CN109095641A - 一种海上油田酸化返排液处理装置 - Google Patents

一种海上油田酸化返排液处理装置 Download PDF

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Abstract

本发明属于酸化返排液处理技术领域，公开了一种海上油田酸化返排液处理装置，海上酸化返排液从油井返出减压后，先经过加药系统加入药剂，再由预分离系统进行脱气、初步除砂、除悬和油水分离；预分离系统的油相出口连接原油脱水系统，进一步降低油相含水率；预分离系统的水相出口连接水相除油系统，去除水相浮油和悬浮物，降低水相中悬浮物粒径中值；预分离系统、原油脱水系统和水相除油系统底部设有排污管线，将污油泥输送进污油泥处理系统进行处理。本发明设备结构紧凑，采用耐酸材料制造，整个处理过程无需加碱中和，处理后的酸化返排液油相可直接进入平台外输流程，水相进入平台回注系统，满足酸化返排液就地处理的要求，保障平台正常生产。

Description

一种海上油田酸化返排液处理装置
技术领域
本发明属于酸化返排液处理技术领域，具体的说，是涉及一种海上油田油井酸化返排液处理装置。
背景技术
由于海上油田增产上产的需要，油水井酸化作业等增产措施日渐增加，早期酸化返排液处理的常规方法为加碱中和后直接进入平台生产流程。随着海上油田油气水生产处理系统老化，处理药剂的多样化和复杂化，酸化返排液进入平台处理系统后，极易导致整个平台油气水处理系统故障，影响整个油田区块的正常生产，因此未经处理的酸化返排液不允许直接进入平台生产系统。
目前，海上油田处理酸化返排液方法为将其返排至海上平台的泥浆池中进行加碱中和，通过自然沉降对酸化返排液进行初步分离，泥浆池中酸化返排液的下层水相直接回注到其它注水井，油相进入平台处理系统再处理，此方法由于对酸化返排液分离效果有限，回注水相易对其它水井产生二次伤害，同时也会对海上平台的泥浆池产生腐蚀伤害；另一种方法为将酸化返排液直接运回陆地进行处理，导致运输成本和处理成本大大增加，因此酸化返排液处理问题严重制约了海上油田油井酸化的正常开展，在这种背景下，迫切需要研制一种针对海上油田酸化返排液处理装置。
发明内容
本发明要解决的是目前海上油田酸化返排液的处理问题，提供了一种海上油田酸化返排液处理装置，专门针对酸化返排液处理，处理后的油相可以直接进入生产流程，水相可以直接回注或者外排。
为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：
一种海上油田酸化返排液处理装置，包括加药系统(1)、预分离系统(2)、原油脱水系统(3)、水相除油系统(4)、污油泥处理系统(5)；
所述加药系统(1)包括缓蚀剂加药装置(1-1)、絮凝剂加药装置(1-2)、破乳剂加药装置(1-3)、清水剂加药装置(1-4)；所述缓蚀剂加药装置(1-1)的出口和所述絮凝剂加药装置(1-2)的出口均与所述预分离系统(2)的预分离装置(2-1)的入口连接；所述破乳剂加药装置(1-3)的出口与所述原油脱水系统(3)的加热装置(3-2)的入口连接；所述清水剂加药装置(1-4)的出口与所述水相除油系统(4)的气浮装置(4-1)的入口连接；
所述预分离系统(2)由预分离装置(2-1)、第一溶气泵(2-2)、第一气水混合器(2-3)连接构成；所述第一溶气泵(2-2)的入口与所述预分离装置(2-1)和氮气源分别连接，所述第一溶气泵(2-2)的出口与所述第一气水混合器(2-3)的入口连接，所述第一气水混合器(2-3)的出口与所述预分离装置(2-1)底部连接；所述第一溶气泵(2-2)将水和氮气泵入所述第一气水混合器(2-3)中形成溶气水，所述第一气水混合器(2-3)将溶气水输送至所述预分离装置(2-1)；所述预分离装置(2-1)的油相出口连接所述原油脱水系统(3)；所述预分离装置(2-1)的水相出口连接所述水相除油系统(4)；所述预分离装置(2-1)底部设置有排污出口，该排污出口与所述污油泥处理系统(5)连接；
所述原油脱水系统(3)由提升泵(3-1)、加热装置(3-2)、高频电脱装置(3-3)连接构成；所述提升泵(3-1)的入口与所述预分离装置(2-1)的油相出口连接，所述提升泵(3-1)的出口与所述加热装置(3-2)的入口连接；所述加热装置(3-2)的出口与所述高频电脱装置(3-3)的入口连接，所述高频电脱装置(3-3)的出口连接原油外输系统；
所述水相除油系统(4)由气浮装置(4-1)、第二溶气泵(4-2)、第二气水混合器(4-3)、过滤装置一级过滤(4-4)、过滤装置二级过滤(4-5)连接构成；所述气浮装置(4-1)的入口与所述预分离装置(2-1)的水相出口连接；所述气浮装置(4-1)连接有所述第二溶气泵(4-2)和所述第二气水混合器(4-3)，所述第二溶气泵(4-2)的入口与所述过滤装置二级过滤(4-5)的出口和氮气源分别连接，所述第二溶气泵(4-2)的出口与所述第二气水混合器(4-3)的入口连接，所述第二气水混合器(4-3)的出口与所述气浮装置(4-1)的侧面接口连接，连接管线上设有阀门控制流量；所述第二溶气泵(4-2)将水和氮气泵入所述第二气水混合器(4-3)中形成溶气水，所述第二气水混合器(4-3)将溶气水输送至所述气浮装置(4-1)；所述气浮装置(4-1)的出口与所述过滤装置一级过滤(4-4)的入口连接，所述过滤装置一级过滤(4-4)的出口与所述过滤装置二级过滤(4-5)的入口连接；所述气浮装置(4-1)、所述过滤装置一级过滤(4-4)和所述过滤装置二级过滤(4-5)底部分别设置有排污出口，并均与污油泥处理系统(5)连接；
所述污油泥处理系统(5)用于处理所述预分离装置(2-1)、所述气浮装置(4-1)、所述过滤装置一级过滤(4-4)和所述过滤装置二级过滤(4-5)输送的污油泥。
进一步地，所述预分离装置(2-1)内部设有布液缓冲区、曝气撇油区、集油室、斜管气浮区和集水室；所述布液缓冲区与所述曝气撇油区连接，所述曝气撇油区与所述集油室和所述斜管气浮区连接，经所述曝气撇油区分离的油相进入所述集油室、水相进入所述斜管气浮区，所述斜管气浮区与所述集水室和所述集油室连接，经所述斜管气浮区分离的油相进入所述集油室、水相进入所述集水室；所述第一溶气泵(2-2)的入口与所述集水室和所述氮气源分别连接；所述第一气水混合器(2-3)的出口与所述曝气撇油区和所述斜管气浮区底部分别通过管线连接，两条管线上分别设有阀门控制流量。
进一步地，所述预分离装置(2-1)前端设有减压装置，用于将酸化返排液来液压力降至预所述预分离系统(2)的工作压力。
进一步地，所述预分离装置(2-1)顶部设有集气装置，所述集气装置出口与平台火炬相连。
进一步地，所述预分离装置(2-1)的油相出口管线上设置有视盅。
进一步地，所述高频电脱装置(3-3)设有电脱水罐、电源及控制柜；所述高频电脱装置(3-3)对加热后的油相进行电脱水，通过在油相中形成一个频率超过2KHZ电压超过1KV的高频率高电压的交直流电场，使油相中的水在电场力的作用下快速聚结沉降，达到电脱水效果。
进一步地，所述过滤装置一级过滤(4-4)内部滤料为活性炭、核桃壳、陶瓷滤料中的至少一种，所述过滤装置二级过滤(4-5)内部滤料为纤维球、聚结纤维、纤维束中的至少一种。
本发明的有益效果是：
(一)本发明的海上油田酸化返排液处理装置，整体装置撬装设计，结构紧凑，适合海上平台空间有限的要求；
(二)本发明的海上油田酸化返排液处理装置，采用“物理+化学”的工艺，与海上油田油井无缝对接，利用化学药剂和酸化返排液处理装置共同作用，使酸化返排液处理效果最优；
(三)本发明的海上油田酸化返排液处理装置，酸化返排液处理装置既能满足酸化返排液初期低PH特性的处理要求，也能满足酸化返排液后期高含油的特性的处理要求；
(四)本发明的海上油田酸化返排液处理装置，采用的高频电脱装置以不锈钢和耐酸合金钢复合工艺制造，酸化返排液处理作业过程中无需加碱中和，避免了加碱易导致的酸化返排液乳化严重，增加高频电脱装置负担等问题，既能解决高频电脱装置掉电问题，保证酸化返排液处理效果，也能解决酸化返排液处理装置防腐蚀问题。
附图说明
图1是本发明所提供的海上油田酸化返排液处理装置的结构示意图。
上述图中：1、加药系统：1-1、缓蚀剂加药装置，1-2、絮凝剂加药装置，1-3、破乳剂加药装置，1-4、清水剂加药装置；2、预分离系统：2-1、预分离装置，2-2、第一溶气泵，2-3、第一气水混合器；3、原油脱水系统：3-1、提升泵，3-2、加热装置，3-3、高频电脱装置；4、水相除油系统：4-1、气浮装置，4-2、第二溶气泵，4-3、第二气水混合器，4-4、过滤装置一级过滤，4-5、过滤装置二级过滤；5、污油泥处理系统。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
如图1所示，本实施例公开了一种海上油田酸化返排液处理装置，主要包括加药系统1、预分离系统2、原油脱水系统3、水相除油系统4、污油泥处理系统5。海上酸化返排液从油井返出减压后，先经过加药系统1加入药剂，再由预分离系统2进行脱气、初步除砂、除悬和油水分离，预分离系统2的油相出口连接原油脱水系统3，进一步降低油相含水率，预分离系统2的水相出口连接水相除油系统4，去除水相浮油和悬浮物，降低水相中悬浮物粒径中值。预分离系统2、原油脱水系统3和水相除油系统4底部设有排污管线，将污油泥输送进污油泥处理系统5进行处理。
海上油田酸化返排液处理装置的进液管线上设有加压阀和加药系统1，加药系统1包括缓蚀剂加药装置1-1、絮凝剂加药装置1-2、破乳剂加药装置1-3、清水剂加药装置1-4四种加药装置。缓蚀剂加药装置1-1的出口和絮凝剂加药装置1-2的出口均与预分离系统2的预分离装置2-1的入口连接，缓蚀剂加药装置1-1用于投加缓蚀剂，对整个处理流程进行防腐；絮凝剂加药装置1-2用于投加絮凝剂，使酸化返排液中的微粒快速有效的凝聚、沉淀和分离。破乳剂加药装置1-3的出口与原油脱水系统3的加热装置3-2的入口连接。清水剂加药装置1-4的出口与水相除油系统4的气浮装置4-1的入口连接。
加药系统1连接预分离系统2入口管线，预分离系统2由预分离装置2-1、第一溶气泵2-2、第一气水混合器2-3连接构成。预分离装置2-1内部设有布液缓冲区、曝气撇油区、集油室、斜管气浮区和集水室，对酸化返排液进行脱气、初步除砂、除悬和油水分离。布液缓冲区保证酸化返排液稳流，布液缓冲区与曝气撇油区连接，经曝气撇油区进行初步除砂、除悬和油水分离，曝气撇油区与集油室和斜管气浮区连接，经曝气撇油区分离的油相进入集油室，水相进入斜管气浮区进行二次油水分离，斜管气浮区与集水室和集油室连接，经斜管气浮区分离的油相进入集油室，水相进入集水室。第一溶气泵2-2的入口与集水室和氮气源分别连接，第一溶气泵2-2的出口与第一气水混合器2-3的入口连接，第一气水混合器2-3的出口与曝气撇油区和斜管气浮区底部分别通过管线连接，两条管线上分别设有阀门控制流量。第一溶气泵2-2将集水室的水和氮气源的氮气泵入第一气水混合器2-3中，形成具有微小气泡的溶气水；第一气水混合器2-3将溶气水提供给预分离装置2-1，从而对其曝气撇油区和斜管气浮区内的酸化返排液起到更好的油水分离效果。
预分离装置2-1前端设有减压装置，可将酸化返排液来液压力降至预分离系统2工作压力。
预分离装置2-1顶部设有集气装置，集气装置出口与平台火炬相连，用于收集分离出的气体并送入平台火炬系统进行燃烧。
预分离装置2-1底部设置有排污出口，该排污出口与污油泥处理系统5连接。
预分离装置2-1的油相出口管线上设置有视盅，视盅能随时观察管道中的液体、气体、蒸气等介质的流动及反应情况，起到监视生产、避免生产过程中事故发生的作用。
预分离装置2-1的油相出口连接原油脱水系统3，原油脱水系统3由提升泵3-1、加热装置3-2、高频电脱装置3-3连接构成。提升泵3-1的入口与预分离装置2-1的油相出口连接，提升泵3-1的出口与加热装置3-2的入口连接。提升泵3-1对油相进行加压，确保油相顺利进入加热装置3-2，加热装置3-2将油相温度提升并使油相达到高频电脱装置3-3的工作温度。提升泵3-1出口和加热装置3-2入口之间的管线连接破乳剂加药装置1-3，用于投加破乳剂，以增加油水分离的效果。加热装置3-2的出口与高频电脱装置3-3的入口连接，油相加热后进入高频电脱装置3-3进行处理。高频电脱装置3-3设有电脱水罐、电源及控制柜，可根据要求调整电压、频率和脉宽比等参数。高频电脱装置3-3对加热后的油相进行电脱水，通过在油相中形成一个频率超过2KHZ电压超过1KV的高频率高电压的交直流电场，在电场力的作用下，使油相中的水快速聚结沉降，从而达到电脱水效果。高频电脱装置3-3的出口连接原油外输系统，直接进入平台外输流程。
预分离装置2-1的水相出口连接水相除油系统4，水相除油系统4由气浮装置4-1、第二溶气泵4-2、第二气水混合器4-3、过滤装置一级过滤4-4、过滤装置二级过滤4-5连接构成。气浮装置4-1的入口与预分离装置2-1的水相出口连接，且气浮装置4-1入口与预分离装置2-1的水相出口之间的管线连接清水剂加药装置1-4，协助去除水中的悬浮物和浮油。气浮装置4-1连接有第二溶气泵4-2和第二气水混合器4-3，第二溶气泵4-2的入口与过滤装置二级过滤4-5的出口和氮气源分别连接，第二溶气泵4-2的出口与第二气水混合器4-3的入口连接，第二气水混合器4-3的出口和气浮装置4-1的侧面接口连接，连接管线上设有阀门控制流量。第二溶气泵4-2将水和氮气泵入第二气水混合器4-3中，形成具有微小气泡的溶气水。第二气水混合器4-3将溶气水提供给气浮装置4-1，从而对气浮装置4-1内的水相起到更好的油水分离效果。气浮装置4-1的出口与过滤装置连接，过滤装置分为两级串联过滤，包括过滤装置一级过滤4-4、过滤装置二级过滤4-5。过滤装置一级过滤4-4内部滤料为活性炭、核桃壳、陶瓷滤料中的一种或多种，过滤装置二级过滤4-5内部滤料为纤维球、聚结纤维、纤维束中的一种或多种。气浮装置4-1的出口与过滤装置一级过滤4-4的入口连接，过滤装置一级过滤4-4的出口与过滤装置二级过滤4-5的入口连接。气浮装置4-1、过滤装置一级过滤4-4和过滤装置二级过滤4-5底部分别设置有排污出口，并分别与污油泥处理系统5连接。
污油泥处理系统5设有污油泥输送装置和叠螺机，污油泥输送装置的出口和叠螺机的进口，用于处理预分离装置2-1、气浮装置4-1、过滤装置一级过滤4-4和过滤装置二级过滤4-5输送的污油泥。
本发明的海上油田酸化返排液处理装置，整体装置采用耐酸工艺制造，无需加减中和，处理后的酸化返排液油相可直接进入平台外输流程，水相进入平台回注系统，满足酸化返排液就地处理的要求，保障平台正常生产。
下面结合具体实例说明本发明的海上油田酸化返排液处理装置的工作过程：
作业时，酸化返排液来液2-4Mpa，经减压阀减压后，通过缓蚀剂加药装置1-1投加缓蚀剂，对整个处理流程进行防腐，通过絮凝剂加药装置1-2投加絮凝剂，使酸化返排液中的微粒快速有效的凝聚、沉淀和分离。酸化返排液随后进入并充满预分离装置2-1后，启动第一溶气泵2-2和氮气源，通过第一气水混合器2-3为预分离装置2-1提供溶气水，对酸化返排液进行脱气、初步除砂、除悬和油水分离。由预分离装置2-1分离出的油相先通过破乳剂加药装置1-3投加破乳剂后，再经过提升泵3-1进入加热装置3-2，使油相加热至高频电脱装置3-3工作温度，加热后的油相随即进入高频电脱装置3-3进行电脱水，经电脱水后的油相可满足原油外输标准，输送至原油外输系统。由预分离装置2-1分离出的水相进入水相除油系统4的气浮装置4-1前，先通过清水剂加药装置1-4投加清水剂后，再进到气浮装置4-1进一步的去除酸化返排液的浮油和悬浮物，待水相除油系统4出口出水后开启第二溶气泵4-2和氮气源，将在第二气水混合器4-3内形成的溶气水泵入气浮装置4-1内。随后旋流气浮装置4-1出口水进入过滤装置一级过滤4-4，随后再进入过滤装置二级过滤4-5，去除返排液中剩余的少量浮油和悬浮物，降低返排液中的粒径中值，使返排液水相满足回注或外派要求。预分离装置2-1、气浮装置4-1、过滤装置一级过滤4-4和过滤装置二级过滤底部排污进入污油泥处理系统5进行处理后回收。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种海上油田酸化返排液处理装置，其特征在于，包括加药系统(1)、预分离系统(2)、原油脱水系统(3)、水相除油系统(4)、污油泥处理系统(5)；
所述加药系统(1)包括缓蚀剂加药装置(1-1)、絮凝剂加药装置(1-2)、破乳剂加药装置(1-3)、清水剂加药装置(1-4)；所述缓蚀剂加药装置(1-1)的出口和所述絮凝剂加药装置(1-2)的出口均与所述预分离系统(2)的预分离装置(2-1)的入口连接；所述破乳剂加药装置(1-3)的出口与所述原油脱水系统(3)的加热装置(3-2)的入口连接；所述清水剂加药装置(1-4)的出口与所述水相除油系统(4)的气浮装置(4-1)的入口连接；
所述预分离系统(2)由预分离装置(2-1)、第一溶气泵(2-2)、第一气水混合器(2-3)连接构成；所述第一溶气泵(2-2)的入口与所述预分离装置(2-1)和氮气源分别连接，所述第一溶气泵(2-2)的出口与所述第一气水混合器(2-3)的入口连接，所述第一气水混合器(2-3)的出口与所述预分离装置(2-1)底部连接；所述第一溶气泵(2-2)将水和氮气泵入所述第一气水混合器(2-3)中形成溶气水，所述第一气水混合器(2-3)将溶气水输送至所述预分离装置(2-1)；所述预分离装置(2-1)的油相出口连接所述原油脱水系统(3)；所述预分离装置(2-1)的水相出口连接所述水相除油系统(4)；所述预分离装置(2-1)底部设置有排污出口，该排污出口与所述污油泥处理系统(5)连接；
所述原油脱水系统(3)由提升泵(3-1)、加热装置(3-2)、高频电脱装置(3-3)连接构成；所述提升泵(3-1)的入口与所述预分离装置(2-1)的油相出口连接，所述提升泵(3-1)的出口与所述加热装置(3-2)的入口连接；所述加热装置(3-2)的出口与所述高频电脱装置(3-3)的入口连接，所述高频电脱装置(3-3)的出口连接原油外输系统；
所述水相除油系统(4)由气浮装置(4-1)、第二溶气泵(4-2)、第二气水混合器(4-3)、过滤装置一级过滤(4-4)、过滤装置二级过滤(4-5)连接构成；所述气浮装置(4-1)的入口与所述预分离装置(2-1)的水相出口连接；所述气浮装置(4-1)连接有所述第二溶气泵(4-2)和所述第二气水混合器(4-3)，所述第二溶气泵(4-2)的入口与所述过滤装置二级过滤(4-5)的出口和氮气源分别连接，所述第二溶气泵(4-2)的出口与所述第二气水混合器(4-3)的入口连接，所述第二气水混合器(4-3)的出口与所述气浮装置(4-1)的侧面接口连接，连接管线上设有阀门控制流量；所述第二溶气泵(4-2)将水和氮气泵入所述第二气水混合器(4-3)中形成溶气水，所述第二气水混合器(4-3)将溶气水输送至所述气浮装置(4-1)；所述气浮装置(4-1)的出口与所述过滤装置一级过滤(4-4)的入口连接，所述过滤装置一级过滤(4-4)的出口与所述过滤装置二级过滤(4-5)的入口连接；所述气浮装置(4-1)、所述过滤装置一级过滤(4-4)和所述过滤装置二级过滤(4-5)底部分别设置有排污出口，并均与污油泥处理系统(5)连接；
所述污油泥处理系统(5)用于处理所述预分离装置(2-1)、所述气浮装置(4-1)、所述过滤装置一级过滤(4-4)和所述过滤装置二级过滤(4-5)输送的污油泥。
2.根据权利要求1所述的一种海上油田酸化返排液处理装置，其特征在于，所述预分离装置(2-1)内部设有布液缓冲区、曝气撇油区、集油室、斜管气浮区和集水室；所述布液缓冲区与所述曝气撇油区连接，所述曝气撇油区与所述集油室和所述斜管气浮区连接，经所述曝气撇油区分离的油相进入所述集油室、水相进入所述斜管气浮区，所述斜管气浮区与所述集水室和所述集油室连接，经所述斜管气浮区分离的油相进入所述集油室、水相进入所述集水室；所述第一溶气泵(2-2)的入口与所述集水室和所述氮气源分别连接；所述第一气水混合器(2-3)的出口与所述曝气撇油区和所述斜管气浮区底部分别通过管线连接，两条管线上分别设有阀门控制流量。
3.根据权利要求1所述的一种海上油田酸化返排液处理装置，其特征在于，所述预分离装置(2-1)前端设有减压装置，用于将酸化返排液来液压力降至预所述预分离系统(2)的工作压力。
4.根据权利要求1所述的一种海上油田酸化返排液处理装置，其特征在于，所述预分离装置(2-1)顶部设有集气装置，所述集气装置出口与平台火炬相连。
5.根据权利要求1所述的一种海上油田酸化返排液处理装置，其特征在于，所述预分离装置(2-1)的油相出口管线上设置有视盅。
6.根据权利要求1所述的一种海上油田酸化返排液处理装置，其特征在于，所述高频电脱装置(3-3)设有电脱水罐、电源及控制柜；所述高频电脱装置(3-3)对加热后的油相进行电脱水，通过在油相中形成一个频率超过2KHZ电压超过1KV的高频率高电压的交直流电场，使油相中的水在电场力的作用下快速聚结沉降，达到电脱水效果。
7.根据权利要求1所述的一种海上油田酸化返排液处理装置，其特征在于，所述过滤装置一级过滤(4-4)内部滤料为活性炭、核桃壳、陶瓷滤料中的至少一种，所述过滤装置二级过滤(4-5)内部滤料为纤维球、聚结纤维、纤维束中的至少一种。
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