大凌河河套外采油污水回灌井配制站規(guī)劃方案

大凌河河套外采油污水回灌井配制站規(guī)劃方案

根據(jù)金16油區(qū)的地質(zhì)條件和開發(fā)現(xiàn)狀，將聚合物注入16個二次，注入24個井和35個液井。此外，金90個站點的9個二次供水能力和廢水灌溉。由于注入井和采液井均在大凌河河套內(nèi),受大凌河的影響,本工程擬將母液配制站與注入站分開布置。在大凌河河套內(nèi)43#站附近建注入站及采出液簡易增壓裝置;在大凌河河套外采油6#計量站內(nèi)建設(shè)配制站;在歡三聯(lián)內(nèi)建二元驅(qū)原油脫水站和污水處理站、注水站等。配制站配制的聚合物母液輸送到注入站,在注入站與二元驅(qū)污水配制成目的液,再經(jīng)靜態(tài)混合器充分混合后注入目的井,采出液經(jīng)過簡易增壓裝置加壓輸送至歡三聯(lián)。二元驅(qū)脫出的合格原油進入站內(nèi)摻油系統(tǒng)或與站內(nèi)其他區(qū)塊的合格油混合外輸,處理合格污水輸至注入站高壓摻入聚合物母液形成目的液,多余污水通過注水站回灌到錦90塊。工程總投資1.24億元。1設(shè)計難點分析(1)復(fù)雜的自然條件和已建設(shè)施造成的總體布局難。錦16塊二元驅(qū)工業(yè)化試驗地面工程由配制站、注入站、采出液簡易增壓裝置、原油脫水站、污水處理站及注水站組成。注入井、采油井均在大凌河河套中,而可利用的錦采6#計量接轉(zhuǎn)站及歡三聯(lián)均在大凌河河套外,這就給總體布局帶來很大的難題。另外歡三聯(lián)大部分管線和設(shè)施已經(jīng)運行20多年,場內(nèi)管線縱橫交錯,舊廠房需要按實際需要改造。本著充分利用已建設(shè)施、降低工程投資的設(shè)計原則,對已建設(shè)施的適應(yīng)能力、承壓能力及設(shè)備的適應(yīng)性等需要綜合評價,各系統(tǒng)總體布局統(tǒng)一優(yōu)化。復(fù)雜的地面、地下設(shè)施,給工程帶來一定的設(shè)計難點。(2)降低聚合物黏度損失難度大。受大凌河河堤影響,配制站與注入站相隔2.18km,配制站的母液通過管線輸送到注入站,對于黏損影響較大。另外,在聚合物混配、輸送、注入等各環(huán)節(jié),設(shè)備選擇、材料利用均需考慮黏損問題。(3)注入站建在大凌河河套內(nèi),由于到了汛期水位上漲,注入站必須高架,而高架平臺造價較高。為降低工程造價必須對平臺設(shè)備擺放精心設(shè)計,以減少平臺面積,同時還必須面對設(shè)備與平臺共振的難題。(4)錦16塊二元驅(qū)開采后油品特點為高含水乳化稀油,若按照錦州采油廠現(xiàn)有井口加熱、摻熱水或摻稀油的集輸方式,耗能大、運行成本高?？紤]到錦16塊二元驅(qū)油品低凝點(-19℃)的特點,本次設(shè)計取消井口加熱環(huán)節(jié),利用地層能量將油品輸送至簡易增壓裝置,通過大量的水力計算、線路模擬設(shè)計、優(yōu)化集油管路,達到降低能耗、降低投資及運行成本、提高經(jīng)濟效益的目的。(5)國內(nèi)高含水稀油脫水多采用二段熱化學(xué)密閉沉降脫水:一段利用進站壓能和熱能進行預(yù)脫水;二段需要增加壓能和熱能實現(xiàn)脫水工藝的完成。如何充分利用地層提供的能量和站內(nèi)裝置間能量,縮短工藝流程,減少裝置間設(shè)備,實現(xiàn)二段“無泵”密閉沉降脫水工藝,減少工程投資,降低運行費用及油氣損耗,是本工程設(shè)計的難點。(6)二元復(fù)合驅(qū)產(chǎn)出液乳化嚴重,乳化液穩(wěn)定性高,脫水困難。聚驅(qū)原油脫水工藝及參數(shù)的確定,污水處理工藝及參數(shù)的確定,脫水設(shè)備和污水處理設(shè)備的選擇,適合聚驅(qū)產(chǎn)出液脫水藥劑、污水處理藥劑及加藥量的確定等也是本工程設(shè)計的難點。(7)二元驅(qū)含油污水處理工藝研究在遼河油田尚屬首例,沒有注入二元驅(qū)藥劑后的水樣可供試驗使用。室內(nèi)實驗采用模擬二元驅(qū)污水進行二元驅(qū)污水處理流程確定以及藥劑篩選。通過反復(fù)多次的室內(nèi)模擬試驗確定二元驅(qū)污水處理各流程參數(shù),通過大量藥劑篩選試驗確定藥劑種類,并研制了針對含聚合物污水處理的復(fù)合絮凝劑。2稀油兩步法蒸發(fā)濃縮處理工藝(1)泵對泵恒壓匹配工藝。注入站建在大凌河河套內(nèi),配制站建在河套外錦采6#計量站,配制站與注入站相隔2.18km。泵對泵工藝就是不通過中間任何緩沖,用配制站的外輸泵直接給注入站的注入泵喂液。設(shè)計中母液外輸泵加變頻連鎖恒壓控制,并在外輸泵進、出口處安裝泄壓閥來調(diào)解流量,防止出現(xiàn)較大的波動,由于優(yōu)化設(shè)計減少了注入站的儲液容器,節(jié)省工程投資110多萬元。投產(chǎn)一年來供液壓力平穩(wěn)。(2)表面活性劑恒濃度摻入工藝。根據(jù)地質(zhì)要求,在注聚同時摻入表面活性劑,如果直接摻進聚合物母液,在水量波動時會造成摻入的表面活性劑濃度發(fā)生變化,在摻入表面活性劑工藝設(shè)計中,表面活性劑摻入聚合物母液的同時也摻入去注入站的二元驅(qū)污水中,這樣無論水量如何波動表面活性劑的摻入濃度始終不變。(3)單泵對單井與一泵對多井相結(jié)合工藝。由于采用單泵單井與一泵多井相結(jié)合注入工藝,減少注入泵9臺,不但減少了征地面積,而且減少了高架平臺面積及建筑面積,節(jié)省了工程投資。并且有利于后續(xù)的研究工作,考核兩種工藝的適應(yīng)性。(4)乳化油單管常溫輸送工藝。通過地面單井集油工藝研究,結(jié)合地面已建設(shè)施,油氣集輸系統(tǒng)利用井場設(shè)置計量平臺,井口來油進入稱重式油井計量器,采用大二級布站,充分利用地層能量,單井油氣采用井口不加熱常溫單管密閉輸送,取消井口加熱工藝一項即節(jié)省工程投資350萬元。(5)二段“無泵”密閉沉降脫水工藝。目前,國內(nèi)開展化學(xué)驅(qū)開發(fā)基本為一元驅(qū)和三元復(fù)合驅(qū),遼河油田錦16塊化學(xué)驅(qū)采用的是聚合物加表面活性劑的二元驅(qū)開發(fā)方式,開發(fā)方式與一元、三元復(fù)合驅(qū)有所區(qū)別,采出液組分和處理方式也有所不同。開展二元驅(qū)油田原油脫水工藝研究在國內(nèi)尚屬首例。結(jié)合本工程總體工藝,充分利用原油進站壓力,原油脫水采用一段加熱預(yù)分離和二段熱化學(xué)密閉沉降分離脫水工藝,節(jié)省了二段脫水系統(tǒng)的升壓設(shè)備,使脫水后原油含水及污水含油均在規(guī)范規(guī)定的指標內(nèi)。該密閉脫水工藝的設(shè)計,與遼河油田傳統(tǒng)稀油二段熱化學(xué)大罐沉降脫水工藝相比,使用的設(shè)備少、占地面積小、施工周期短,降低一次投資50萬元,每年節(jié)約運行費用24萬元,也大大地降低了油氣損耗;與國內(nèi)稀油二段熱化學(xué)脫水工藝相比,流程實現(xiàn)了“無泵”工藝。(6)污水處理后再利用。經(jīng)過處理后的合格污水(含油量不大于30mg/L、懸浮物含量不大于30mg/L)中含有未去除的聚合物,該污水若直接外排,將對葦塘濕地保護區(qū)造成污染,因此需要對處理后的二元驅(qū)污水回用。經(jīng)過方案優(yōu)化,處理后的二元驅(qū)污水可用于注入站摻水,不但替換掉部分軟化水資源,而且污水中剩余聚合物得以利用。多余的污水回注到錦90區(qū)塊,該區(qū)塊為封閉區(qū)塊,防止聚合物進入地層后影響到其他區(qū)塊采油、原油脫水及污水處理。該方案不但保護了環(huán)境,同時節(jié)約了水資源,實現(xiàn)聚合物再利用。(7)曝氣沉降+溶氣氣浮除油工藝。針對二元驅(qū)污水含油、含聚合物高的特點,除油采用曝氣沉降罐+溶氣式氣浮工藝。通過向曝氣沉降罐內(nèi)加入壓縮空氣并均勻混合成為氣—液兩相流,對二元驅(qū)污水所含有的聚合物進行化學(xué)剪切,對聚合物及原油進行預(yù)處理,降低聚合物的含量,降低后段工藝除油的難度。同時在曝氣沉降罐內(nèi)投加復(fù)合絮凝劑,對原油及聚合物進行絮凝處理,形成的絮體通過靜沉分離達到除油效果。曝氣沉降罐出水進入溶氣式氣浮進行處理,通過高壓回流溶氣水減壓產(chǎn)生大量的微氣泡,使其與二元驅(qū)污水中密度接近于水的石油或懸浮物微粒黏附,形成密度小于水的氣浮體,在浮力的作用下,上浮至水面,進行固—液和液—液分離,進一步去除小顆粒原油及乳化油,并能去除大部分懸浮物。(8)實現(xiàn)管控一體化。計算機監(jiān)控系統(tǒng)采用開放式結(jié)構(gòu)和標準通訊協(xié)議,集計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)和圖形化用戶軟件組態(tài)設(shè)計技術(shù)于一體,因而不僅完成了對整個生產(chǎn)裝置的數(shù)據(jù)采集、過程控制、安全聯(lián)鎖保護等功能,同時通過以太網(wǎng)節(jié)點,向管理層網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)、畫面和報表,實現(xiàn)了管控一體化,提高了生產(chǎn)管理水平。(9)成功地解決了高架平臺與設(shè)備共振的。注入站廠房建在大凌河河套內(nèi),廠房室內(nèi)地坪距自然地面3.75m,整個廠房均建在高架平臺上,廠房內(nèi)部設(shè)備較多,其中大型柱塞泵6臺,小型柱塞泵15臺,所有設(shè)備振動都很大。為避免平臺與設(shè)備共振,首先將設(shè)備分類,較重設(shè)備直接利用混凝土框架作設(shè)備基礎(chǔ)伸至地下與主廠房脫離,小型設(shè)備置于鋼結(jié)構(gòu)廠房地面,采用寬翼緣H型鋼為主梁和次梁,由主梁鋼性連接于柱頂,形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)框架,次梁則在安全距離內(nèi)靈活擺放,選擇門式鋼架和鋼框架相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式。利用門式鋼架結(jié)構(gòu)簡單,能提供大空間跨度的特點,結(jié)合鋼框架剛性大的優(yōu)勢進行設(shè)計,模型采用門式鋼架和鋼框架分別計算并綜合分析。鋼架的鋼柱一直延伸至承臺基礎(chǔ)(承臺底部采用鋼管樁基礎(chǔ)),為整個結(jié)構(gòu)提供橫向支撐;平面柱網(wǎng)采用寬翼緣H型鋼,為廠房提供縱向支撐;室內(nèi)地坪水平剛度極大,可以使鋼柱協(xié)同工作,共同受力,減小結(jié)構(gòu)變形。室內(nèi)采用下臥式地面,節(jié)省空間高度,節(jié)約大量鋼材;采用寬翼緣H型鋼為主梁和次梁,由主梁剛性連接于柱頂,形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)框架。在減震方面,在對結(jié)構(gòu)整體分析基礎(chǔ)上,力求真實還原設(shè)計模型,進行了大量的計算分析工作,采用PKPM建立空間模型,并用ANSYS等仿真軟件進行復(fù)核,得到最真實的結(jié)構(gòu)自震周期。在設(shè)備廠家的技術(shù)支持下,確定了設(shè)備的基本運行參數(shù)。因設(shè)備均為變頻設(shè)備,自震周期是一個范圍,而不是一個數(shù)值,經(jīng)過對結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化,最終使得結(jié)構(gòu)達到了安全的周期值,成功地解決了共振的問題。3注聚工程黏損設(shè)計的設(shè)計問題經(jīng)過一年的建設(shè),錦16塊二元驅(qū)工業(yè)化試驗工程于2011年4月正式投產(chǎn),投產(chǎn)運行后配注系統(tǒng)和采出液處理系統(tǒng)滿足生產(chǎn)要求。(1)根據(jù)錦16塊化學(xué)驅(qū)工程特點,結(jié)合建設(shè)區(qū)域?qū)嶋H情況,在施工中積極探索新工藝、新技術(shù)、新措施,實踐證明所采用的新技術(shù)、新設(shè)備、新材料多數(shù)使用性能良好。(2)由于沒有注聚經(jīng)驗,注聚工程黏損設(shè)計指標制定得過高(15%),投產(chǎn)后采取多項降低黏損措