超稠油集输处理工艺综述

付玉亮 李德选中原油田分公司中原石油工程设计有限公司

超稠油集输处理工艺综述

付玉亮1李德选21中原油田分公司2中原石油工程设计有限公司

内蒙探区幅员辽阔、油气资源丰富、勘探程度低，是中原油田重要的油气资源接替战场。内蒙古探区原油物性差、含气量低，属于典型的稠油区块。稠油集输工艺包括：单井拉油工艺、单管加热集输工艺、掺稀降黏集输工艺、热源伴热集输工艺。稠油集中脱水处理工艺包括两段热化学沉降脱水工艺、热化学沉降与电化学两段脱水工艺、一段热化学静止沉降脱水工艺。

超稠油；集输；脱水；工艺

内蒙古探区位于河北省、内蒙古自治区和宁夏自治区境内，东西跨度2400km，有查干、白音查干、宁夏永利、二连新区等22个探矿权区块，总面积37075km2，资源量近6×108t。2009年以来内蒙古探区累计探明石油地质储量1871.4×104t，控制石油地质储量2076.51×104t，预测石油地质储量2838.42×104t，已建成10×104t原油生产能力。内蒙古探区幅员辽阔、油气资源丰富、勘探程度低，是中原油田重要的油气资源接替战场。

1 内蒙古探区稠油物性分析

内蒙古探区毛8块（稠油）原油黏度（50℃）1805mPa·s，原油密度（20℃）0.9424g/cm3，沥青含量8.21%，含蜡量1.67%，胶质含量17.36%。达9块（超稠油）原油黏度（50℃）> 100×104mPa·s，原油密度（20℃）0.9542g/cm3，凝固点50～67℃，胶质含量30.17%～49.85%，硫含量0.63%～1.18%，地层水矿化度110069mg/L，水型Na2SO4。锡14块（超稠油）原油黏度（51℃）17.3×104mPa·s，原油密度0.9798g/cm3，含沥青10.6%，胶质含量42.4%。毛1块（稠油）原油黏度2500mPa·s，原油密度0.9498～0.9785g/cm3，胶质含量33.1%，含蜡量2.8%，凝固点20℃。

从上述各个区块的原油物性可以看出，内蒙古探区属于稠油或超稠油范畴。由于稠油品种较多，密度大、黏度高、胶质含量多、流动性差，相对而言集输处理难度加大。应根据各个区块原油物性特征、地面自然条件采用不同的集输工艺流程。

2 稠油集输工艺

（1）单井拉油工艺。开发初期，地面集输多采用单井拉油工艺。单井拉油工艺主要由高架式或地面敞口油罐、电加热器、拉油罐车组成。关键工艺设备是井场储油罐，该类储油罐是一个多功能的集液装置，能实现集液、加热、分离、储存于一体，目前主要有燃煤式和燃气式两种多功能集液装置。燃煤式多功能集油罐为长方形钢板结构，罐外部设保温层，罐顶部设量油口，罐一端下部设放油口和放水口，另一端设燃煤自动漏渣式加热室；罐内设集液室、储油室和烟道。燃煤式多功能拉油工艺采用具有自吸能力且对介质要求不严格的齿轮泵装车，将齿轮泵安装在油罐车后部车盘上，齿轮泵动力由油罐车供给，齿轮泵出口与油罐放油口旁通连接，齿轮泵进口与集油罐储油室或集油室放油口用软管连接，以此实现原油或污水油罐车的底部装车。燃气式多功能集油罐适用于油气比一般大于20m3/t的油井。该装置一腔三室，下部为水相传热室，中部为油相储藏室，上部为气相室，室与室之间无隔板，相与相之间直接传热。装车操作压力0.099MPa，落地安装，可以满足无动力装车的需要。

（2）单管加热集输工艺。单管加热集输工艺采用单根聚氨酯泡沫保温管线，井口设置水套加热炉升温至70℃左右，流程比较简单：油井→加热炉→计量站→加热炉→处理站。主要适用于单井产液量高（一般大于20t/d），井口温度在40℃左右，原油黏度一般不超过3000mPa·s，油井回压一般控制在1.2MPa的普通稠油区。

（3）掺稀降黏集输工艺。掺稀降黏集输工艺分为掺水工艺和掺稀油工艺，一般采用掺水工艺。掺水集输工艺属于双管流程，1根集油管道、1根掺水管道。掺水水源在投产初期需要在储水罐注入一定量的净化水，油气水三相介质在计量站进行分离，分出的游离水进入储水罐，储水罐出口连接水套加热炉，80℃左右的热水由管道泵增压掺入井口集油管道。管道泵出口安装有掺入水温度、流量控制器，由进站液体温度对控制器进行调节。投产正常后，掺入水循环使用。掺水集输工艺适用于低产超稠油区块。

（4）热源伴热集输工艺。对于采用蒸汽吞吐采油方式的稠油区块，宜采用热源伴热集输工艺。一般情况下集油计量站与注汽站合建。采用集油管道与注汽管道同保温壳同沟敷设，注汽作业时注汽管道工作，采油作业时注汽管道作为集油管道伴热线使用。在集油管道起点、注汽管道上设置疏水阀。

3 稠油集中脱水处理工艺

（1）两段热化学沉降脱水工艺。各计量站来液进入一段热化学沉降脱水罐脱出游离水，使原油含水率降到30%以下，低含水油溢流至缓冲罐，经脱水泵加压、加热后，温度达到80～90℃。然后进入二段热化学沉降罐进行二段沉降脱水，合格油溢流至净化油罐经外输泵加压后外输。该流程的关键是沉降时间、脱水温度和化学药剂的选择。该流程的特点是操作简单、可靠性高。

（2）热化学沉降与电化学两段脱水工艺。热化学沉降与电化学两段脱水工艺流程的关键是一段脱水位置和二段电脱水器能否建立起稳定的电场。该流程的特点是脱水精度高。

（3）一段热化学静止沉降脱水工艺。一段热化学静止沉降脱水工艺流程适用于原油密度大、黏度高、沥青质含量高的稠油处理。应用的要点在于确定超稠油热化学沉降的合理工艺参数，如脱水温度、沉降时间、高效破乳剂和适宜的加药量。采用多座储罐分别交替静止沉降，浮动出油。完成沉降脱水的储罐作为合格油储罐使用。各种罐中采用蒸汽加热盘管维温加热。一般脱水后原油含水率低于2%，污水含油率低于1000mg/L。

4 结论

超稠油集输处理工艺技术在国内各油田经过多年的研究实践，取得了较大发展。但是由于超稠油物性的多样性、复杂性，仍存在较多的技术难题，如合理确定工艺参数（脱水温度、沉降时间、高效破乳剂）等需要深化研究。对于内蒙古探区而言，更需要加大研发力度，针对不同区块的稠油物性及地面条件，选择适宜的集输工艺和脱水处理工艺。

（栏目主持 张秀丽）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.12.026