稀油处理站掺入稠油处理工艺研究

崔玉松 赖德贵 蒋 旭

新疆石油勘察设计研究院（有限公司）（新疆 克拉玛依 834000）

稀油处理站掺入稠油处理工艺研究

崔玉松 赖德贵 蒋 旭

新疆石油勘察设计研究院（有限公司）（新疆 克拉玛依 834000）

哈萨克斯坦KMK石油公司拥有肯基亚克盐上稀油油田和稠油油田，稀油油田建设4座计量站和1座处理能力20×104t/a的稀油处理站。随着国际油价的上升，KMK石油公司拥有的稠油资源将启动开采。稠油油田开采初期产液的去向依赖现有的稀油处理站。稠油进入稀油处理站将给原油处理带来一系列过程变化。基于现有的原油处理能力，不同的进站稠油参数将影响处理过程参数的变化。就稀油处理站现有的工艺流程进稠油量的最大化，从而节约稠油油田开采初期原油处理环节的工程投资，满足稠油试采初期的原油处理条件。

稀油 稠油 混合原油 原油处理

KMK石油公司拥有阿克纠宾州肯基亚克盐上稠油和稀油油田开采资源，稀油的生产已具20×104t/a规模，建有计量站4座，稀油原油处理站1座。

随着国际油价的上升，KMK石油公司稀油资源的有限。稠油资源将采取热采的方式继续利用，2011年KMK石油公司拟建库姆萨伊试验区进行试采，井距为100m×140m，2个试验井组。

KMK石油公司未建稠油生产设施。稠油热采试验区产出液将依托已建的稀油处理站进行原油脱水外输。基于2种油品的物理性质和采出水的溶解物质以及温度的差异，已建稀油原油处理站进稠油混合脱水处理需要进行研究，研究方向为已建稀油原油处理站进入试验井组产出稠油量的最大化 （如表1、表 2 所示）。

稀油进站温度5～15℃，综合含水率50%～55%。经过脱水泵升压进加热炉的压力0.45MPa，进站液量 600m3/d，气油比 25m3/m3。

平均脱气原油密度0.8878g/cm3；

地层水总矿化度约17.335‰(17 335ppm)；

其中：氯离子 10.00‰(10 000ppm)；纳+钾离子6.30‰(6 300ppm)。

库姆萨伊稠油性质：

平均密度0.937 8g/cm3

预计单井产液量峰值100t/d，含水率60%，产出液平均温度70℃。库姆萨伊试验区平均产液量150 t/d，含水率50%。

表1 稀油黏度与温度的关系

表2 库姆萨伊稠油黏度与温度的关系

1 稀油处理站工艺流程及其参数

油田来油P=0.03MPa,T=8～15℃;脱水泵出口P=0.45MPa;加热炉出口T=55℃;电脱水器出口含水率＜0.2%。

脱水泵单级离心泵，Q=35m3/h，H=60m；加热炉水套温度T=65℃；功率N=750kW,2台；脱水罐V=200m3，停留时间 T=8h。储罐 1 000m3、2 座，3 000m3、1座。稀油处理站工艺流程如图1所示。

2 含水原油混合后的物理性质

含水原油的视黏度是温度、含水率以及剪切速率的函数。在转相点以前，视黏度随含水量的上升而增加，且受温度影响较大，同时剪切速率的影响也相当明显。随着剪切速率的增加，转相点的视黏度明显下降。在转相点以后，视黏度随含水量的增加而降低，且受温度和剪切速率影响，乳状液视黏度进入高含水区后变化趋于平缓[1,2]。

图2 乳状液视黏度与含水率的关系曲线

表3 不同比例含水原油黏度随温度的变化值

3 稀油处理站掺稠油工艺原则

根据肯基亚克盐上稠油油田中国新疆油气科学研究院早期研究原油物性结果。库姆萨伊稠油区块的原油与克拉玛依油田的六东区原油性质接近。脱出游离水的含水稠油基本接近乳化稠油，乳化稠油在40℃时的黏度值是净化稠油的一倍。

含水稠油与含水稀油混合后的原油黏度值采用SIMCII公司PIPEPHASE-v9.1模拟计算。

不同比例的含水原油，在不同的温度下的混合黏度见表3。

从稀油的来油温度8～15℃，属于低温集输。采出水总矿化度约 17.335‰（17 335ppm）；氯离子10.00‰(10 000ppm)；属于易结垢且对钢制管道高腐蚀速率，尤其是加热排管温度达到300℃以上。油田使用的水套加热炉功率750kW,2台。

基于现有设备的参数，应该将稠油的游离水分离出来再掺入稀油管汇，再从稀油分离罐内排出游离水：①洗出稀油的盐和降低稀油水中氯离子含量；②利用水的热量对稀油升温。稠油稀油混合后进入加热炉。尽量降低原油的含水和原油带盐。混合原油处理站工艺流程如图3所示。

图3 混合原油处理站工艺流程框图

根据SY/T 0045-1999《原油电脱水设计规范》的要求：“使原油在其运动黏度低于50mm2/s的温度下进行脱水”。用该指标限定混合原油的比例和现有加热炉满负荷工作的温度。

根据SIMCII公司PIPEPHASE-v9.1计算模拟得出的结果见表3，混合含水原油在50mPa·s范围的混合比例与温度的关系，按照稀油:稠油=1:2，混合原油脱水温度大于50℃，小于55℃。在相同的含水率条件下，稠油进站液量能容纳1 200m3/d。1 200m3/d只是原油混合的一个方面，还要根据脱水泵的排量，加热炉的热负荷，电脱水器的处理能力等条件综合进行核算。

4 结论与建议

（1）稠油生产初期含水率高的特点，设计流程中利用稠油生产的采出水对稀油高矿化度采出水进行洗盐。避免加热过程对设备的腐蚀和加热过程的结垢。

（2）稠油生产初期出油温度高，设计流程中利用稠油生产游离水对稀油进行余热利用，降低原油处理能耗指标，从而达到节能减排的目的。

（3）设计流程中利用现有的加热设备对混合原油加热，使其达到最大的处理量。

（4）据脱水规范的要求，根据实际分析混合含水原油物理性质的参数，计算各个混合原油的比例和温度，从而达到原油脱水的目的。

[1]周诗岽.基于人工神经网络的含水原油视黏度计算[J].油气储运,2004(3).

[2]耿宏章.含水率对原油黏度影响的实验研究[J].油气田地面工程,2003,22(2).

KMK Petroleum Company in Kazakhstan possesses diluted crude fields and viscous crude fields in Kenjitakeyan.There are 4 measurement stations and one diluted crude processing station with the capacity of 20×1041/a in diluted crude fields.With the rising of international oil price,viscous crude resources KMK Petroleum Company has will begin to be exploited.The whereabouts of oil liquid at the beginning of viscous crude field exploitation depend on the present diluted crude processing stations.When viscous crude enters diluted crude processing stations,it will bring about a series of process changes.Based on the present processing capacity of crude oil,different parameters will affect the parameter changes of process.This paper mainly discusses how to deal with the maximum viscous crude by current technology process at diluted crude stations.The purpose for this is to save engineering investment of crude process links at the primary period of viscous crude exploitation,and satisfy the processing conditions of crude at the producing test of viscous crude.

diluted oil;viscous crude;mixed crude;crude processing

崔玉松（1964-），男，现主要从事油气集输、油田注水、石油储运、天然气处理设计工作。

尉立岗

2011-10-31▌