提高原油脫水效果

1、提高原油脫水效果目 錄一、前言二、小組成員三、主要內(nèi)容1.選題理由2.現(xiàn)狀調(diào)查3.設(shè)定目標4.原因分析5.確定主要原因6.制定對策7.對策實施8.效果檢查9.鞏固措施10.存在問題及下一步打算影響高一聯(lián)原油脫水效果的因素分析一 前言原油從地層開采出來以后會伴有水，水中常含有無機鹽等雜質(zhì)。原油中水和無機鹽都會對原油集輸后續(xù)加工，產(chǎn)品質(zhì)量等造成影響。因此原油必須進行脫水。高一聯(lián)作為冀東油田集輸工作的樞紐，其原油的脫水質(zhì)量更是尤其重要。為了研究影響高一聯(lián)原油脫水效果的因素和制定相關(guān)對策，我們成立了這個QC小組。二、小組成員概況姓名性別年齡文化水平組內(nèi)分工岳海鵬男34大本組長孫克瑞男40大專副組長李松

2、女30研究生成員王春娜女29大本成員王保民男54高中成員王志剛男30大本成員趙偉峰男27大本成員高源男23大本成員三、主要內(nèi)容1.選題理由隨著油田采油的不斷深入，原油中含有的水和其他雜質(zhì)都在不斷增多。面對原油乳狀液形態(tài)日趨穩(wěn)定造成的脫水困難，油含水逐漸升高等現(xiàn)狀（如圖1所示）就需要我們對此進行研究，解決問題。 油田采油的發(fā)展泥沙，雜質(zhì)增多鹽類和其他腐蝕物質(zhì)增多含水升高，乳狀液形態(tài)穩(wěn)定管線堵塞，腐蝕設(shè)備管網(wǎng)，機器設(shè)備的腐蝕加重脫水困難，油含水和水含油不達標 圖1 選題理由2.現(xiàn)狀調(diào)查工藝流程高一聯(lián)現(xiàn)有預(yù)脫水器4具，加熱爐9臺，加藥泵6臺，三項分離器4具已經(jīng)脫水沉降罐3具。具體流程如圖2示：加藥加

3、藥作業(yè)區(qū)來液沉降區(qū)氣廠 加熱預(yù)脫水區(qū)三項分離區(qū)圖2高一聯(lián)脫水簡易流程數(shù)據(jù)統(tǒng)計表1 預(yù)脫抽樣數(shù)據(jù)項 目4月6日油含水%4月6日水含油mg/L7月23日油含水%7月23日水含油mg/L1#預(yù)脫61877.62482#預(yù)脫28304128433#預(yù)脫25557436604#預(yù)脫68792551022表2 三項分離器抽樣數(shù)據(jù)項目3月27日油含水%3月27日水含油mg/L11月3日油含水%11月3日水含油mg/L1#三相2.2無水3.5無水2#三相27無水18無水3#三相0.06水室為油0.06無水4#三相32280.51242電脫1.50.18 從表1和表2中可以看見去年預(yù)脫和三相油含水和水含油都存在

4、不合格的情況，這會嚴重影響到油品質(zhì)量和后續(xù)工作。3.設(shè)定目標設(shè)定目標小組成立后將預(yù)脫和三相油含水，水含油處理為合格的指標并保持在合格范圍內(nèi)波動。目標可行性分析通過討論分析，我們認為實現(xiàn)目標值的條件有三個。一是請脫水處理方面的有關(guān)專家進行現(xiàn)場指導，結(jié)合生產(chǎn)實際進行調(diào)節(jié)；二是目標明確，便于小組實施有效措施；三是員工高度的責任心，運行參數(shù)變化可以及時發(fā)現(xiàn)及時調(diào)整。4.原因分析小組通過現(xiàn)場調(diào)研，分析得出油含水和水含油指標不合格的末端因素見圖3系統(tǒng)運行不穩(wěn)定加藥不及時；藥品使用不均勻藥品單一，針對性不強員工技能水平不夠流程短，抗沖擊性能差分離器分離效果不同步，處理復(fù)雜環(huán)料油含水和水含油不達標壓力多變，預(yù)

5、脫水器分液不均勻工藝紀律貫徹率低除砂排污不及時設(shè)備運行效果不好法機人圖3油水指標不合格的因果圖 5.確定主要原因為了確定主要原因，我們逐條進行分析討論（1）加藥不及時，藥品使用不均勻高一聯(lián)使用的破乳劑由瑞豐公司提供，并由專門的加藥車進行加藥。由于交通問題存在晚點加藥的情況，但是不足以對整個生產(chǎn)造成太大影響。破乳劑使用時必須和水充分進行混合才能達到最佳效果，因此在加藥時攪拌機的使用必不可少。結(jié)論：非要因（2）藥品單一，針對性不強油田采油進入中后期以后，含水量會越來越大，其中的成分也越來越復(fù)雜。開采出的乳狀液不再是單純的水包油（O/W）型或油包水（W/O）型,而是O/W型與W/O型的混合物或更為復(fù)

6、雜的分散狀態(tài)。針對這種采出液狀態(tài)，目前我們所使用的針對W/O型的破乳劑已不再適應(yīng)生產(chǎn)的需要，此時需要加強取樣，針對原油中的成分重新調(diào)整。其實不管那種情況，液滴的界面上都存在著天然的乳化劑（如膠質(zhì)，瀝青質(zhì)和有機酸等等），這些乳化劑與泥沙，無機鹽，蠟等物質(zhì)結(jié)合在一起會在液滴的界面上形成一層膜，膜越厚，其機械強度就越強，液滴體積越小，則乳狀液越穩(wěn)定。由此可見研究出新型多樣的破乳劑，并定時取樣有針對性的改進配方和調(diào)整藥量才能更好的增強脫水效果。表3即為瑞豐公司08年11月5日當天取樣調(diào)整藥品質(zhì)量后油含水的變化情況。表3 11月5日改變藥品成分后部分分離器油含水變化情況項 目調(diào)整前油含水%調(diào)整后油含水%

7、1#三相分離器1.70.241#預(yù)脫水器116.2結(jié)論：要因（3）工藝紀律貫徹率低聯(lián)合站嚴格執(zhí)行定時巡檢和現(xiàn)場交接班制度，職工認真按照操作規(guī)程進行操作，值班干部定時檢查勞動紀律。同時，職工必須通過上崗考試才能單獨上崗，目前聯(lián)合站職工為100%持證上崗。結(jié)論：非要因（4）工人技能培訓不夠。站內(nèi)各班組每周均組織進行崗位講課培訓，每月、季度進行考核。并請來有關(guān)專家做有關(guān)脫水處理方面的講座。同時，多次組織技術(shù)水平較高的師傅對站內(nèi)員工進行培訓，提高了員工的崗位技能水平。結(jié)論：非要因（5） 壓力變化快，預(yù)脫水器分液不均勻。分離器均屬于壓力容器，受壓力影響大。作業(yè)區(qū)來液和油氣廠供氣壓力時刻處于變化狀態(tài)。壓力

8、較大的預(yù)脫水器進液少，脫水效果明顯。而壓力較小的預(yù)脫水器，進液多，當超過一定限度后就會造成油含水和水含油超標。結(jié)論：要因（6） 分離器分離效果不同步，處理復(fù)雜。等量相同來液進入不同的分離器，分離出的油和水的含量是不一樣的，油含水和水含油指標更是有很大的差別。為了縮小這種差別，提高油品和水質(zhì)質(zhì)量，在生產(chǎn)中必須進行充分精細的調(diào)節(jié)才能保證。結(jié)論：要因（7）流程短，抗沖擊性能差通過觀察其他油田的脫水設(shè)備流程，我們發(fā)現(xiàn)冀東油田的設(shè)備在國內(nèi)，能高效處理原油并能實現(xiàn)油氣水的三相同步分離。而高效的弊端就在于流程較短，稍微有點沖擊系統(tǒng)都難以抗衡，這就會造成各項指標超標的情況。但是通過正確及時的調(diào)節(jié)，生產(chǎn)完全可以

9、恢復(fù)到最佳狀態(tài)，所以我們認為這個是可以避免的。結(jié)論：非要因。（8）除砂或排污不及時來液量增大后，懸浮物、雜質(zhì)、污泥等也相應(yīng)增加，使各分離器內(nèi)的污油、沉淀物明顯增多，若不及時進行清理，必然影響后期處理。目前聯(lián)合站除砂、排污有相關(guān)管理規(guī)定，值班干部和各班組值班人員也會通過觀察水質(zhì)變化及時組織進行對各分離器的除砂、排污工作，并且24小時不間斷交替進行。結(jié)論：非要因（9）設(shè)備運行效果不好高一聯(lián)的脫水設(shè)備在國內(nèi)已經(jīng)相當先進，其中不少設(shè)備都是才運行投入不久的，并且設(shè)備的維護和保養(yǎng)工作也從沒間斷過。例如聯(lián)合站在09年4月到5月期間組織施工人員對全部分離器進行了內(nèi)外清掃清潔工作，施工期間我們觀察到分離器中的泥

10、沙，雜質(zhì)等阻礙脫水的物質(zhì)得到了徹底的清除，清理后的脫水效果已經(jīng)得到明顯改善。由此可見只要設(shè)備的維護保養(yǎng)工作不間斷，脫水效果都會保持良好形勢。結(jié)論：非要因6.制定對策序號要因目標對策措施地點負責人實施時間1藥品單一，針對性不強研發(fā)和使用針對性強的藥劑及時調(diào)整藥品配方和藥量聯(lián)系瑞豐，改進藥品質(zhì)量脫水班岳海鵬李松王保民2007年9月2來液量不穩(wěn)定，預(yù)脫水器分液不均勻。平衡液量，保證指標合格隨時監(jiān)控生產(chǎn)，及時調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)分液閥脫水班孫克瑞王春娜2008年7月3分離器分離效果不同步，處理復(fù)雜。調(diào)節(jié)到同步隨時監(jiān)控生產(chǎn)，及時調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)油水界面閥脫水班王志剛趙偉峰高源2008年7月7.對策實施（1）及時調(diào)整

11、藥品配方和藥量針對目前各種采油工藝頻繁使用，采出液乳化程度高、成分復(fù)雜的特點，我們結(jié)合瑞豐公司，進行實驗室模擬實驗，篩選出新型的、有針對性的破乳劑及凈水劑，并進行了藥劑更換。簡單的來說破乳過程實際就是使表面膜被破壞的過程。它使得水或油從膜中被釋放出來從而達到油水分離的目的。但是至今還沒有找到一種能適應(yīng)任何原油破乳的破乳劑。要了解原油破乳的機理，就必須了解是原油乳化液穩(wěn)定的膜的特性和破乳劑加入后膜的變化情況，而膜的改變就會直接影響到油水界面張力的變化。綜上所述，了解界面張力的變化才是破乳劑性質(zhì)研究最直接的方法。根據(jù)上述歷程，新型的破乳劑必須具備以下特性：(1) 較強的表面活性(2) 良好的潤濕能

12、力(3) 足夠的絮凝能力(4) 較好的凝結(jié)效果于是我們聯(lián)系瑞豐公司將原有的針對油包水（W/O）型破乳劑更換為新型的清水型破乳劑。表4.更換破乳劑對4#三相出水含油的影響（mg/l）更換前9-19-29-39-49-59-69-79-89-99-10平均值5285247145010845291692121855939061408更換后9-119-129-139-149-159-169-179-189-199-20平均值2011356043501141762651278731546610如表4所示，原有破乳劑的穩(wěn)定性較差，即對于各種復(fù)雜情況的適應(yīng)性不強，導致在來液性質(zhì)和停留時間適宜的時候有較好的表

13、現(xiàn)，但是在來液性質(zhì)和停留時間發(fā)生變化時，抗沖擊的能力不強，使得三相分離器出水含油波動較大。更換破乳劑后，出水水質(zhì)比較穩(wěn)定，平均含油量也降低了57%。（2）隨時監(jiān)控生產(chǎn)，及時調(diào)節(jié)。圖5 高效三項分離器結(jié)構(gòu)示意圖 三相分離器的基本原理：油、氣、水混合物在進入分離器以后，入口分離器將混合物初步分成氣液兩相，液相引入油水界面以下的集液區(qū)。在該區(qū)內(nèi)，依靠油水密度差使油水分層，底部為水層，上部為油層。油從油室堰板上方流進油室，經(jīng)由出口閥門排出。水從水室堰板進入水室后排出。三相分離器分離油氣水的基本原理就是靠油氣水的密度差實現(xiàn)重力沉降分離實現(xiàn)的。（見圖5）斯托克斯公式深刻的說明了這一基本規(guī)律，數(shù)學表達式為：

14、V=2r2(1-2)g/9式中：V水珠的沉降速度，cm/s R水珠的半徑,cm1水的密度，kg/L2油的密度，kg/Lg重力加速度。原油的粘度，100mPa.s由上式可以看出，沉降速度與原油中水珠半徑平方成正比，與密度差成正比，與原油的粘度成反比。所以要想提高沉降速度必須從這三方面入手，例如增加溫度從而降低石油粘度。如圖6所示即為高一聯(lián)1#，4#三相升溫后油含水的變化情況。圖6 2008年11月3日升溫后1#，4#三相油含水變化單個三項分離器可用以上公式內(nèi)容來增強脫水效果，當有兩臺或兩臺分離器同時處理來自同一地點的原油時就存在分液量的問題。目前高一聯(lián)預(yù)脫水區(qū)主要處理高尚堡來液：1#，2#處理河

15、西來液，3#，4#處理河東來液。（如圖7）當預(yù)脫水器走液不均勻時，就需要調(diào)節(jié)兩個分離器的氣壓來保證脫水質(zhì)量。常用的有兩種方法：1.當進液量相對平穩(wěn)時，關(guān)小一個分離器器的排氣閥門（或進氣閥門）并保持閥門開度不變，手動控制進氣（或排氣閥門）進行調(diào)節(jié)，直到與另外一個分離器的壓力相差在0.02左右時轉(zhuǎn)為自動控制，此時壓力相差不大，來液即可均勻的進入分離器進行分離。圖7 高一聯(lián)預(yù)脫水區(qū)流程圖2.當兩個分離器壓力相差不大，但是進液量又有明顯差別時，需要手動調(diào)節(jié)分液閥以達到平衡來液的目的。如表5所示的情況就需要調(diào)節(jié)分液閥。（此時3#，4#預(yù)脫同時處理高尚堡河東的原油。）值得注意的是由于來液性質(zhì)在時刻變化，分

16、液閥在調(diào)節(jié)時一定不要過大（一般不超過10扣）以免造成更大的波動影響系統(tǒng)平衡。并且一般情況下（在用壓力可以調(diào)節(jié)系統(tǒng)平穩(wěn)時）不要調(diào)節(jié)分液閥。表5 2008年10月20日3#，4#預(yù)脫進液情況項目壓力mp油室閥門開度%水室閥門開度%3#預(yù)脫0.53358494#預(yù)脫0.53024193.關(guān)于分離器處理效果不同步的問題需要調(diào)節(jié)油水界面閥，從圖6可以發(fā)現(xiàn)，油水界面閥與真正調(diào)節(jié)油水界面的閥門存在一個比例：約為1：2.3. 通常來說下調(diào)油水界面能夠保證油含水指標，上調(diào)油水界面能保證水含油指標，圖7即為高一聯(lián)4#預(yù)脫水器在界面閥下調(diào)后水含油和油含水的變化情況圖8高一聯(lián)4#預(yù)脫水器09年1月下調(diào)油水界面后油含水和水含油變化情況（平均值）從圖中可以發(fā)現(xiàn)雖然油含水指標下降，但是同時水含油指標卻在上升。這里就說明了為什么要規(guī)定油水界面閥的調(diào)節(jié)不能過量（一般不能超過兩扣）。在生產(chǎn)中一定要正確處理好這一問題，在保證兩樣指標都合格的同時達到增強分離效果的目的。8.效果檢查措施實施后隨機選取了一個星期的油含水和水含油數(shù)據(jù)進行分析，完全達到了預(yù)期目標。如圖8和圖9所示圖9 2009年1月4#三相1月12