌会对设备产生腐蚀，产生大量从而产生老化原油。事实上，原油中含有大量的胶质沥青质，这些物质的存在会使原油的稳定性增强，因此，如果原油中含有较多的胶质沥青质，则必然会产生一定量的老化原油。在联合站的老化原油中，必然含有一定量的离子的存在也会对老化原油的形成造成一定的影响。既然两种物质都会对老化原油的形成造成影响，那两种物质的相互作用也会对老化原油的形成造成一定的影响。通过实验证明，粒子主要存在于联合站内的金属设备中，且能大量繁殖，在一定的条件下会产生粒子，最终，两种粒子之间产生相互作用，造成大量老化原油的形成。相关专家曾对老化原油进行成分分离研究实验，研究人员从老化原油中分离出了大量的原油以及水进行混合搅拌，在80℃的温度下对混合物进行加热，同时对其不断震荡搅拌，在经过7个多小时的实验后发现，在加热和搅拌震荡后，会从混合物中逐渐分离出来，同时，分离出的与油水混合物之间形成了过渡层，当加热和搅拌震荡时间增加时，取老化油样进行分析，首先通过离心分离对老化油进行初步试验。向50mL油样中加入等量石油醚并与100mL油样同时离心对比，结果表明，老化油所含重渣、游离水以及型乳化液（以下简称乳化液）这三相物质需要处理分离。由于油舱中的老化油在重力的作用下会缓慢地沉降，舱室中不同深度的老化油状况不同。在实验室中对老化油做进一步分析，化验老化油所含的胶质、沥青质等含量，可以看出，由于老化油多来源于污水处理中的浮油浮渣及排放污油，其中的胶质、沥青质、蜡以及固相杂质含量高。对原油乳化机理的研究表明，以上物质的存在会极大地提高原油乳状液的稳定性，使油水有效分离变得困难。因此要处理老化油首先要解决乳化问题，只有在有效破乳之后才能高效分离开油、水、固三相。

三、老化油回收处理的方法

1.处理老化油的老式方法主要是通过加热、沉降、过滤等手段进行预处理，然后回收至含水油储罐，与大量新鲜原油混掺后泵入脱水器电场内，在电场力的作用下使水滴聚结，然后借重力从油中分离，即老化油回掺流程。回掺处理过程中易形成乳化程度较高的油水混合层，对油气集输生产带来危害 ：(1) 油水混合层导电性强，脱水器易于破坏电场，缩短设备使用的寿命;(2) 大量油水混合层占据了采出液处理设备的空间，降低了处理量;(3) 老化油回掺加大了采出液处理难度，导致脱水温度升高、处理剂用量增加，增加了处理成本。随着油田的开发进入后期，老化油产生的速率也增加，应用脱水器处理老化油时脱水器易发生放电现象，电场难以建立，直接导致老化油处理的可行性越来越差，难以脱出老化油中的水分。老化油的单独处理技术主要集中在加热沉降、搅拌、凝聚和絮凝等方法。

2.加热沉降。加热沉降法原理是通过将老化油循环加热到较高温度(75℃)，从而增大油水密度差，再通过加入特定的化学破乳剂来降低油水界面张力，破坏油水界面膜，再进行静止沉降脱去老化油中的水和杂质。老化油处理运用重力沉降法，工艺比较简单，便于集中处理，节约设备，可有效利用热能。缺点是时间长，能耗大，药剂用量高，对药剂依赖性大。由于目前没有统一的配方，因此处理后的原油仍含有一定量的水和固体杂质。2.2 凝聚和絮凝凝聚和絮凝，两者都使胶体和悬浮液内细粒固体聚焦、粒径变大、强化重力沉降、提高过滤的油水分离效率。凝聚和絮凝尽管效果类似，但作用机理完全不同。在污水中加入絮凝剂或凝聚剂，使水内呈胶体状态的有机或无机物微粒凝聚或絮凝，并吸引其他杂质颗粒形成大粒径混凝物或矾花，可加速水与微粒杂质的分离过程，这种工艺称混凝。混凝可使重力沉降更有效，分理出原本不能分离的胶体颗粒和乳化油。混凝物内包含悬浮固体、藻类、油、细菌等，从水中分出混凝物后，水的浊度降低、色泽变得清澈。若在混凝沉降单元下游设置压力罐，将减少滤罐的负荷。

3.现场联合老化油处理。(1) 定向破乳，将药剂化验室搬到现场。改变以往老化油处理靠盲目增加破乳剂使用量来脱水的高能耗旧方法，积极与药剂室联合，精准调整破乳剂使用量配方，精确取样分析储油罐含水分布情况，针对不同组分的原油，定向破乳。在药剂生产厂家的帮助下，将药剂化验室搬到了现场，通过现场上老化油取样，现场化验配比药剂种类。经过10 余次取样，反复化验样品200 余个，多次调整破乳剂配方，仔细观察每一种含水原油分离温度、出水情况，分析搅拌方式，对症下药，找到适合的配方。(2) 螺旋升温加复合搅拌。螺旋升温加复合搅拌，梯度加热破解低温含水油破乳难题。在原油脱水试验过程中他们发现，破乳剂要发挥作用的温度在65 ～70℃最佳。但积存的老化含水油“库存”时间长，温度最低接近32℃。初期使用脱水泵打循环直接抽出低温油加热后回到2000m3 油罐之中，提温效果差。后来采用加热十分之一即200m3，先从32℃提温到45℃左右，单独进罐后再切换流程循环加温，从45℃再提温到65℃。采用这种螺旋式升温，为打破油水表面张力创造了良好的条件。通过试验，已经可以实现只按普通配方加一定剂量的破乳剂，沉降后老化油含水率从45% 可降至0.8%。

回收处理老化油，实现减量化、无害化和资源化，是我们油田节能减排工作的一项重要内容。通过实践，在今后工作中会开发更多、更先进、更廉价的回收处理技术，实现将老化油“变废为宝”的目标。老化原油的存在不仅会影响原油的脱水质量，还可以对污水处理产生一定的影响，最终造成一定的环境污染。从上述分析来看，及时利用新技术对老化油进行处理，有着良好的环境及经济效益。

参考文献：

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