CN114716073A - 一种油田老化油处理系统及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油田老化油处理系统及其处理方法，系统包括依次连接的污油罐、收油罐、调质罐和三相离心分离机，其中，所述调质罐通过进料管连接所述三相离心分离机的进料口，所述三相离心分离机上设置有排渣口、泥水排出口和出油口；处理方法包括进料、清洗、过滤、调质处理和三相分离；本发明中的油田老化油处理系统及其处理方法，脱油效果较好，泥中含油少，设备自动化程度高，可连续生产，运行成本低。

Description

一种油田老化油处理系统及其处理方法

技术领域

本发明涉及油田污油处理技术领域，特别是涉及一种油田老化油处理系统及其处理方法。

背景技术

老化油在油田生产过程中产生的乳化严重，且无法通过常规原油处理系统脱水，它的成因十分复杂，其成分一般包括复杂乳状液、化学药剂、泥砂、机械杂质、胶质沥青质、无机盐和细菌等多种物质。老化油的存在不仅大量占据存储空间，影响油田的提产扩容；还会腐蚀设备，降低设备使用寿命；更会由于其处理不当造成环境污染。

目前主流的老化油处理技术有以下几种：回掺处理、热化学处理、超声波处理、微波处理、生物处理、电场处理、离心处理、蒸发处理。

①回掺处理

老化油回掺处理法即将老化油按一定比例打回常规原油处理流程进行混合处理，该方法处理老化油虽然经济，但往往会因为老化油回掺比例较多或老化油在电脱水器内积累造成电脱水器跳闸，甚至出现电场事故，造成严重损失。随着油田开发深入，老化油产生量也在不断增加，因此这种方法的可行性在逐步降低。

②热化学处理

热化学法即通过加热并配合相应的化学药剂处理老化油，达到破坏油水界面膜的目的，以实现油水分离。热化学处理法由于其工艺简单，投资少而被广泛适用，但由于其作用时间长，效果不稳定等因素仍存在一定的局限性。

③超声波处理

超声波处理是通过高频振动作用于老化油进行破乳，它的作用原理包括机械振动产生的“位移效应”使水中“粒子”聚集、机械振动促进天然乳化剂溶解、热作用降低界面膜强度。然而，由于超声处理老化油时声强过大、辐照时间过长均会造成原油的二次乳化，参数临界点不易判定。因此，该技术仍处于室内研究阶段。

④微波处理

微波处理是基于微波热效应及非热效应联合破乳。热效应利用水分子对微波吸收能力强的特性，水滴吸收能量后膨胀，使界面膜受压变薄；同时由于温度升高，油相溶解度增加，界面膜更易破裂。非热效应是指极性分子在高频电磁场的作用下高速旋转，破坏油水界面膜的Zeta电位，水分子自由运动撞击聚并，进而油水分离。微波处理法同热化学法联合使用，脱水效率会有明显提升。但目前，针对微波处理老化油的研究较少，且处于室内研究阶段，需要进一步提高。

⑤生物处理

老化油中硫化物含量高是其脱水困难的一个重要原因，因此生物技术往往基于生物破乳与生物脱硫联合作用来实现老化油脱水。生物破乳是加入微生物发酵培养液而使乳化液破乳脱水的方法，它通过微生物细胞本身、发酵过程中产生的生物表面活性剂以及代谢过程来破坏油水界面膜，以达到破乳脱水目的；生物脱硫是加入微生物来减少硫化物含量，它通过生化反应将硫化物氧化或有益菌群抑制硫酸盐还原菌生长，来起到脱硫目的。生物处理由于其过程简单，对环境友好等优势已引起越来越多的学者关注，但该方法适用性不强、处理效率较低、长期使用可能会产生耐药性等问题，目前仍没有大面积推广。

⑥电场处理

电场法处理是对老化油施加强电场，加快水滴聚结沉降，以达到脱水目的。针对老化油导电性强的特性，为避免电脱短路不能建立稳定电场，现多采用高频脉冲脱水处理老化油。高频脉冲处理老化油在破乳效率、能耗及电场稳定性方面都有明显优势。高频脉冲脱水技术长时间使用油水过渡层是否会在罐内累积、是否会造成“跨电场”现象，仍有待于进一步现场验证。

⑦离心处理

离心技术是通过离心机处理老化油达到脱水目的，此方法是利用油、水、渣相的密度差异，在离心力的作用下实现三相分离。离心处理设备占地面积较小，多用于处理含渣相较多的老化油，并且一般会和热化学法联合使用。尽管离心法处理老化油效果较好，也有很多成功案例，但离心处理对老化油的物性要求较高，必须存在较大的油水密度差以保证处理效果达标。

⑧蒸发处理

蒸发处理技术是利用老化油初馏点较高及油水沸点不同的特点，通过加热削弱油水界面膜强度，使得水分子从老化油乳状液中分离，液态水分子转换为气态，以实现油水分离。蒸发处理对老化油脱水适用性较广，但该方法无法实现原油脱盐，且占地面积较大，仍需进一步优化。

综上，提供一种油田老化油处理系统及其处理方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种油田老化油处理系统及其处理方法，以解决上述现有技术存在的问题，具有连续操作，生产能力大操作维修方便、脱油效果较好、脱油后泥中含油少的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种油田老化油处理系统及其处理方法，包括依次连接的污油罐、收油罐、调质罐和三相离心分离机，其中，所述调质罐通过进料管连接所述三相离心分离机的进料口，所述三相离心分离机上设置有排渣口、泥水排出口和出油口。

优选地，所述污油罐通过螺杆泵与所述收油罐连接。

优选地，所述收油罐与所述调质罐之间还设置有过滤器。

优选地，所述三相离心分离机包括外壳、转鼓、带有螺旋叶片的螺旋杆、主电机、差速器和辅电机，所述转鼓设置于所述外壳内，所述外壳上设置有所述排渣口、所述泥水排出口和所述出油口，所述转鼓的首端为进料口，所述主电机用于驱动所述转鼓转动，所述辅电机通过所述差速器驱动所述螺旋杆转动。

基于上述油田老化油处理系统，本发明还提供了一种油田老化油处理方法，包括以下步骤：

1)进料：利用螺杆泵把老化油从污油罐输送至收油罐；

2)清洗：在所述收油罐中通过添加化学药剂、加热搅拌、气浮手段对老化油进行清洗和收油过滤：

3)过滤：清洗后的老化油经过过滤器进行过滤，将一些大颗粒以及纤维类机械杂质过滤出去，以免堵塞和破损离心机；

4)调质：老化油收油后进入调质罐中，在调质罐中进行调质和暂存；调质的目的是使老化油适合离心工况；

5)三相分离：调质处理好的老化油经进料管进入转鼓内，在所述转鼓的高速旋转下产生离心力场形成固液分离，比重较大的固液相颗粒沉积在所述转鼓内壁上，与所述转鼓作相对运动的螺旋叶片，不断地将沉积在所述转鼓内壁上的固液相颗粒刮下并推出泥水排出口；螺旋杆与所述转鼓之间的相对运动靠差速器来实现，所述差速器的外壳与所述转鼓相连，所述差速器的输出轴与所述螺旋杆连接；主电机带动所述转鼓旋转的同时也带动所述差速器的外壳旋转，所述差速器由多级行星轮组成，输入轴由辅电机控制，所述辅电机驱动行星轮带动输出轴旋转，并按一定的速比将扭矩传递给所述螺旋杆，使所述螺旋杆与所述转鼓之间发生相对运动，进而实现三相离心分离机对老化油的连续分离。

优选地，分离后的原油进入收油撬中的暂存油箱中，脱水后的泥饼就地深度处理或外运或回掺。

本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

1、本发明提供的油田老化油处理系统及其处理方法，主要采用物理原理进行处理，无二次污染，分离之前添加的药剂目的仅为改变油的状态，使之更适合离心工艺，不会改变现有油品；采用先进的环保型药剂，调质效果明显，调质的目的为降低油的粘度，使之更契合分离工艺，提高分离效率，调质后端的工艺无需添加任何药剂；调质装置特殊结构设计、停留时间长，调质更充分，V字形设计，有利于收集固相；设备运行平稳，无堵塞、无腐蚀；对于比重不是非常高的老化油，可以直接实现油水泥三相分离；对于处理温度的要求较低，即使是稠油污泥也一般不超过90℃。

2、本发明提供的油田老化油处理系统及其处理方法，脱油效果较好，泥中含油少，设备自动化程度高，可连续生产，运行成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中三相离心分离机的结构示意图；

图2为本发明中油田老化油处理系统的工艺流程图；

图中：1-外壳、2-转鼓、3-螺旋叶片、4-螺旋杆、5-主电机、6-差速器、7-辅电机、8-泥水排出口、9-出油口、10-进料口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种油田老化油处理系统及其处理方法，以解决现有技术存在的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本实施例中的油田老化油处理系统，如图1所示，包括依次连接的污油罐、收油罐、调质罐和三相离心分离机，其中，调质罐通过进料管连接三相离心分离机的进料口，三相离心分离机上设置有排渣口、泥水排出口和出油口。

于本具体实施例中，污油罐通过螺杆泵与收油罐连接；收油罐与调质罐之间还设置有过滤器。

如图2所示，三相离心分离机包括外壳1、转鼓2、带有螺旋叶片3的螺旋杆4、主电机5、差速器6和辅电机7，转鼓2设置于外壳1内，外壳1上设置有排渣口、泥水排出口8和出油口9，转鼓2的首端为进料口10，主电机5用于驱动转鼓2转动，辅电机7通过差速器6驱动螺旋杆4转动。

如图1所示，基于上述油田老化油处理系统，本实施例还提供了一种油田老化油处理方法，包括以下步骤：

1)进料：利用螺杆泵把老化油从污油罐输送至收油罐；

2)清洗：在收油罐中通过添加化学药剂、加热搅拌、气浮手段对老化油进行清洗和收油过滤：

3)过滤：清洗后的老化油经过过滤器进行过滤，将一些大颗粒以及纤维类机械杂质过滤出去，以免堵塞和破损离心机；

4)调质：老化油收油后进入调质罐中，在调质罐中进行调质和暂存；调质的目的是使老化油适合离心工况；

5)三相分离：调质处理好的老化油经进料管进入转鼓2内，在转鼓2的高速旋转下产生离心力场形成固液分离，比重较大的固液相颗粒沉积在转鼓2内壁上，与转鼓2作相对运动的螺旋叶片3，不断地将沉积在转鼓2内壁上的固液相颗粒刮下并推出泥水排出口；螺旋杆4与转鼓2之间的相对运动靠差速器6来实现，差速器6的外壳与转鼓2相连，差速器6的输出轴与螺旋杆4连接；主电机5带动转鼓2旋转的同时也带动差速器6的外壳旋转，差速器6由多级行星轮组成，输入轴由辅电机7控制，辅电机7驱动行星轮带动输出轴旋转，并按一定的速比将扭矩传递给螺旋杆4，使螺旋杆4与转鼓2之间发生相对运动，进而实现三相离心分离机对老化油的连续分离。分离后的原油进入收油撬中的暂存油箱中，脱水后的泥饼就地深度处理或外运或回掺。

原油脱出水的处理：泥水排出口收出来的水，再通过高速离心机脱去其中的少量水分和灰分后使水质达标外输。(以上设备均能满足稀油、稠油油品，老化油油泥水三相分离，对于原油密度大于0.98g/cm3的油品，需要再增加普通高速脱油卧螺机处理，进一步降低脱出水中固相杂质含量。)

生产实例：

在某超稠油联合处理站，除油罐罐顶油采取掺入原油处理系统进行处理的方式进行回收处理，该污油与常规老化油特征极为相似(含水在15％-25％、粘度在2500mPa·s-3500mPa·s)，由于乳化严重、粘度高等原因，造成脱水极其困难(通过增加脱水时间仍然无法达到回掺原油系统要求)，对系统的稳定运行影响较大，并且回收处理量较低，目前污油库存量约20000m³，收油系统严重超负荷运行。

对该站老化油污油进行分析实验，进行各项指标的测定实验，实验结果如下表

某站老化油污油的各项基础指标

在使用本套工艺流程之前，该站使用的是热化学法处理老化油，但由于该站的油属于超稠油，粘度较大，热化学法处理的成本太高，同时处理效果也不理想。

应用本发明中的油田老化油处理方法:

(1)进料：利用污泥回收泵把油污泥从污油罐输送至调质罐；

(2)调质：在调质罐中通过掺入一定比例柴油等手段对物料进行调质清洗，降低老化油粘度，方便后续处理。

(3)脱油：调质后的污油物料进入三相离心分离机中，一次性脱出原油并合格达标外输。

以下为在该站中试的实验数据：

该站主要要求的出油指标为：油中含水率小于2％。可以看到在经过调质的处理后，即使是超稠油的老化油，其也能进行三相分离，同时完成了出油含水率小于2％的指标任务。同时现场运行过程可以实现全自动化，对于进料没有升温的要求，分离过程无添加任何药剂，对油品无任何影响。

本发明应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种油田老化油处理系统，其特征在于：包括依次连接的污油罐、收油罐、调质罐和三相离心分离机，其中，所述调质罐通过进料管连接所述三相离心分离机的进料口，所述三相离心分离机上设置有排渣口、泥水排出口和出油口。

2.根据权利要求1所述的油田老化油处理系统，其特征在于：所述污油罐通过螺杆泵与所述收油罐连接。

3.根据权利要求1所述的油田老化油处理系统，其特征在于：所述收油罐与所述调质罐之间还设置有过滤器。

4.根据权利要求1所述的油田老化油处理系统，其特征在于：所述三相离心分离机包括外壳、转鼓、带有螺旋叶片的螺旋杆、主电机、差速器和辅电机，所述转鼓设置于所述外壳内，所述外壳上设置有所述排渣口、所述泥水排出口和所述出油口，所述转鼓的首端为进料口，所述主电机用于驱动所述转鼓转动，所述辅电机通过所述差速器驱动所述螺旋杆转动。

5.一种应用权利要求1-4任一项所述的油田老化油处理系统进行的油田老化油处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)进料：利用螺杆泵把老化油从污油罐输送至收油罐；

2)清洗：在所述收油罐中通过添加化学药剂、加热搅拌、气浮手段对老化油进行清洗和收油过滤：

3)过滤：清洗后的老化油经过过滤器进行过滤，将大颗粒以及纤维类机械杂质过滤出去，以免堵塞和破损离心机；

4)调质：老化油收油后进入调质罐中，在调质罐中进行调质和暂存；调质的目的是使老化油适合离心工况；

5)三相分离：调质处理好的老化油经进料管进入转鼓内，在所述转鼓的高速旋转下产生离心力场形成固液分离，固液相颗粒沉积在所述转鼓内壁上，与所述转鼓作相对运动的螺旋叶片，不断地将沉积在所述转鼓内壁上的固液相颗粒刮下并推出泥水排出口；螺旋杆与所述转鼓之间的相对运动靠差速器来实现，所述差速器的外壳与所述转鼓相连，所述差速器的输出轴与所述螺旋杆连接；主电机带动所述转鼓旋转的同时也带动所述差速器的外壳旋转，所述差速器由多级行星轮组成，输入轴由辅电机控制，所述辅电机驱动行星轮带动输出轴旋转，并按一定的速比将扭矩传递给所述螺旋杆，使所述螺旋杆与所述转鼓之间发生相对运动，进而实现三相离心分离机对老化油的连续分离。

6.根据权利要求5所述的油田老化油处理方法，其特征在于：分离后的原油进入收油撬中的暂存油箱中，脱水后的泥饼就地深度处理或外运或回掺。

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