CN105482846B - Sagd采出液闪蒸脱水装置、sagd采出液反相分离装置及sagd采出液反相分离的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及原油分离技术领域，是一种SAGD采出液闪蒸脱水装置、SAGD采出液反相分离装置及SAGD采出液反相分离的方法，该SAGD采出液闪蒸脱水装置包括立式容罐，立式容罐顶端设有出汽口，在立式容罐上部内自上而下设有至少两块格栅板，在相邻两块格栅板之间设有T.P板填料和不锈钢孔板波纹填料，立式容罐左侧中部设有进液口，进液口下方的立式容罐内设有筛板装置，立式容罐底端设有净化油出口。本发明能有效减少建设的工程量及工程的总体投资、运行费用，有效解决稀释剂对SAGD开发的制约问题，并充分利用了SAGD采出液携带的大量热量进行油水分离，提高热能利用率，降低能耗，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及原油分离技术领域，是一种SAGD采出液闪蒸脱水装置、SAGD采出液反相分离装置及SAGD采出液反相分离的方法。
背景技术
目前国内外SAGD采出液脱水主要采用掺入稀释剂的方法在获得一定的油水密度差的情况下进行脱水的传统工艺，利用该方法需要向SAGD采出液掺入大量的稀释剂，在当稀释剂加入到某种程度时会获得一定的油水密度差，然后进行油水分离脱除水即得到重质原油，一般的掺入量为SAGD采出液质量的10%至25%，采用的稀释剂主要为柴油、凝析油或净化轻质原油，由于稀释剂的价格明显高于重质原油的价格，而根据该方法得到的重质原油依然按照目前市场上重质原油的价格进行销售，使得采用该方法得到的掺有稀释剂的重质原油的经济效益低于目前市场上销售的重质原油的经济效益，导致采用SAGD技术开发油田的效益大幅下降，并且受稀释剂供应数量和种类等条件的约束，一定程度上限制了SAGD技术的推广应用，同时，为了满足稀释剂供应的要求，还需要单独建设稀释剂供应管道及相关的储存设施至油田使用点，加大了SAGD开发的投资规模。
发明内容
本发明提供了一种SAGD采出液闪蒸脱水装置、SAGD采出液反相分离装置及SAGD采出液反相分离的方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决目前采用向SAGD采出液中掺入稀释剂脱除水的传统工艺存在根据该方法得到的重质原油经济效益偏低、SAGD技术推广应用受限和投资成本大的问题。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种SAGD采出液闪蒸脱水装置，包括立式容罐，立式容罐顶端设有出汽口，在立式容罐上部内自上而下设有至少两块格栅板，在相邻两块格栅板之间设有T.P板填料和不锈钢孔板波纹填料，立式容罐左侧中部设有进液口，进液口下方的立式容罐内设有筛板装置，立式容罐底端设有净化油出口。
下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：
上述进液口的轴线与立式容罐的内壁相切，进液口入口壁上固定安装有旋流挡板；或/和，净化油出口处固定安装有防涡器；或/和，立式容罐左侧下部设有液位计，立式容罐右侧下部设有远传液位计接口；或/和，筛板装置包括至少五块筛板，筛板固定安装在立式容罐内并相互交错排列；或/和，立式容罐内设有加热盘管。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种使用SAGD采出液闪蒸脱水装置的SAGD采出液反相分离装置包括蒸汽换热器、反相分离热化学脱水装置和SAGD采出液闪蒸脱水装置；在蒸汽换热器的冷介质进口上固定安装有原油管线，蒸汽换热器的冷介质出口与反相分离热化学脱水装置的的进料管之间固定安装有原油进料管线，在反相分离热化学脱水装置的出油接管与SAGD采出液闪蒸脱水装置的进液口之间固定安装有闪蒸进料管线，SAGD采出液闪蒸脱水装置的净化油出口上固定安装有净化油管线，在反相分离热化学脱水装置上还分别固定安装有伴生气排出管线、反相脱水管线、冲洗水管线和砂排出管线，在SAGD采出液闪蒸脱水装置的上端的出汽口上固定安装有蒸汽排出管线，在闪蒸进料管线和蒸汽排出管线上分别固定安装有阀门。
下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：
上述反相分离热化学脱水装置包括罐体、前段收水管、分离填料装置、前段布液管、进料管、后段收水管、后段布液管和乳化油出液集液管；罐体为两端封闭的圆筒形罐体，在罐体的中部内壁上分别设置有与罐体轴线垂直的左油水堰板和右油水堰板，右油水堰板将罐体分割成左右两个独立的腔室，左油水堰板与罐体顶部之间有间距，左油水堰板、右油水堰板与罐体内壁之间形成缓冲腔，左油水堰板左侧的罐体内上部设置有前段收水管，在左油水堰板左侧的罐体内中部设置有分离填料装置，在左油水堰板左侧的罐体内下部设置有前段布液管，在左油水堰板左侧的罐体顶部设置有贯穿罐体顶壁的进料管，对应进料管的罐体内设置有进液腔体，进料管的下端与进液腔体的上端相连通，进液腔体的下端与前段布液管相连通，在前段布液管下方的罐体左侧壁上设置有与罐体内部相通的左出油接管，右油水堰板右侧的罐体内顶部设置有后段收水管，后段收水管上设置有贯穿罐体顶部的出水接管，在右油水堰板右侧的罐体内中部也设置有分离填料装置，在右油水堰板右侧的罐体内下部设置有后段布液管，后段布液管的左端贯穿右油水堰板并位于缓冲腔内，在分离填料装置与后段布液管之间的右油水堰板右侧的罐体内设置有乳化油出液集液管，在乳化油出油集液管上设置有出料接管，出料接管的另一端位于罐体外部，在后段布液管下方的罐体右侧壁上设置有与罐体内部相通的右出油接管，在前段收水管、前段布液管、后段收水管、后段布液管、乳化油出油集液管上均设置有小孔，在左油水堰板左侧、右油水堰板右侧和对应缓冲腔的罐体的底部分别设置有排污排泥接管，在前段布液管和后段布液管下方的罐体内均设置有冲砂管，在冲砂管上设置有小孔，冲砂管上安装有冲砂接管，冲砂接管的另一端位于罐体外部，右油水堰板右侧的罐体顶部设置有贯穿罐体顶部的出气管，左出油接管和右出油接管的另一端固定连接有出油接管，出水接管的另一端与反相脱水管线固定连接在一起，位于罐体外部的冲砂接管另一端固定连接有冲洗水管线，排污排泥接管的另一端固定连接有砂排出管线。
上述在前段布液管和后段布液管下方、冲砂管上方的罐体内部设置有与冲砂管相对应的排泥抑流挡板；或/和，对应缓冲腔的罐体外部安装有能够监测到缓冲腔内液位的液位计；或/和，在左油水堰板左侧的罐体顶部设置有放空管或/和安全阀；或/和，在左油水堰板左侧的罐体顶部和右油水堰板的罐体顶部分别设置有人孔；或/和，净化油管线的另一端固定安装有净化油罐，净化油罐的出口上固定安装有外输管线。
上述SAGD采出液反相分离装置还包括游离水脱出装置和提升泵，在游离水脱出装置的进口上固定安装有原油进料管线，在游离水脱出装置的油料出口上固定安装有饱和含水原油管线，饱和含水原油管线上固定安装有提升泵，饱和含水原油管线的另一端与原油管线的进料端固定安装在一起并相通，在游离水脱出装置上还分别固定安装有伴生气管线、冲洗管线、脱除水管线和排砂管线，在伴生气管线上固定安装有阀门，伴生气排出管线和蒸汽排出管线的另一端分别固定安装在伴生气管线上并相通，冲洗水管线的另一端固定安装在冲洗管线上并相通，砂排出管线的另一端固定安装在排砂管线上并相通。
上述SAGD采出液反相分离装置还包括原油换热器和净化油换热器，原油管线与原油换热器的冷介质进出口固定安装在一起并相通，反相脱水管线与原油换热器的热介质进出口固定安装在一起并相通，净化油管线与净化油换热器的热介质进出口固定安装在一起并相通，在净化油换热器的冷介质进出口上分别固定安装有热量回收管线。
本发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的：一种采用SAGD采出液反相分离装置进行SAGD采出液反相分离的方法按下述步骤进行：第一步，油区来液由原油管线进入蒸汽换热器进行升温，升温至在该温度下油水密度差达到30kg/m3至40 kg/m3即可；第二步，由蒸汽换热器加热后的原油进入反相分离热化学脱水装置进行油水分离，分别分离出低含水原油和乳化水，分离出的乳化水由反相脱水管线排出，同时反相分离热化学脱水装置中油水中的砂沉积下来由砂排出管线排出、反相分离热化学脱水装置中的伴生气由伴生气排出管线排出；第三步，由反相分离热化学脱水装置分离出的低含水原油进入SAGD采出液闪蒸脱水装置进一步进行油水分离，分离出的净化油由净化油管线排出，分离出的蒸汽由蒸汽排出管线排出。
本发明的技术方案之四是通过以下措施来实现的：一种采用SAGD采出液反相分离装置进行SAGD采出液反相分离的方法按下述步骤进行：第一步，进入游离水脱出装置进行初步的油水分离，分离出饱和含水原油、游离水、伴生气和砂，分离出的伴生气由伴生气管线排出，分离出的游离游离水和砂分别由脱除水管线和排砂管线排出；第二步，分离出的饱和含水原油经由饱和含水原油管线、提升泵和原油管线送至蒸汽换热器进行升温，升温至在该温度下油水密度差达到30kg/m3至40 kg/m3即可；第三步，由蒸汽换热器加热后的原油进入反相分离热化学脱水装置进行油水分离，分别分离出低含水原油和乳化水，分离出的乳化水由反相脱水管线排出，同时反相分离热化学脱水装置中油水中的砂沉积下来由砂排出管线排出、反相分离热化学脱水装置中的伴生气由伴生气排出管线排出；第四步，由反相分离热化学脱水装置分离出的低含水原油进入SAGD采出液闪蒸脱水装置进一步进行油水分离，分离出的净化油由净化油管线排出，分离出的蒸汽由蒸汽排出管线排出。
本发明的技术方案之五是通过以下措施来实现的：一种采用SAGD采出液反相分离装置进行SAGD采出液反相分离的方法按下述步骤进行：第一步，油区来液经由原油管线先后送至原油换热器和蒸汽换热器进行升温，升温至在该温度下油水密度差达到30kg/m3至40 kg/m3即可；第二步，由蒸汽换热器加热后的原油进入反相分离热化学脱水装置进行油水分离，分别分离出低含水原油和乳化水，分离出的乳化水由反相脱水管线送至原油换热器与由原油管线进入原油换热器的油区来液进行换热，同时反相分离热化学脱水装置中油水中的砂沉积下来由砂排出管线排出、反相分离热化学脱水装置中的伴生气由伴生气排出管线排出；第三步，由反相分离热化学脱水装置分离出的低含水原油进入SAGD采出液闪蒸脱水装置进一步进行油水分离，分离出的净化油先由净化油管线送至净化油换热器进行热量回收后再由净化油管线排出，分离出的蒸汽由蒸汽排出管线排出。
本发明的技术方案之六是通过以下措施来实现的：一种采用SAGD采出液反相分离装置进行SAGD采出液反相分离的方法按下述步骤进行：第一步，进入游离水脱出装置进行初步的油水分离，分离出饱和含水原油、游离水、伴生气和砂，分离出的伴生气由伴生气管线排出，分离出的游离水和砂分别由脱除水管线和排砂管线排出；第二步，分离出的饱和含水原油经由饱和含水原油管线、提升泵和原油管线先后送至原油换热器和蒸汽换热器进行升温，升温至在该温度下油水密度差达到30kg/m3至40 kg/m3即可；第三步，由蒸汽换热器加热后的原油进入反相分离热化学脱水装置进行油水分离，分别分离出低含水原油和乳化水，分离出的乳化水由反相脱水管线送至原油换热器与由原油管线进入原油换热器的饱和含水原油进行换热，同时反相分离热化学脱水装置中油水中的砂沉积下来由砂排出管线排出、反相分离热化学脱水装置中的伴生气由伴生气排出管线排出；第三步，由反相分离热化学脱水装置分离出的低含水原油进入SAGD采出液闪蒸脱水装置进一步进行油水分离，分离出的净化油先由净化油管线送至净化油换热器进行热量回收后再由净化油管线排出，分离出的蒸汽由蒸汽排出管线排出。
本发明能有效减少建设的工程量及工程的总体投资、运行费用，有效解决稀释剂对SAGD开发的制约问题，并充分利用了SAGD采出液携带的大量热量进行油水分离，提高热能利用率，降低能耗，降低生产成本。
附图说明
附图1为本发明中SAGD采出液闪蒸脱水装置的主视结构示意图。
附图2为SAGD采出液反相分离装置的工艺流程结构示意图。
附图3为本发明中反相分离热化学脱水装置的主视结构示意图。
附图中的编码分别为：1为立式容罐，2为出汽口，3为格栅板，4为T.P板填料，5为不锈钢孔板波纹填料，6为进液口，7为净化油出口，8为液位计，9为远传液位计接口，10为筛板，11为蒸汽换热器，12为原油管线，13为反相分离热化学脱水装置，14为进料管，15为原油进料管线，16为SAGD采出液闪蒸脱水装置，17为闪蒸进料管线，18为净化油管线，19为伴生气排出管线，20为反相脱水管线，21为冲洗水管线，22为砂排出管线，23为蒸汽排出管线，24为阀门，25为罐体，26为左油水堰板，27为右油水堰板，28为缓冲腔，29为前段收水管，30为前段布液管，31为进料管，32为进液腔体，33为左出油接管，34为后段收水管，35为出水接管，36为分离填料装置，37为后段布液管，38为右出油接管，39为排污排泥接管，40为冲砂管，41为出气管，42为排泥抑流挡板，43为放空管，44为安全阀，45为人孔，46为净化油罐，47为外输管线，48为液位计，49为游离水脱出装置，50为提升泵，51为原油进料管线，52为饱和含水原油管线，53为伴生气管线，54为冲洗管线，55为脱除水管线， 56为排砂管线，57为原油换热器，58为净化油换热器，59为热量回收管线，60为乳化油出液集液管，61为加热盘管。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
实施例1，如附图1所示，该SAGD采出液闪蒸脱水装置包括立式容罐1，立式容罐1顶端设有出汽口2，在立式容罐1上部内自上而下设有至少两块格栅板3，在相邻两块格栅板3之间设有T.P板填料4和不锈钢孔板波纹填料5，立式容罐1左侧中部设有进液口6，进液口6下方的立式容罐内设有筛板装置，立式容罐1底端设有净化油出口7。使用时，SAGD采出液由进液口6进入本实用新型闪蒸分离装置，经过筛板装置进行分离后，液相由净化油出口7去后端设备。汽相向塔顶端流动，经过格栅板3以及中间的T.P板填料4和不锈钢孔板波纹填料5，将上升汽相和下落液相进行再分布，改善汽液接触状况，基本消除雾沫夹带，除液后的汽相由出汽口2进入后端设备。
实施例2，作为实施例1的优化，进液口6的轴线与立式容罐1的内壁相切，进液口6入口壁上固定安装有旋流挡板；或/和，净化油出口7处固定安装有防涡器；或/和，立式容罐1左侧下部设有液位计8，立式容罐1右侧下部设有远传液位计接口9；或/和，筛板装置包括至少五块筛板10，筛板10固定安装在立式容罐1内并相互交错排列；或/和，立式容罐1内设有加热盘管61。进液口6的轴线与立式容罐1的内壁相切，进液口6入口壁上固定安装有旋流挡板，这样，采用切线进料的方式，入口管与塔壁成切线，安装旋流挡板后，延长分离时间，更有利于汽体从液体中逸出；净化油出口7处固定安装有防涡器，可防止塔底出液时带气；立式容罐1左侧下部设有液位计8，立式容罐1右侧下部设有远传液位计接口9，便于观察和控制液位；筛板装置包括至少五块筛板10，筛板10固定安装在立式容罐1内并相互交错排列，低含水SAGD采出液进入罐体后即成为过热液体而急速地部分气化，液体在重力作用下，与经筛孔上升的塔釜闪蒸汽在筛板上接触，使汽液两相充分接触和分离；立式容罐1内设有加热盘管60，当进液口6含水超过设定值，净化油出口7出净化油含水达不到指标要求时，可通过加热盘管61对进入SAGD采出液闪蒸脱水装置的来液进行加热，保证出SAGD采出液闪蒸脱水装置净化油出油指标。
实施例3，附图2所示，该使用SAGD采出液闪蒸脱水装置的SAGD采出液反相分离装置包括蒸汽换热器11、反相分离热化学脱水装置13和SAGD采出液闪蒸脱水装置16；在蒸汽换热器11的冷介质进口上固定安装有原油管线12，蒸汽换热器11的冷介质出口与反相分离热化学脱水装置13的的进料管14之间固定安装有原油进料管线15，在反相分离热化学脱水装置13的出油接管与SAGD采出液闪蒸脱水装置16的进液口之间固定安装有闪蒸进料管线17，SAGD采出液闪蒸脱水装置16的净化油出口上固定安装有净化油管线18，在反相分离热化学脱水装置13上还分别固定安装有伴生气排出管线19、反相脱水管线20、冲洗水管线21和砂排出管线22，在SAGD采出液闪蒸脱水装置16的上端的出汽口上固定安装有蒸汽排出管线23，在闪蒸进料管线17和蒸汽排出管线23上分别固定安装有阀门24。
实施例4，作为实施例3的优化，如附图3所示，反相分离热化学脱水装置包括罐体25、前段收水管29、分离填料装置36、前段布液管30、进料管31、后段收水管34、后段布液管37和乳化油出液集液管；罐体25为两端封闭的圆筒形罐体，在罐体25的中部内壁上分别设置有与罐体25轴线垂直的左油水堰板26和右油水堰板27，右油水堰板27将罐体分割成左右两个独立的腔室，左油水堰板26与罐体25顶部之间有间距，左油水堰板26、右油水堰板27与罐体25内壁之间形成缓冲腔28，左油水堰板26左侧的罐体25内上部设置有前段收水管29，在左油水堰板26左侧的罐体25内中部设置有分离填料装置36，在左油水堰板26左侧的罐体25内下部设置有前段布液管30，在左油水堰板26左侧的罐体25顶部设置有贯穿罐体25顶壁的进料管31，对应进料管31的罐体25内设置有进液腔体32，进料管31的下端与进液腔体32的上端相连通，进液腔体32的下端与前段布液管30相连通，在前段布液管30下方的罐体25左侧壁上设置有与罐体25内部相通的左出油接管33，右油水堰板27右侧的罐体25内顶部设置有后段收水管34，后段收水管34上设置有贯穿罐体25顶部的出水接管35，在右油水堰板27右侧的罐体25内中部也设置有分离填料装置36，在右油水堰板27右侧的罐体25内下部设置有后段布液管37，后段布液管37的左端贯穿右油水堰板27并位于缓冲腔28内，在分离填料装置36与后段布液管37之间的右油水堰板27右侧的罐体25内设置有乳化油出液集液管60，在乳化油出油集液管60上设置有出料接管，出料接管的另一端位于罐体25外部，在后段布液管37下方的罐体25右侧壁上设置有与罐体25内部相通的右出油接管38，在前段收水管29、前段布液管30、后段收水管34、后段布液管37、乳化油出油集液管上均设置有小孔，在左油水堰板26左侧、右油水堰板27右侧和对应缓冲腔28的罐体25的底部分别设置有排污排泥接管39，在前段布液管30和后段布液管37下方的罐体25内均设置有冲砂管40，在冲砂管40上设置有小孔，冲砂管40上安装有冲砂接管，冲砂接管的另一端位于罐体25外部，右油水堰板27右侧的罐体25顶部设置有贯穿罐体顶部的出气管41，出气管41上固定安装有伴生气排出管线，左出油接管33和右出油接管38的另一端固定连接有出油接管，出水接管35的另一端与反相脱水管线20固定连接在一起，位于罐体25外部的冲砂接管另一端固定连接有冲洗水管线21，排污排泥接管39的另一端固定连接有砂排出管线22。冲砂管40可以冲洗附着在罐体25内壁上的泥沙，以减少积砂堵死排污排泥接管的现象。
经过蒸汽换热器11加热后的液体通过进料管31进入到进液腔体32中，在进液腔体32中经过缓冲后汇聚到前段布液管30，通过前段布液管30的均匀布液分流后，液体再经分离填料装置36的碰撞、聚结、沉降，使油水聚结并产生层流，把混合物分成油水两相，根据油水密度差以及重力沉降原理，在有足够的沉降空间的集液部分使低含水原油沉降至底部油层，上层是乳化水和油水乳化层，乳化水和油水乳化层最后汇聚到前段收水管29，流入缓冲腔，低含水原油经左出油管33排出罐体25外，乳化水和油水乳化层经缓冲腔28进入后段布液管37，再次通过均匀布液分流，液体经过分离填料装置36的碰撞、聚结、沉降，使油水聚结并产生层流，把混合物分成油水两相，根据油水密度差以及重力沉降原理，在有足够的沉降空间的集液部分使原油降至底部形成稳定油层，中部乳化水通过水滴互相碰撞，彼此聚结成粒径较大的水滴，再借助油水密度差使采出水上浮，从上至下依次是水、油水乳化层和低含水原油，水最后汇聚到后段收水管34，经出水接管35出罐体25后进反相脱水管线20，油水乳化层汇集到乳化油出油集液管60中后，由出料接管排出罐体25外部，进入到下段流程再处理，低含水原油经出右出油接管38排出罐体25外部，左出油接管33和右出油接管38排出的低含水原油进入闪蒸进料管线17再进入SAGD采出液闪蒸脱水装置16中，液体中混杂的泥沙沉积到罐体25底部，经排污排泥接管39和砂排出管线22排出；进液腔体32能够使来液产生减速度，消除高速流对容器壁的冲击从而减小扰动，因流向、流速突然改变而得以初分离后的液体能够被平稳导入前段布液管30中；分离填料装置36为现有技术中公知公用的分离填料装置36。
实施例5，作为实施例4的优化，如附图3所示，在前段布液管30和后段布液管37下方、冲砂管40上方的罐体25内部设置有与冲砂管40相对应的排泥抑流挡板42；或/和，对应缓冲腔28的罐体25外部安装有能够监测到缓冲腔28内液位的液位计48；或/和，在左油水堰板26左侧的罐体25顶部设置有放空管43或/和安全阀44；或/和，在左油水堰板26左侧的罐体25顶部和右油水堰板27的罐体25顶部分别设置有人孔45；或/和，净化油管线18的另一端固定安装有净化油罐46，净化油罐46的出口上固定安装有外输管线47。为防止冲洗过程中的泥砂沸腾和上扬，专门设置排泥抑流挡板42；液位计48可以观察到缓冲腔28内的液体液位，便于调节左出油接管33和右出油接管38的出油速度，实际操作时，也可以将缓冲腔28的液位计48与左出油接管33和右出油接管38的阀门实现联动，当缓冲腔28内的液位过高时，开大左出油接管33和右出油接管38的阀门，当缓冲腔28内的液位过低时，开小左出油接管33和右出油接管38的阀门，实现远程控制自动排液，解放人工，使得操作省时省力；出气管41的设置是为了超压保护，保证安全。放空管43和安全阀44的设置是为了超压保护，保证安全；人孔45设置是为了方便操作人员进出容器进行必要的检查和安装。
实施例6，作为实施例3、实施例4和实施例5的优化，如附图2所示，该SAGD采出液反相分离装置还包括游离水脱出装置49和提升泵50，在游离水脱出装置49的进口上固定安装有原油进料管线51，在游离水脱出装置49的油料出口上固定安装有饱和含水原油管线52，饱和含水原油管线52上固定安装有提升泵50，饱和含水原油管线52的另一端与原油管线12的进料端固定安装在一起并相通，在游离水脱出装置49上还分别固定安装有伴生气管线53、冲洗管线54、脱除水管线55和排砂管线56，在伴生气管线53上固定安装有阀门24，伴生气排出管线19和蒸汽排出管线23的另一端分别固定安装在伴生气管线53上并相通，冲洗水管线21的另一端固定安装在冲洗管线54上并相通，砂排出管线22的另一端固定安装在排砂管线56上并相通。原油先经过游离水脱出装置49经过初步的脱除气、水和砂，经过初步处理后的原油再进入反相分离热化学脱水装置13进行分离可以提高分离效率，使分离效果更好，本发明可以根据油田的不同生产条件经经济对比确定是否设游离水脱除装置和提升泵。
实施例7，作为上述实施例的优化，如附图2所示，该SAGD采出液反相分离装置还包括原油换热器57和净化油换热器58，原油管线12与原油换热器57的冷介质进出口固定安装在一起并相通，反相脱水管线20与原油换热器57的热介质进出口固定安装在一起并相通，净化油管线18与净化油换热器58的热介质进出口固定安装在一起并相通，在净化油换热器58的冷介质进出口上分别固定安装有热量回收管线59。设置原油换热器57和净化油换热器58可以充分利用本装置中产生的热能，提高热能利用率，降低能耗，降低生产成本。
实施例8，如附图2所示，该采用实施例3的SAGD采出液反相分离装置进行SAGD采出液反相分离的方法按下述步骤进行：第一步，油区来液由原油管线12进入蒸汽换热器11进行升温，升温至在该温度下油水密度差达到30kg/m3至40kg/m3即可；第二步，由蒸汽换热器11加热后的原油进入反相分离热化学脱水装置13进行油水分离，分别分离出低含水原油和乳化水，分离出的乳化水由反相脱水管线20排出，同时反相分离热化学脱水装置13中油水中的砂沉积下来由砂排出管线22排出、反相分离热化学脱水装置13中的伴生气由伴生气排出管线19排出；第三步，由反相分离热化学脱水装置13分离出的低含水原油进入SAGD采出液闪蒸脱水装置16进一步进行油水分离，分离出的净化油由净化油管线18排出，分离出的蒸汽由蒸汽排出管线23排出。
实施例9，如附图2所示，该采用实施例6的SAGD采出液反相分离装置进行SAGD采出液反相分离的方法按下述步骤进行：第一步，进入游离水脱出装置49进行初步的油水分离，分离出饱和含水原油、游离水、伴生气和砂，分离出的伴生气由伴生气管线53排出，分离出的游离水和砂分别由脱除水管线55和排砂管线56排出；第二步，分离出的饱和含水原油经由饱和含水原油管线52、提升泵50和原油管线12送至蒸汽换热器11进行升温，升温至在该温度下油水密度差达到30kg/m3至40kg/m3即可；第三步，由蒸汽换热器11加热后的原油进入反相分离热化学脱水装置13进行油水分离，分别分离出低含水原油和乳化水，分离出的乳化水由反相脱水管线20排出，同时反相分离热化学脱水装置13中油水中的砂沉积下来由砂排出管线22排出、反相分离热化学脱水装置13中的伴生气由伴生气排出管线19排出；第四步，由反相分离热化学脱水装置13分离出的低含水原油进入SAGD采出液闪蒸脱水装置16进一步进行油水分离，分离出的净化油由净化油管线18排出，分离出的蒸汽由蒸汽排出管线23排出。
实施例10，如附图2所示，该采用实施例7的SAGD采出液反相分离装置进行SAGD采出液反相分离的方法按下述步骤进行：第一步，油区来液经由原油管线12先后送至原油换热器57和蒸汽换热器11进行升温，升温至在该温度下油水密度差达到30kg/m3至40kg/m3即可；第二步，由蒸汽换热器11加热后的原油进入反相分离热化学脱水装置13进行油水分离，分别分离出低含水原油和乳化水，分离出的乳化水由反相脱水管线20送至原油换热器57与由原油管线12进入原油换热器57的油区来液进行换热，同时反相分离热化学脱水装置13中油水中的砂沉积下来由砂排出管线22排出、反相分离热化学脱水装置13中的伴生气由伴生气排出管线19排出；第三步，由反相分离热化学脱水装置13分离出的低含水原油进入SAGD采出液闪蒸脱水装置16进一步进行油水分离，分离出的净化油先由净化油管线18送至净化油换热器59进行热量回收后再由净化油管线18排出，分离出的蒸汽由蒸汽排出管线23排出。
实施例11，如附图2所示，该采用实施例7的SAGD采出液反相分离装置进行SAGD采出液反相分离的方法按下述步骤进行：第一步，进入游离水脱出装置59进行初步的油水分离，分离出饱和含水原油、游离水、伴生气和砂，分离出的伴生气由伴生气管线53排出，分离出的游离水和砂分别由脱除水管线55和排砂管线56排出；第二步，分离出的饱和含水原油经由饱和含水原油管线52、提升泵50和原油管线12先后送至原油换热器57和蒸汽换热器11进行升温，升温至在该温度下油水密度差达到30kg/m3至40kg/m3即可；第三步，由蒸汽换热器11加热后的原油进入反相分离热化学脱水装置13进行油水分离，分别分离出低含水原油和乳化水，分离出的乳化水由反相脱水管线20送至原油换热器57与由原油管线12进入原油换热器57的饱和含水原油进行换热，同时反相分离热化学脱水装置13中油水中的砂沉积下来由砂排出管线22排出、反相分离热化学脱水装置13中的伴生气由伴生气排出管线19排出；第三步，由反相分离热化学脱水装置13分离出的低含水原油进入SAGD采出液闪蒸脱水装置16进一步进行油水分离，分离出的净化油先由净化油管线18送至净化油换热器58进行热量回收后再由净化油管线18排出，分离出的蒸汽由蒸汽排出管线23排出。
在正常温度下原油混合液的密度小于水的密度，将原油混合液加热到一定的温度时，油水密度出现反相即原油的密度比水的密度大，再升高到一定的温度时可获得油水分离的密度差，进而实现油水的分离，解决传统掺稀工艺对稀释剂的依赖。
本发明利用原油、水随着温度的变化密度变化率不同的特点，在适当的温度条件下实现油水反相及分离；本发明不需建设稀释剂供应管道及相关的储存设施，减少建设的工程量及工程的总体投资、运行费用，提高SAGD开发油田的整体效益；并且本发明充分利用了SAGD采出液携带的大量热量进行油水分离。解决了采用掺稀释剂处理特超稠油油藏SAGD开发采出液，建设稀释剂供应管道及相关的储存设施投资规模大、项目运行费用高、油田整体开发效益差的问题，为提高油田开发效益及低油价情况下实现特超稠油油藏采用SAGD技术开发提供了技术支持，以及解决了稀释剂供应量、供应种类等条件对SAGD技术推广的约束，为特超稠油油藏推广采用SAGD技术开发提供了技术支持。
经济成本核算：
（1）油田生产规模为150×104/a，稀释剂供应点距离油田使用点距离为100km，每公里稀释剂管道建设费用为45万元，稀释剂掺入量为原油产出质量的15%；
（2）重质原油1760元/吨，稀释剂2780元/吨，稀释剂为国内常用的轻质油；
（3）反相分离加热温度60度（含水率按50%计，需蒸汽量约为650吨/天），使用介质为蒸汽，蒸汽价格为160元/吨。
采用掺稀释剂工艺：
年需稀释剂量：150×15%=22.5×104吨；
稀释剂管道建设费用：100×45=4500万元；
年使用稀释剂产生的价差：22.5×104×（2780-1760）=2.295×108元。
采用反相分离工艺：
年加热需用蒸汽量：650×365=237250吨/年；
建设650吨/天锅炉及配套费用：1500万元；
年加热用蒸汽费用： 237250×160=3.796×107元。
从以上的计算可以看出，建设150×104/a规模的设施建设费用可以节省3000万元，运行费用每年可以节省1.915×108元，与传统的工艺相比本发明的反相分离方法能够有效降低建设费用和生产成本，在建设费用、运行费用方面优势非常明显，并且对于由于稀释剂供应无依托的油田，采用本发明的SAGD采出液反相分离装置和SAGD采出液反相分离方法可有效解决稀释剂对SAGD开发的制约问题。
本发明能有效减少建设的工程量及工程的总体投资、运行费用，有效解决稀释剂对SAGD开发的制约问题，并充分利用了SAGD采出液携带的大量热量进行油水分离，提高热能利用率，降低能耗，降低生产成本。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
Claims (17)
1.一种SAGD采出液反相分离装置，其特征在于包括蒸汽换热器、反相分离热化学脱水装置和SAGD采出液闪蒸脱水装置；在蒸汽换热器的冷介质进口上固定安装有原油管线，蒸汽换热器的冷介质出口与反相分离热化学脱水装置的的进料管之间固定安装有原油进料管线，在反相分离热化学脱水装置的出油接管与SAGD采出液闪蒸脱水装置的进液口之间固定安装有闪蒸进料管线，SAGD采出液闪蒸脱水装置的净化油出口上固定安装有净化油管线，在反相分离热化学脱水装置上还分别固定安装有伴生气排出管线、反相脱水管线、冲洗水管线和砂排出管线，在SAGD采出液闪蒸脱水装置的上端的出汽口上固定安装有蒸汽排出管线，在闪蒸进料管线和蒸汽排出管线上分别固定安装有阀门；其中：所述SAGD采出液闪蒸脱水装置包括立式容罐，立式容罐顶端设有出汽口，在立式容罐上部内自上而下设有至少两块格栅板，在相邻两块格栅板之间设有T.P板填料和不锈钢孔板波纹填料，立式容罐左侧中部设有进液口，进液口下方的立式容罐内设有筛板装置，立式容罐底端设有净化油出口。
2.根据权利要求1所述的SAGD采出液反相分离装置，其特征在于进液口的轴线与立式容罐的内壁相切，进液口入口壁上固定安装有旋流挡板；或/和，净化油出口处固定安装有防涡器；或/和，立式容罐左侧下部设有液位计，立式容罐右侧下部设有远传液位计接口；或/和，筛板装置包括至少五块筛板，筛板固定安装在立式容罐内并相互交错排列；或/和，立式容罐内设有加热盘管。
3.根据权利要求1或2所述的SAGD采出液反相分离装置，其特征在于反相分离热化学脱水装置包括罐体、前段收水管、分离填料装置、前段布液管、进料管、后段收水管、后段布液管和乳化油出液集液管；罐体为两端封闭的圆筒形罐体，在罐体的中部内壁上分别设置有与罐体轴线垂直的左油水堰板和右油水堰板，右油水堰板将罐体分割成左右两个独立的腔室，左油水堰板与罐体顶部之间有间距，左油水堰板、右油水堰板与罐体内壁之间形成缓冲腔，左油水堰板左侧的罐体内上部设置有前段收水管，在左油水堰板左侧的罐体内中部设置有分离填料装置，在左油水堰板左侧的罐体内下部设置有前段布液管，在左油水堰板左侧的罐体顶部设置有贯穿罐体顶壁的进料管，对应进料管的罐体内设置有进液腔体，进料管的下端与进液腔体的上端相连通，进液腔体的下端与前段布液管相连通，在前段布液管下方的罐体左侧壁上设置有与罐体内部相通的左出油接管，右油水堰板右侧的罐体内顶部设置有后段收水管，后段收水管上设置有贯穿罐体顶部的出水接管，在右油水堰板右侧的罐体内中部也设置有分离填料装置，在右油水堰板右侧的罐体内下部设置有后段布液管，后段布液管的左端贯穿右油水堰板并位于缓冲腔内，在分离填料装置与后段布液管之间的右油水堰板右侧的罐体内设置有乳化油出液集液管，在乳化油出油集液管上设置有出料接管，出料接管的另一端位于罐体外部，在后段布液管下方的罐体右侧壁上设置有与罐体内部相通的右出油接管，在前段收水管、前段布液管、后段收水管、后段布液管、乳化油出油集液管上均设置有小孔，在左油水堰板左侧、右油水堰板右侧和对应缓冲腔的罐体的底部分别设置有排污排泥接管，在前段布液管和后段布液管下方的罐体内均设置有冲砂管，在冲砂管上设置有小孔，冲砂管上安装有冲砂接管，冲砂接管的另一端位于罐体外部，右油水堰板右侧的罐体顶部设置有贯穿罐体顶部的出气管，左出油接管和右出油接管的另一端固定连接有出油接管，出水接管的另一端与反相脱水管线固定连接在一起，位于罐体外部的冲砂接管另一端固定连接有冲洗水管线，排污排泥接管的另一端固定连接有砂排出管线。
4.根据权利要求3所述的SAGD采出液反相分离装置，其特征在于在前段布液管和后段布液管下方、冲砂管上方的罐体内部设置有与冲砂管相对应的排泥抑流挡板；或/和，对应缓冲腔的罐体外部安装有能够监测到缓冲腔内液位的液位计；或/和，在左油水堰板左侧的罐体顶部设置有放空管或/和安全阀；或/和，在左油水堰板左侧的罐体顶部和右油水堰板的罐体顶部分别设置有人孔；或/和，净化油管线的另一端固定安装有净化油罐，净化油罐的出口上固定安装有外输管线。
5.根据权利要求1或2所述的SAGD采出液反相分离装置，其特征在于SAGD采出液反相分离装置还包括游离水脱出装置和提升泵，在游离水脱出装置的进口上固定安装有原油进料管线，在游离水脱出装置的油料出口上固定安装有饱和含水原油管线，饱和含水原油管线上固定安装有提升泵，饱和含水原油管线的另一端与原油管线的进料端固定安装在一起并相通，在游离水脱出装置上还分别固定安装有伴生气管线、冲洗管线、脱除水管线和排砂管线，在伴生气管线上固定安装有阀门，伴生气排出管线和蒸汽排出管线的另一端分别固定安装在伴生气管线上并相通，冲洗水管线的另一端固定安装在冲洗管线上并相通，砂排出管线的另一端固定安装在排砂管线上并相通。
6.根据权利要求3所述的SAGD采出液反相分离装置，其特征在于SAGD采出液反相分离装置还包括游离水脱出装置和提升泵，在游离水脱出装置的进口上固定安装有原油进料管线，在游离水脱出装置的油料出口上固定安装有饱和含水原油管线，饱和含水原油管线上固定安装有提升泵，饱和含水原油管线的另一端与原油管线的进料端固定安装在一起并相通，在游离水脱出装置上还分别固定安装有伴生气管线、冲洗管线、脱除水管线和排砂管线，在伴生气管线上固定安装有阀门，伴生气排出管线和蒸汽排出管线的另一端分别固定安装在伴生气管线上并相通，冲洗水管线的另一端固定安装在冲洗管线上并相通，砂排出管线的另一端固定安装在排砂管线上并相通。
7.根据权利要求4所述的SAGD采出液反相分离装置，其特征在于SAGD采出液反相分离装置还包括游离水脱出装置和提升泵，在游离水脱出装置的进口上固定安装有原油进料管线，在游离水脱出装置的油料出口上固定安装有饱和含水原油管线，饱和含水原油管线上固定安装有提升泵，饱和含水原油管线的另一端与原油管线的进料端固定安装在一起并相通，在游离水脱出装置上还分别固定安装有伴生气管线、冲洗管线、脱除水管线和排砂管线，在伴生气管线上固定安装有阀门，伴生气排出管线和蒸汽排出管线的另一端分别固定安装在伴生气管线上并相通，冲洗水管线的另一端固定安装在冲洗管线上并相通，砂排出管线的另一端固定安装在排砂管线上并相通。
8.根据权利要求1或2所述的SAGD采出液反相分离装置，其特征在于SAGD采出液反相分离装置还包括原油换热器和净化油换热器，原油管线与原油换热器的冷介质进出口固定安装在一起并相通，反相脱水管线与原油换热器的热介质进出口固定安装在一起并相通，净化油管线与净化油换热器的热介质进出口固定安装在一起并相通，在净化油换热器的冷介质进出口上分别固定安装有热量回收管线。
9.根据权利要求3所述的SAGD采出液反相分离装置，其特征在于SAGD采出液反相分离装置还包括原油换热器和净化油换热器，原油管线与原油换热器的冷介质进出口固定安装在一起并相通，反相脱水管线与原油换热器的热介质进出口固定安装在一起并相通，净化油管线与净化油换热器的热介质进出口固定安装在一起并相通，在净化油换热器的冷介质进出口上分别固定安装有热量回收管线。
10.根据权利要求4所述的SAGD采出液反相分离装置，其特征在于SAGD采出液反相分离装置还包括原油换热器和净化油换热器，原油管线与原油换热器的冷介质进出口固定安装在一起并相通，反相脱水管线与原油换热器的热介质进出口固定安装在一起并相通，净化油管线与净化油换热器的热介质进出口固定安装在一起并相通，在净化油换热器的冷介质进出口上分别固定安装有热量回收管线。
11.根据权利要求5所述的SAGD采出液反相分离装置，其特征在于SAGD采出液反相分离装置还包括原油换热器和净化油换热器，原油管线与原油换热器的冷介质进出口固定安装在一起并相通，反相脱水管线与原油换热器的热介质进出口固定安装在一起并相通，净化油管线与净化油换热器的热介质进出口固定安装在一起并相通，在净化油换热器的冷介质进出口上分别固定安装有热量回收管线。
12.根据权利要求6所述的SAGD采出液反相分离装置，其特征在于SAGD采出液反相分离装置还包括原油换热器和净化油换热器，原油管线与原油换热器的冷介质进出口固定安装在一起并相通，反相脱水管线与原油换热器的热介质进出口固定安装在一起并相通，净化油管线与净化油换热器的热介质进出口固定安装在一起并相通，在净化油换热器的冷介质进出口上分别固定安装有热量回收管线。
13.根据权利要求7所述的SAGD采出液反相分离装置，其特征在于SAGD采出液反相分离装置还包括原油换热器和净化油换热器，原油管线与原油换热器的冷介质进出口固定安装在一起并相通，反相脱水管线与原油换热器的热介质进出口固定安装在一起并相通，净化油管线与净化油换热器的热介质进出口固定安装在一起并相通，在净化油换热器的冷介质进出口上分别固定安装有热量回收管线。
14.一种采用根据权利要求1或2所述的SAGD采出液反相分离装置进行SAGD采出液反相分离的方法，其特征在于按下述步骤进行：第一步，油区来液由原油管线进入蒸汽换热器进行升温，升温至油水密度差达到30kg/m3至40kg/m3状态时的温度即可；第二步，由蒸汽换热器加热后的原油进入反相分离热化学脱水装置进行油水分离，分别分离出低含水原油和乳化水，分离出的乳化水由反相脱水管线排出，同时反相分离热化学脱水装置中油水中的砂沉积下来由砂排出管线排出、反相分离热化学脱水装置中的伴生气由伴生气排出管线排出；第三步，由反相分离热化学脱水装置分离出的低含水原油进入SAGD采出液闪蒸脱水装置进一步进行油水分离，分离出的净化油由净化油管线排出，分离出的蒸汽由蒸汽排出管线排出。
15.一种采用根据权利要求5或6或7所述的SAGD采出液反相分离装置进行SAGD采出液反相分离的方法，其特征在于按下述步骤进行：第一步，进入游离水脱出装置进行初步的油水分离，分离出饱和含水原油、游离水、伴生气和砂，分离出的伴生气由伴生气管线排出，分离出的游离水和砂分别由脱除水管线和排砂管线排出；第二步，分离出的饱和含水原油经由饱和含水原油管线、提升泵和原油管线送至蒸汽换热器进行升温，升温至油水密度差达到30kg/m3至40kg/m3状态时的温度即可；第三步，由蒸汽换热器加热后的原油进入反相分离热化学脱水装置进行油水分离，分别分离出低含水原油和乳化水，分离出的乳化水由反相脱水管线排出，同时反相分离热化学脱水装置中油水中的砂沉积下来由砂排出管线排出、反相分离热化学脱水装置中的伴生气由伴生气排出管线排出；第四步，由反相分离热化学脱水装置分离出的低含水原油进入SAGD采出液闪蒸脱水装置进一步进行油水分离，分离出的净化油由净化油管线排出，分离出的蒸汽由蒸汽排出管线排出。
16.一种采用根据权利要求8或9或10或11或12或13所述的SAGD采出液反相分离装置进行SAGD采出液反相分离的方法，其特征在于按下述步骤进行：第一步，油区来液经由原油管线先后送至原油换热器和蒸汽换热器进行升温，升温至油水密度差达到30kg/m3至40kg/m3状态时的温度即可；第二步，由蒸汽换热器加热后的原油进入反相分离热化学脱水装置进行油水分离，分别分离出低含水原油和乳化水，分离出的乳化水由反相脱水管线送至原油换热器与由原油管线进入原油换热器的油区来液进行换热，同时反相分离热化学脱水装置中油水中的砂沉积下来由砂排出管线排出、反相分离热化学脱水装置中的伴生气由伴生气排出管线排出；第三步，由反相分离热化学脱水装置分离出的低含水原油进入SAGD采出液闪蒸脱水装置进一步进行油水分离，分离出的净化油先由净化油管线送至净化油换热器进行热量回收后再由净化油管线排出，分离出的蒸汽由蒸汽排出管线排出。
17.一种采用根据权利要求8或9或10或11或12或13所述的SAGD采出液反相分离装置进行SAGD采出液反相分离的方法，其特征在于按下述步骤进行：第一步，进入游离水脱出装置进行初步的油水分离，分离出饱和含水原油、游离水、伴生气和砂，分离出的伴生气由伴生气管线排出，分离出的游离水和砂分别由脱除水管线和排砂管线排出；第二步，分离出的饱和含水原油经由饱和含水原油管线、提升泵和原油管线先后送至原油换热器和蒸汽换热器进行升温，升温至油水密度差达到30kg/m3至40kg/m3状态时的温度即可；第三步，由蒸汽换热器加热后的原油进入反相分离热化学脱水装置进行油水分离，分别分离出低含水原油和乳化水，分离出的乳化水由反相脱水管线送至原油换热器与由原油管线进入原油换热器的饱和含水原油进行换热，同时反相分离热化学脱水装置中油水中的砂沉积下来由砂排出管线排出、反相分离热化学脱水装置中的伴生气由伴生气排出管线排出；第三步，由反相分离热化学脱水装置分离出的低含水原油进入SAGD采出液闪蒸脱水装置进一步进行油水分离，分离出的净化油先由净化油管线送至净化油换热器进行热量回收后再由净化油管线排出，分离出的蒸汽由蒸汽排出管线排出。
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