油田开发后期地面工艺改造探讨研究

林鑫

摘要：为应对油田开发初期出现的含水原油，以及原油中含水量增加温度变化问题，在油田开发后期采用地面工艺进行改造，改造方法包括原油不加热输送、原油脱水等，通过上述方法既能减少后期对地面的改造投资，还能为提升能源利用树立新的发展方向。

关键词：高含水期;不加热集输;降低能耗

前言：

在油田开发过程中，通常会向断块油田内注水，但是在油田开采后期，原油内的含水量会不断增加。为解决油田开采过程中含水量上升的问题，在下文中对高含水期的油气集输与处理工艺进行探讨，进而实现对地面设备减少改造的状态下，通过集输与处理工艺进而提升原油的生产效率的目标，同时还能减少投资降低能源的消耗。

1 改造设想依据

1.1 采用不加热计量、集输工艺

一旦油田开采进入到高含水期，总液量会持续升高，但是在传统的加热计量以及加热集输工艺处理下，油田燃料的自耗大的问题一直存在，导致设备需要较高的成本维持运行，致使油田企业的经济效益不断降低。所以，现阶段若能保证油气集输过程中，不采用加热计量以及加热集输工艺，可以降低油料以及管输的热损耗，还能降低油田运行成本。

1.1.1井口出液温度随产液量的增加而升高

在中原油田350口油井的开发初期，井口处的出液温度保持在18℃-220℃范围内，但是原油内的含水量持续上升时，如果到达90%，井口的出液温度会超过300℃，占井数的73%。根据350口油井实际测量温度与含水率的关系发现，如果含水率低于60%，原油中含水率每增加10%，出液温度通常會增加1.5℃。如果原油内含水率超过60%，原油中含水率每增加10%，出液温度通常会增加20℃。另外，如果油层的深度不断增加，出液口的温度会不断升高。通常情况下，中原油田油层深度的范围在2200m-3200m范围内。

1.1.2高含水原油粘度低

在油田开采中，企业对原有的含水率与粘度之间的关系做如下测定：如果原有呈现油包水行乳化液，纯油的粘度会低于该液体的粘度。在原油中的含水率不断增加的过程中，乳状液体的粘度也会上升。直到含水率上升到一定程度后，油不会被水包裹住，这时会出现游离水的情况。而游离水的状态持续增加时，会使原油出现水漂乳状液或者水漂油状态，这时液体在表面的粘度会迅速的下降。如果含水原油的粘度出现这样的变化，可以采用不加热计量以及集输工艺。根据每个油田的实测数据分析发现，如果原油的含水率保持在50%-70%范围内，粘度会处在稳定的状态内，一旦超过这个范围，粘度会因此快速的下降，这时原油的流动性会发生改变，可以采用不加热以及集输工艺。

1.2实施原油密闭和常温脱水

对原油进行净化处理时，如果处在高含水期，会产生进站量大的问题，采用不加热输送进站方式，混合物处在较低温度的状态内。在对低温高含水率原油进行处理时，首先应进行预脱水处理，在含水原油没有升温前，将原油内的含水率脱降到20%，这时的原油可以不使用原油电脱水器处理，即可符合原油净质量标准。如果高含水原油进站，使用油气水三相分离器进行分离，分离出的游离水产生一定的分乳化水时，可以使用电脱水器完成深度脱水操作。完成脱水后的原油会在加热后，进入到稳定塔内保持在稳定的状态，最后进行密闭的向外输送。所以，为保证密闭输送与常温脱水获得良好的效果，使用完善的脱水设备以及合适的低温破乳剂，可以作为处理工艺应用在上述操作中，但是还应注意以下四点：

（1）将破乳剂使用在井口或者端点计量站，可以使含水原油的粘度下降，进而降低井口处回压的压力。另外，在进入到脱水装置的乳化液，会增加游离水的含量，进而完成快速脱水沉降的操作。

（2）在深层油田开采的油水混合物中，都会存在泥沙等物质，对原油进行脱水操作时，利用水洗的方法去除原油的泥沙。

（3）在对含油污水进行处理后，原油中的含油率、机械杂质等都会对回注后的屈油效果有明显的影响，同时与原油的脱水质量的好坏有直接的关系。所以，在使用破乳剂进行原油脱水时，应处理好原油中的污水，如果想获得质量的脱水原油，污水处理的难度会增加。

2 改造方向

在油田生产中原油出现含水的情况十分普遍，但是含水率升高会增加设备进行输送、计量等操作负荷，同时会出现原油计量误差较为严重的问题，导致加热燃料消耗增加，而且原油含水中会存在盐类物质，对输送管道和设备会造成严重的腐蚀，因此需要对地面配套的设备进行改造。下面对改造方向进行分析。

2.1计量站改造

如果计量站的原油含水率较高，由于进站液量大会造成原油的计量失去精准度，同时在站内摩阻不断的增加的情况下，井口处的回压也会上升。改造方向应考虑以下几点：

（1）一般将三相分离计量装置对油气水三相混合物进行分离，通常是初步进行分离，然后对油气水三相进行分别的计量，从而减少出现的含水率计量误差，而且计量误差会控制在5%以内。

（2）使用两相分离器测定原油含水密度，然后使用数字作为油井产液中的含油率，最终会得出纯油量的数值。利用这种计量方法，如果密度仪的精度为0.001g/cm3时，可以将原油的计量精度控制在5%以内，而且保证原油的含水率会低于80%。

2.2联合站的改造措施

在对联合站进行改造时，主要的改造方向为高含水原油在密闭流程中预脱水以及不停产清砂。目前，使用的工艺流程为无罐压力密闭生产工艺，具体操作如下：（1）使用活性炭洗涤技术，可以将脱水设备中产生的水垫层深度控制在合理的范围内，同时减少对游离水在油中的沉降操作以及分离时间。（2）使用平衡分配的方法，均匀分配各分离器中的汽液混合物。

总结：

在本文中对工艺以及设备的改造设想都处在研究阶段，在实际原油生产中还应结合实际情况，保证高含水期的油气集输系统可以保持在安全、稳定的状态下进行原油生产。

参考文献：

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