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061第六章第一二节 海上油气水处理系统-海洋石油工程(

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061 第六 一二 海上 油气 水处理 系统 海洋 石油 工程
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海洋石油工程第六章海上油气水处理系统石油天然气工程学院檀朝东、气、水分离二、脱水脱盐三、伴生气处理四、闭式排放五、辅助设施油、气、水分离油井产出液中含有原油、凝析油、天然气(包括自由气、溶解气、凝析蒸气)、水、杂质和外来物质。凝析油是一种在产层中呈凝析蒸气存在的烃。凝析气的成分通常随着油井产出流体温度降至地面操作条件而变为液体。伴生于原油的烃气称为天然气,并以“自由”气或“溶解”气形式存在。自由气是在操作压力和温度下呈气相存在的烃,自由气可以指任何压力下不处于溶解状态也不由于物理作用使其保持液态烃状态的任何气体。溶解气在一定压力和温度下均匀溶解在油中,减压和(或)增温可导致气体从油中逸出,并具有自由气特性。油、气、水分离伴随原油和天然气一起产出的水可能为蒸气或液体。液态水可能为自由水或乳化水。自由水到达地面后可以从液态烃中分离出来。乳化水以液滴状分散在液态烃中。油井产出的流体可能含有非烃类气体,如氮、二氧化碳、硫化氢等气体。油井流体还可能含有液态或半液态物质,如水和蜡;也可能含有钻井液、砂子、淤泥和盐类等固体杂质。油气水分离在流体流经产层进入井眼过程中就开始,并在流经油管、出口管线和处理设备过程中得到逐渐加强,分离的目的就是要将混合物各组分分开,以获得纯净的原油。油、气、水分离处理工艺原油处理的最终目的是:①分离出油水混合液中的污水,污水进污水处理系统。经处理后,15%,以利于原油进一步净化;②分离出油水混合液中的伴生气,伴生气进伴生气处理系统。经处理后,油中含气达到如下要求:分离质量(%) K≤m³ (气)分离程度(%) S≤m³ (液)③除去油水混合液中砂等杂质。油、气、着压力降低,溶于原油中的气体膨胀并析出。油气分离包括两方面的内容:①使油气混合物形成一定比例和组成的液相和气相;②把液相和气相用机械的方法分开。油气分离方式大致有三种:一次分离、连续分离和多级分离。在实际生产中,油气分离既不是一次分离,也不是连续分离,而是多级分离。由于储罐中的压力总是低于其进口管线压力,在储罐中总有天然气析出,因此常常把储罐作为多油、气、水分离级分离的最后一级来对待,一个油气分离器和一个油罐组成二级分离,两个油气分离器和一个油罐组成二级分离,其余依次类推。下图是典型三级油气分离流程示意图。1—高压分离器:2 —低压分离器:3 —油罐油、气、水分离分离效果主要用最终原油销售量及原油密度来衡量,得到的原油越多,密度越小,分离效果越好。一般要求气中尽量不带油滴(同时要求油中尽量不含气体(一般一吨原油含气不应超过1m³)。多级分离的优点:①多级分离所得到的原油效率高、密度小。②多级分离得到的天然气量少,重组分在气体中的比例小。采用一级分离时,大量的轻质汽油组分被白白地烧掉,使原油产品贬值;③多级分离能充分利用地层能量,减少输送成本。油、气、水分离多级分离时,级数越多,获得的原油量将越多,分离效果越好。但是,随着分离级数的增加,在储罐中得到的原油回收增量越来越少,而投资费用却大幅度上升,经济效益下降,因此,分离级数不能过多。如下表所示,一般应根据油气物性和油井压力来合理选用分离级数:油、气、水分离①气油比较低的低压油田(依靠地层剩余压力进行油气分离时,压力低于 采用一级油气分离;②中等原油密度、中到高气油比和中等井口压力的油田,采用三级油气分离;③井口压力高于 ,而原油密度低、气油比高时,可考虑采用四级油气分离。油、气、水分离油气分离器工作的好坏以分离质量和分离程度来衡量。分离质量是指分离器出口处每标准立方米气体所带液量的多少,它反映了分离器主要分离部分即沉降分离和除雾器的工作情况,分离出的气体中带液量越少分离质量越好。分离质量用百分数—分离质量,%;—出气口排出的气体所携带的液体体积,m³;—出气口排出的气体体积,m³。分离质量差,不少轻质油组分被带走,降低了原油的数量和质量,而且在海上分离出来的天然气除了供应平台日常油、气、水分离所需外,剩余部分通过火炬烧掉,这样就使不少轻质油白白浪费。分离程度是指分离器在分离的温度、压力下,从其出液口中排出的液体所携带的游离气体积和液体体积之比值,用百分数中 S—分离程度,%;—出液口流出的液体所携带的游离气体积,m³;—出液口流出的液体体积,m³。油、气、水分离分离程度是反映分离器集液部分结构的完善程度。分离程度差,还将引起输油管窜气,影响容积式流量计和离心泵的正常工作。但是过高地要求分离质量和分离程度将异致分离器结构复杂,外形尺寸增大,占用而积、空间增大,投资费用将大幅度上涨。我国规定的分离器工作标准是:油、气、分离的基木原理是破坏乳化液油水界面膜的稳定性,使其破裂,促进水颗粒凝聚成大水滴,使水从原油中沉降下来。下表列出了各种脱水方法的基本原理、适用条件和主要优缺点。油、气、水分离重力沉降适合于处理松散的不稳定乳化液,是最古老、最简单而又应用最广的一种方法。油与水的密度差引起水从油中沉降分离出来。山于水滴比它所置换体积的油重,使它有一个作用于它的向下的重力,与这重力相抗衡的是水滴向下运动穿过油而产生的阻力,当这两个力相等时,就会达到一个恒定的速度。增加停留时间两个水滴碰撞聚结的机会会随着时间的延长而增加,增加停留时间会提高脱水效果。油、气、水分离加热沉降法如图所示,各种不同含水原油的粘度与温度成反比关系,通过加热起到如下作用:①降低原油的粘度,使水的沉降速度加快;②削弱了油水界面的薄膜强度,使油水易于分离。原油温度的提高,增加了附在油水界面的沥青、石蜡、胶质等乳化剂在原油中的溶解度,降低了水滴保护薄膜的机械强度。③增加油水相对密度差,使水易于沉降。1 234油、气、水分离热水冲洗法用大股热水冲洗含水原油,使原油中的小水珠互相碰撞聚结成大水珠,原油中的水也能和冲洗热水碰撞聚结成大水珠,有利于脱水,也有利于其它机械杂质沉降下来。化学破乳脱水法用破乳剂来破坏油水界面膜,降低乳化液的稳定性,促使内相水滴碰撞、合并、沉降分离,达到脱水的目的。粗粒化脱水法是利用油水对固体物质亲合状况(即润湿性)的不同来进行乳化液粗粒化脱水的方法。油、气、水分离处理设备油气水地面处理设备主要是分离器。分离器按形状分一般有三种,即立式、卧式及球形,它们的优缺点如表。根据各形状分离器在分离效率、分离后流体的稳定性、变化条件的适应性、操作的灵活性、处理能力、处理起泡原油和安装所需空间等方面的优缺点比较,作为海上处理设备的分离器,首选的是卧式三相分离器,其次是立式两相,球形基本上不采用。油、气、水分离1 7 90 1123 145、水分离分离器优缺点比较自由水分离器油、气、水分离第一节海上原油处理系统一、油、气、水分离二、脱水脱盐三、伴生气处理四、闭式排放五、辅助设施脱水脱盐脱水脱盐的目的是对一级处理后的油液进一步进行净化处理,使其达到合格原油标准:量百分比;m³。电脱水器和电脱盐器都是油气水处理系统中的重要设备,在常规工艺中,它们是两个独立的处理装置,分别完成各自的电脱水和脱盐任务。电脱盐工艺要增加一套原油与淡水混合设备,该设备的作用是加入淡水去“冲洗”原油,便于淡水吸收原油中的盐。脱水脱盐电场技术电脱水和脱盐所使用的电场包括交流(直流(交直流电场,下表是三种电场的适用条件、工作方式和优缺点情况比较。脱水脱盐电脱水脱盐机理水滴和盐等杂质在电场中聚结的方式主要有三种:电泳聚结、偶极聚结和振荡聚结。电法脱水只适用于低含水率油包水型乳状液。因为原油的导电率很小,油包水型乳状液通过电脱水器极间空间时,电极间电流很小,能建立起脱水所需要的电场强度。带有酸碱盐等电解质的水是良导体,当水包油型乳状液通过极间空间时,极间电压下降,电流猛增,即产生电击穿现象,无法建立极间必要的电场强度。同样,用电法脱水处理含水率较高的油包水型乳状液时,也容易产生电击穿,使脱水器的操作不稳定。因此,在处理高含水率原油乳状液时一般先经沉降脱水或陶粒脱水,使含水率降低后再进入电脱水器进行脱水,通常把这种脱水工艺称为二段脱水。脱水脱盐(1)电泳聚结带正电荷的水滴向负电极运动,带负电荷的水滴向正电极运动,这种现象称为电泳。由原油乳状液的性质可知,原油中各种粒径水滴的界面上都带有同性电荷,故在通直流电的平行电极中乳状液的全部水滴将以相同的方向运动。在电泳过程中,水滴受原油的阻力产生拉长变形,并使界面膜机械强度削弱。同时因水滴大小不等、所带电量不同、运动时所受阻力各异,各水滴在电场中运动速度不同。电泳过程中水滴的碰撞、合并称为电泳聚结。部分发生电泳聚结的水滴从原油沉降分出,未发生电泳聚结或碰撞合并后还不足以沉降的水滴将运动至与水滴极性相反的电极区附近。由于水滴在电极区附近密集,增加了水滴碰撞合并的几率,使原油中大量小水滴主要在电极区附近分出。脱水脱盐(2)偶极聚结如下图所示,在高压直流或交流电场中,原油乳状液中的水滴受电场的极化和静电感应,使水滴两端带上不同极性的电荷,形成诱导偶极。因为水滴两端同时受正负电极的吸引,在水滴上作用的合力为零,水滴除产生拉长变形外,在电场中不产生象电泳那样的运动,但水滴的变形削弱了界面的机械强度,特别在水滴两端界面膜的强度最弱。原油乳状液中许多两端带电的水滴象电偶极子一样,在外加电场中以电力线方向呈直线排列形成“水链”,相邻水滴的正负偶极相互吸引,电的吸引力使水滴相互碰撞,合并成大水滴,从原油中沉降分离出来。脱水脱盐电场中水滴的偶极聚结脱水脱盐把电场中两个大小相等、两端所带电荷量相同的水滴,看做两个相同的电偶极子,这两个偶极子的相互吸引力可由下式计算:由上式知:两水滴的相互吸引力,或称聚结力,同水滴半径而在电场中一旦发生偶极聚结后,随着水滴半径的不断变大,水滴间的聚结力将越来越大。脱水脱盐水滴间的聚结力与 成正比,而(R/L)值取决于原油含水率的大小,若原油含水率趋于零,(R/L)和聚结力说明原油含水率很低时,偶极聚结脱水效果变差。一般认为,原油含水率小于0 ,水滴间中心距极聚结将不起作用。、盐等各种离子。在交流电场中,各种正负离子不断地做周期性的往复运动,离子的往复运动使水滴界面膜不断受到冲击,使其机械强度降低、甚至破裂,水滴聚结沉降,这一过程称为振荡聚结。显然,水滴愈大,离子对界面膜的冲击作用愈大,振荡聚结的效果愈好。脱水脱盐电脱水和脱盐合二为一技术电脱水和脱盐合二为一技术也称电动态脱盐技术,该技术以双电场技术为基础。当淡化水进入电脱水和脱盐装置,并且使淡化水与原油成逆向流动,在高强电场作用下,淡化水被碎裂成许多统一细小颗粒与逆向而来的原油混合(淡化水“冲洗”作用),使淡化水与盐水多层次接触,在电场减弱时细小颗粒又会较易结合在一起,并且不断增大最后发生沉降,达到脱水和脱盐的目的,脱水和脱盆在同一装置内完成。脱水脱盐电动态脱盐技术主要包括电场强度控制技术、强静电混合技术和淡化水与原油的逆向流动技术等四个方面。下表是电动态脱盐装置主要内件及其特性。静电混合周期由颗粒扩散、混合、结合和集结沉降四个处理阶段组成,每一次的电脱水和脱盐过程就是一个静电混合周期。在滞留时间之内,将会经历多个循环周期,再加上淡化水不断地注入,就会形成淡水与原油中的盐水多层次的接触与结合。脱水脱盐电动态脱盐装置的主要内件及其特性电脱水装置脱水脱盐电脱的内部结构脱水脱盐下图是流花油田电动态脱盐装置示意图。在流花油田初期开发方案中,工艺流程的设计是采用脱水和脱盐分步进行的传统方案,但在详细设计阶段中,采用了电脱盐及脱水合二为一技术方案。第一节海上原油处理系统一、油、气、水分离二、脱水脱盐三、伴生气处理四、闭式排放五、辅助设施伴生气处理由油气分离系统分离出来的天然气(伴生气),不同程度地携带着液体(油和水),会使管道或设备造成故障,尤其在冬季,水结冰会阻塞管道。除去液体后的干燥天然气,可以用作燃料气、封缸气、吹扫气,或压缩外输,多余的送入火炬系统烧掉。1一段塞流捕捉器:2一燃气洗涤器:3一燃气压缩机:4一空气冷却器:5一燃气分离器:6一燃气加热器伴生气处理上图为涠11一4中心平台伴生气处理系统工艺图,系统由清管球接收器、段塞流捕捉器、燃气洗涤器、压缩机、空气冷却器、燃气分离器及燃气加热器组成,气源来自涠10一3涠11一4中心平台经处理达到要求后供透平机作燃料使用。从涠10一3体在海底管线流动过程中,由于压力下降,将有凝析油析出,因此需进入洗涤器洗涤。为防止燃气在输送过程中再次积液,需将燃气加热。当透平机发生故障停止用气时,系统全部放空至火炬系统烧掉。第一节海上原油处理系统一、油、气、水分离二、脱水脱盐三、伴生气处理四、闭式排放五、辅助设施闭式排放将生产和公用系统中闭式排放的污油、污水收集进行处理,污油返回原油处理流程,合格污水排海。所收集的污油、污水来自以下设备:①生产管汇、测试管汇;②测试和生产加热器;③测试和生产分离器;④原油电脱水器;⑤原油缓冲罐、外输泵;⑥海底管线清管器发送装置、火炬分液罐以及开式排放罐等。闭式排放系统是平台油气生产系统的一个辅助系统,其作用如下:①接收生产管线、容器等设备在异常状态下安全卸压排出的原油或混合物;②接收油气生产设备停运后在压力下排放油气混合物;③将接收的混合液进行气液分离,气送至火炬烧掉,油回收至原油处理系统重新处理。闭式排放闭式排放系统主要由闭式排放罐和闭式排放泵组成,罐内液位的高低控制泵的停启,因此,闭式排放泵为间歇运行。下图为涠11它各海上油田的闭式排放系统与此类似。闭式排放闭式排放罐为一卧式两相分离器,外部主要有:液位计、压力表、液位开关、排污口、放空口、冲砂口;内部主要有:油液进口分流器、油液出口防涡板、气体出口捕雾器、冲砂器、排污砂槽、热介质盘管等。闭式排放系统是间歇操作的系统,各处排放的混合液经8后从罐顶的入口进入罐体,顶部有一气体的排放口,油气分离出来的气体从罐顶气管排出到火炬系统,分离出来的混合液从罐底部的出口由回收泵打回处理流程。正常运行时,当液位升到设定的高液位值时,泵自动开启,将罐内混合液泵出,当液位降到设定的低液位值时,自动停泵。闭式排放罐内正常的操作温度为50℃,用热介质加热盘管加热维持正常的操作温度。当罐内温度低于50℃时,热介质加热管温度控制阀自动打开,热介质的热量传给罐内混合液,给罐内混合液加热,罐内混合液温度逐渐升高。当罐内温度高于50℃时,热介质加热管温度控制阀自动关闭,即温度过高,控制热介质流量减小,反之则加大热介质流量,从而自动控制罐内温度,将罐内的温度控制在设定的范围内。第一节海上原油处理系统一、油、气、水分离二、脱水脱盐三、伴生气处理四、闭式排放五、辅助设施辅助设施换热设备换热设备的作用是实现热量的传递,使热量由高温流体传给低温流体。输油软管的清蜡、原油的脱水、脱水舱内原油的升温等工序都要借助换热辅助设备。按传热方式的不同,换热设备可分为三类:混合式、蓄热式和间壁式。(1)混合式 利用冷、热流体直接接触与混合的作用进行热量的交换。这类换热器的结构简单、价格适宜,常做成塔状。(2)蓄热式 热量传递是通过格子砖或填料等蓄热体来完成的。首先让热流体通过,把热量积蓄在蓄热体中,然后再让冷流体通过,把热量带走。由于两种流体交变转换输入,因此不辅助设施可避免地存在着一小部分流体相互掺和的现象,造成流体的污染。蓄热式换热器结构紧凑,价格便宜,单位体积传热面积大,故较适合用于气一气热交换的场合。(3)间壁式 套管式换热器,冷、热流体被一固体壁而隔开,通过壁而进行传热。隔板式冷却塔示意图1一冷流体:2一热流体蓄热式换热器1一冷流体:2一热流体:3一蓄热体套管式换热器1一外管:2一内管:线的保温或保冷结构主要由下列几层组成:①防腐层:在保温时,管外壁刷防腐油或红丹底漆一遍;保冷时,可以涂冷底子油(4号沥青与汽油)。②保温或保冷层:根据介质温度选择材料及厚度。③防潮层:保冷层外要有防潮层,当保温管线是用玻璃布做外保护层时,也要有防潮层。防潮层有三种:用沥青玻璃布缠绕、用一层粗格玻璃布( 一层沥青涂层、用一层油毡纸(350g/㎡)和二层沥青涂层。辅助设施④外保护层:可以用细格玻璃布。为了防腐,在镀锌铁皮和玻璃布外表而再涂一层醇酸磁漆。在用黑铁皮时,需要先在黑铁皮内外表面刷红丹漆二遍,再在外表面涂醇酸磁漆二遍。伴热对于输送易凝或易结晶的流体,如原油中腊含量高时,温度降低,粘度增加,易凝结析出,管线必须伴热输送,以保持原油的粘度,从而降低输送中沿程压力损失,减小动力消耗。对于输送含水液化气,因压力下降而产生自冷结冰现象,也必须采用伴热或保温。(1)电伴热系统(2)蒸汽伴热系统第六章海上油气水处理系统第一节海上原油处理系统第二节海上水处理系统第三节海上天然气处理系统第二节海上水处理系统一、含油污水处理二、注水及水质处理含油污水处理含油污水水质、度较低,含铁少,矿化度高。含油污水中含有以下有害物质:①分散油:油珠在污水中的直径较大,易于从污水中分离出来,浮于水面而被除去。这种状态的油占污水含油量的60 % 。②乳化油:其在污水中分散的粒径很小,与水形成乳状液,属于O/W“水包油”型乳状液。这部分油不易除去,必须反相破乳之后才能将其除去,其含量占污水含油量的10%一15 %。含油污水处理③溶解油:由于油在水中的溶解度很小,为5~15,这部分油是不能除去的。其占污水含油量的0 . 2 % ~0 . 5 %。④污水中含有的阳离子常见的 等,阴离子有 等。这些离子在水中的溶解度是有限的。一旦污水所处的物理条件(温度、压力等)发生变化或水的化学成分发生变化,均可能引起结垢。⑤污水中还可能含有溶解的 等有害气体。⑥污水中常见的细菌有硫酸盐还原菌、腐生菌和铁细菌。这些细菌均能引起对污水处理、回注设备及管汇的腐蚀和堵塞。进行排放或者作为油田回注水、人工举升井动力液等。处理含油污水的目的是要求排放水或回注水达到相应的排放或回注标准,同时应充分考虑防止系统内腐蚀。排放的污水水质要求是:渤海海域排放污水含油量小于30;南海海域为小于50。对回注的污水水质要求是:达到木油田规定的注水水质标准。含油污水处理污水处理方法含油污水处理方法有物理方法和化学方法,但在生产实践过程中两种方法往往结合应用。归纳目前海上主要应用的含油污水处理方法如下表所示。向破乳剂)使乳化液破乳,使油颗粒发生凝聚,油珠变大,上浮速度加快。污水中的乳化油或细小的固体颗粒附在空气泡上,随气泡一起上浮到水而,然后采用机械的方法撇除,达到油水分离的目的。气浮法按采用的供气方式不同又可分为以下几种方法:含油污水处理(1)溶气气浮溶气气浮是使气体在一定压力下溶于含油污水中,并达到饱和状态,然后再突然减压,使溶于水中的气体以微小气泡的形式从水中逸出的气浮。(2)电解凝聚气浮法电解凝聚气浮法是把含有电解质的污水作为被电解的介质,在污水中通入电流,利用通电过程的氧化一还原反应使其被电解形成微小气泡,进而利用气泡上浮作用完成气浮分离。这种方法不仅能使污水中的微小固体颗粒和乳化油得到净化,而且对水中的一些金属离子和有机物也有净化作用。含油污水处理(3)机械碎细气浮法机械碎细气浮法是海上油田应用较广泛的方法,是采用机械混合的方法把气泡分散于水中。1)叶轮式气浮法在叶轮式气浮装置的运行中,污水流入水箱,叶轮旋转产生的低压使水流入叶轮。2)喷嘴式气浮法喷嘴式气浮法的基木原理是利用水喷射泵,将含油污水作为喷射流体,当污水从喷嘴以高速喷出时,在喷嘴处形成低压区,造成真空,空气就被吸入到吸入室。含油污水处理(4)影响气浮法效率的因素分析气浮法净化油田污水的理论研究和试验结果说明,除油效率随着气泡与油珠和固体颗粒的接触效率和附着效率的提高而提高。气液接触时间延长可提高接触效率和附着效率,从而提高除油效率。增大油珠直径,减小气泡直径和提高气泡浓度既可提高接触效率,也可提高附着效率。因此是提高除油效率的重要措施。其它一些因素如温度、化度、处理水含油量和水中所含原油类型也都直接或间接地影响除汕效率。滤法是一种用于含油污水深度处理的方法。让含油污水在一个圆锥筒内高速旋转,由于油水密度不同,密度大的水受离心力的作用甩向圆锥筒筒壁,而密度稍小的油滴则被挤向筒的中心,因此油和水可以从不同的出口分别流出,达到使含油污水脱油的目的。如采用浮式生产装置的储油舱,固定式平台的储油罐也可以看成一个沉降脱水装置,过滤罐又可分带压滤罐、无压滤罐,按处理量不同又可选用立式过滤器或卧式过滤器等等,种类繁多。含油污水处理(1) 降隔油池)矩形多道分离器(沉降隔油池)由矩形的大槽组成。(2)沉降罐沉降罐目前在油田上应用较广,这种罐是按照标准容器制造的圆筒形分离器,它有一个中心进口和一个外缘出口,其结构如下图所示。沉降罐剖视图 沉降罐内部结构图含油污水处理(3)加压容器浮选装置其装置流程图如下图所示。3时注入空气,在溶气罐中使空气溶解于废水中。含油污水处理(4)叶轮式气浮装置叶轮式气浮污水净化装置有两个流体通路:气体通路和液体通路。它分为三个不同的区,对于提高设备的除油效率,三个区都是重要的。叶轮式气浮装置净化含油污水小意图 叶轮式气浮装置气浮室水力特性图含油污水处理(5) 喷嘴自然通风浮选池水喷射泵将含油污水作为喷射流体,当污水从喷嘴以高速喷出时,在喷嘴处形成低压区,造成真空,空气就被吸入到吸入室。含油污水处理(6) 聚结板式聚结器聚结板式聚结器是聚结器的一种,聚结器由于内部结构不同又分为聚结板式、固定滤料式、活动滤料式等,后面将介绍固定滤料式、活动滤料式。(7)固定滤料式固定滤料聚结器是一种利用高孔隙亲油聚结滤料处理含油污水的设备。(8)活动滤料式活动滤料聚结器是一个内有盛装着滤料的滤床的容器。(9)过滤罐(10)重力式无阀滤罐(11)单阀过滤罐(12)水力旋流器(13)满足油田最高峰污水处理量达标;②设备效率高、体积小、占地面积小;③结构简单,易操作;④价格便宜,经济效益好;⑤维修简便,免修期长等。以理解为用管线、泵等将选择的含油污水处理装置连接到一起,含油污水通过逐级处理装置脱除含油污水中的有害物质。这种管线、泵等及含油污水处理装置的组合,就是含油污水处理流程。含油污水处理由于海上油气田的处理量大小不同,原油及伴生水性质不同,处理后的污水要求标准不同,还有海域、经济效益等等因素不同,所选择的处理设施不可能相同。举例说明如下:埕北油田污水处理系统工艺流程图含油污水处理埕北油田污水流程所设置的污水处理装置,包括聚结器、浮选器、砂滤器和缓冲罐。来自原油处理系统的含油污水,首先经聚结器(),在聚结器入口前加入絮凝剂,在聚结器中,通过絮凝和重力分离。较大颗粒原油及悬浮固体上浮并被撇入导油槽。处理后的污水靠位差进入浮选器(),设计为加气浮选,由底部加入少量天然气,作为附着小油滴载体与油珠一起上浮到顶部,上部撇油装置将油撇出。处理后的污水由下部出口流出。来自浮选器的污水由泵加压输送到过滤器,由上至下通过过滤层,处理后污水进入缓冲罐() 。此时的污水应是处理后的合格水,可用做注入水或动力液,剩余部分排海。第二节海上水处理系统一、含油污水处理二、注水及水质处理注水及水质处理海上油田注水水源有三个,一是来自海水,这对海上油田来说是取之不尽的水源;一是地层水,地层水是油气伴生的产物,经处理合格后做为注入水回注地层,既减少了污水排放的污染,又能达到配伍性好;三是采取浅层水作为注入水,这是由于一些海上油田在浅层部位含有大量的浅层水,采用这些浅层水工艺又简单。另外,可根据油田的具体情况可以采取海水、地层水、浅层水混注方式。无论采取何种水源都必须在充分研究注水对油层是否能造成伤害以及是否配伍后才能决定。以下主要叙述注海水、注污水、注浅层水以及混注的水质处理及注水工艺流程。由海平面以下一定深度提取,海水具有高矿化度,一般为3500 ,海水中还含有注入油层后会对油层造成伤害的物质,主要有:①水中含有丰富的溶解氧;②海水中会有一定量细菌;③海水中含有大量的藻类及海生物;④海水中还有大量的悬浮固体颗粒,这些固体颗粒的含量又受海域、海流、气象等条件影响。注水及水质处理这些有害物质的存在,会给注水工艺流程、注水井、甚至地层,造成结垢、腐蚀、堵塞等伤害,为此,注海水必须对海水进行处理,达到注水标准以后才能够作为合格的注入水注入油层。要以海水为注入水源,都应制定相应的注海水水质标准。制定各油田的注海水水质标准应遵循以下原则:剔除海水中有害物质的数量,满足注水后不会对流程、井身和地层造成腐蚀、结垢、堵塞;在充分考虑水质要求的基础上要考虑处理设备的体积、重量以及经济合理性;注入海水必须与地层配伍性好,不会对地层造成伤害。)加氯装置加氯装置是由给水泵、发生器、除氢罐、鼓风机、加压泵、及整流器等组成。从海底门抽取海水,在发生器中电解产生次氯酸钠和氢气,电解后的产物在除氢罐中由鼓风机在上部吹入空气,稀释氢气,并安全排入大气,次氯酸钠溶液由增压泵送至注水管汇中,起到杀菌和海生物的作用。1—给水泵;2一发生器; 3一整流器;4一去氢罐;5一鼓风机;6一加压泵;注水及水质处理(2)过滤装置海水过滤一般经多级过滤的方式进行,在海水注入到井口之前设有三至四级过滤,首先,在提升泵入口处,海底门下,有一个较粗的滤网,挡住体积较大的杂物、海生物和藻类,使这些体积较大的物体不至于进入到流程中来;第二级过滤是粗滤器,它可以滤除海水中较大的悬浮固体;第三级为细滤器,它可以滤除大多数颗粒较小的悬浮固体;第四级是在进入井口之前,再增加一级精细过滤器,进一步滤除直径更小的悬浮固体颗粒。海水过滤装置中主要设备是粗、细过滤器。注水及水质处理(3)脱氧装置为脱除海水中存在的对注水流程、井身及地层有害的溶解氧和其它气体,海水处理系统必须设置脱氧装置,脱氧塔装置一般由二级脱氧塔、真空泵、空气射器及其它配套管系、压力表和安全阀等构成。脱氧塔一般具有真空脱气和化学脱气两种功能。(4)配套的化学药剂注入系统化学药剂注入系统,包括相应的化学药剂罐,通过比例泵将所需添加的防腐剂、防垢剂、缓蚀剂、脱氧剂、催化剂、杀菌剂、消泡剂等加压送至流程中设计的各点,流程设备简单。水处理设备的选择十分重要。②化学药品的添加合理性只有在投产后逐步完善。③海水处理流程应定期进行检修。④海水处理流程的闸阀选择应充分考虑环境条件,和加强现场维修管理。⑤注意输送海水的海底管线管理,防止结垢。注水及水质处理污水回注回注污水来源于油田伴生水,经污水处理系统处理后达到国家规定排放标准的工业废水。当这种污水符合油田回注水标准时,不需再增设深度处理的流程和设备,否则,就需增设深度污水处理设施,对经污水处理系统处理后的污水进行再处理,以满足回注水水质要求。定相应的污水回注水质标准,渤海油田在埕北油田进行污水回注后制定了相应的注水标准。自污水处理系统的污水只要通过缓冲罐由注水泵加压输送至注水管汇后再分配给单井,其流程简单。具体以注污水较早的埕北油田为例。1一净化水缓冲罐:2一增压泵:3一注水泵:4一注水管汇注水及水质处理污水处理流程来水首先进入净化水缓冲罐,缓冲罐上部有天然气注入口,设计注入天然气,这是为了防止氧气进入;顶部设有呼吸阀;增压泵将污水提取供给注水、动力液用水系统及排海,来自注水的污水经注水泵增压至10水回注由于污水流程是密闭运行,其含氧量应是合格的,但是在生产过程中应防止破坏密闭状态,如处理流程的开盖等。注水及水质处理②污水处理的质量取决于原油、污水两大处理系统的稳定,任何一个流程不稳,都会影响到最终的污水处理效果,所以在管理过程中要全面,注意最终结果的同时要注意中间环节。③污水由于温度高,含有一定量钙及碳酸根离子,易结垢,应加强相应防垢措施。取于所在油田区域内浅层水,这取决于油田所在位置是否存在足够量的可采浅层水。渤海海域内由于馆陶组层系发育普遍,具有较厚地层和储量较大的浅层水,所以一般都有足够的水源。采于地层的水作为注入水水源,其水质一般都具有矿化度较高,含有一定量的铁、锰等离子,以及带有一定量的悬浮固体颗粒等,不同地域,不同层系,其对作为注入水的各种有害物质含量不同。渤海渤西油田设置了注地层水的工艺流程,以及真正注入工作未实施。地下水的处理方法,取决于水源中所存在的有害于注水流程及油层等物质的存在,处理目的是除去这些有害物质。针对地层水中含有一定量的固体悬浮颗粒,设置了除砂、粗滤器、细滤器,进行逐级过滤的方式。由于过滤装置的构造和原理与海水处理系统基本相同,所以这里不再重复叙述。应制定相应的注入水标准,制定地下水注水水质标准的原则是:①不同油田应制定相应的适合本油田的注水水质标准,应由主管生产部门组织制定;②要录取地层水的水质资料,清楚水中各种物质含量;③针对地层水中各种物质含量,确定是否在注入油层后给油层造成伤害,从而提出要求提出的有害物质,及其要求达到的程度。④制定资料录取项目、录取频度及要求等。水、浅层水和污水,采取混注方式可以有以下四种组合:①海水、浅层水和污水三种水源混注;②海水与浅层水混注;③海水与污水混注;④浅层水与污水混注。)相容性包括混注水之间的相容性和混注水与地层水之间的相容性。1)混注水之间的相容性2)混注水与地层水之间的相容性(2)混注对设备的要求要求设备和流程具有一定的防垢能力,同时应在流程注入阻垢剂和防腐剂等。目前海上油田缺少混注的实践,当今后开展混注后,再进一步摸索和总结经验。谢谢大家
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本文标题:061第六章第一二节 海上油气水处理系统-海洋石油工程(
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