高效油氣水多相分離系列技術(shù)與設(shè)備通過驗收

近日，北京石油化工學(xué)院環(huán)保多相流高效分離技術(shù)與設(shè)備研究團隊承擔的“老化油處理設(shè)備設(shè)計及配套電源系統(tǒng)研制”課題順利通過了中海油研究總院有限責任公司組織的專家組驗收。

至此，環(huán)保多相流高效分離技術(shù)與設(shè)備研究團隊在“十三五”期間承擔的包括國家科技重大專項子課題等多項應(yīng)用研究類課題全部順利通過結(jié)題驗收，涉及科研項目經(jīng)費合計超過1000萬元，自主設(shè)計研制的油井采出液高效氣-液分離器、旋流預(yù)分水器、管式靜電聚結(jié)分離器、低壓損管式動態(tài)渦流分離器、緊湊型電場破乳器等多套工程樣機自2020年下半年以來先后圓滿完成了現(xiàn)場工業(yè)化應(yīng)用試驗。

依托“十三五”國家科技重大專項子課題“高效原油處理技術(shù)研究”自主研制的油井產(chǎn)出液高效氣-液分離器、油井采出液旋流預(yù)分離器、管式靜電聚結(jié)分離器三套工程樣機，因受2020年上半年新冠肺炎疫情的影響，不得已將實驗場地從海上油田改為陸上油田。

經(jīng)過參與各方前期的協(xié)作努力，三套工程樣機于2020年8月20日被運吊入駐華北油田分公司第一采油廠高陽工區(qū)高四十四站，產(chǎn)學(xué)研三方克服重重困難，在國慶節(jié)來臨前安全、有序地完成了現(xiàn)場試驗。

經(jīng)中海油能源發(fā)展股份有限公司渤海實驗中心進行第三方化驗確認，來液含氣量在10%~90%大范圍內(nèi)變化時，通過調(diào)整高效氣-液分離器排氣口和排液口壓差，可以將液出口的含氣量和氣出口的含液量都控制在5%以下，實現(xiàn)了含氣量大范圍變化油井采出液的管式緊湊分離；來液含油量在70%~90%范圍內(nèi)變化時，在確保分水比大于50%的前提下，單管處理量10立方/小時的旋流預(yù)分離器可以將水出口的含油濃度控制在2000mg/L以下；來液含水量在60%~80%范圍內(nèi)變化時，管式靜電聚結(jié)分離器水出口的含油濃度可以降低到1000mg/L，油出口的含水量可降至5%。

上述三項技術(shù)著力解決原油集輸處理流程中相關(guān)設(shè)備長期存在的分離效率較低、水力停留時間較長、設(shè)備總體重量較大等問題，有望滿足深水浮式平臺的特點要求，降低浮式平臺上部載荷和建設(shè)投資，同時可以直接推廣應(yīng)用于陸上高含水油田采出液集輸處理。

按照非洲下剛果盆地Haute Mer A區(qū)塊象油田開發(fā)15年內(nèi)的最大液量和最大氣量測算，采用“油井采出液高效氣液分離器+旋流分離預(yù)脫水器+管式靜電聚結(jié)分離器”工藝對比海上油田常規(guī)“高壓三相分離器+低壓三相分離器”工藝時，在相同處理條件和處理效果情況下，設(shè)備重量和操作重量分別降低了87%和86%。2020年11月20日，“高效原油處理技術(shù)研究”通過了國家科技重大專項子課題綜合績效評價答辯評審，任務(wù)績效、財務(wù)績效和檔案績效的評價得分均在91分以上。

為了解決海上油田浮式生產(chǎn)儲油卸油裝置(FPSO)存在大量老化油擠占寶貴艙容的問題，在中海油研究總院工程研究設(shè)計院的牽頭組織下，環(huán)保多相流高效分離技術(shù)與設(shè)備團隊自2019年10月以來，依托“老化油處理設(shè)備設(shè)計及配套電源系統(tǒng)研制”課題，聯(lián)合中海油能源發(fā)展股份有限公司，設(shè)計研制了額定處理量為20立方/小時的緊湊型電場破乳器等工程樣機，并取得了法國國際檢驗局（Bureau Veritas，BV）認證。2020年12月26日-2021年1月13日，工程樣機在中海油深圳分公司流花（H）11-1油田“南海勝利號”FPSO上成功進行了性能測試試驗。

現(xiàn)場試驗結(jié)果表明，在入口老化油含水率為20%-25%、不使用破乳劑、分離罐的水力停留時間為20min左右時，僅緊湊型電場破乳器就可以實現(xiàn)老化油的脫水率達79.6%，脫水率提升了約55%。

配合破乳劑使用時，老化油的脫水率可提升至85.7%。相比使用“加熱升溫+破乳劑”工藝，老化油脫水率提升了約25%。

上述數(shù)據(jù)充分展示了“加熱升溫+高頻電場破乳+化學(xué)破乳+重力沉降”協(xié)同作用對于海上油田老化油處理具有顯著效果，課題于2021年1月22日順利通過驗收。

油井產(chǎn)出液高效氣-液分離器、旋流預(yù)分水器、管式靜電聚結(jié)分離器、低壓損管式動態(tài)渦流分離器、緊湊型電場破乳器等設(shè)備在油田現(xiàn)場工業(yè)試驗的先后順利完成，連同十多年來團隊自主設(shè)計研發(fā)的緊湊型氣旋浮裝置（CFU）、緊湊型立式淺層氣浮裝置、電場強化型三相分離器，標志著團隊在高效油氣水多相分離技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)自主擁有了系列產(chǎn)品，能夠根據(jù)油氣田開發(fā)的實際情況，相應(yīng)提供以特色高新技術(shù)產(chǎn)品為核心的油井采出液和采出水處理工藝流程和設(shè)備組合，同時相關(guān)技術(shù)已經(jīng)拓展應(yīng)用于煉油化工領(lǐng)域。

展望“十四五”，該團隊表示，一方面將認真完成國家自然科學(xué)基金企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金重點支持項目、國家自然科學(xué)基金青年基金、北京市教育委員會-北京市自然科學(xué)基金委員會聯(lián)合資助項目等相關(guān)工作，圍繞管式高通量微細氣泡產(chǎn)生、管式動態(tài)旋流分離、水包油乳化液電場破乳、微界面強化傳質(zhì)等開展高水平的應(yīng)用基礎(chǔ)研究。

另一方面，將進一步改進優(yōu)化高效油氣水多相分離設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計，繼續(xù)提升產(chǎn)品分離性能指標，推動高新技術(shù)產(chǎn)品實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，為“十四五”期間石油石化行業(yè)實施節(jié)能減排、降本增效發(fā)展戰(zhàn)略提供“北石化”方案，同時助力保障國家油氣能源安全。

（來源：未來網(wǎng)）