大凌河河套外采油污水回灌井配制站规划方案

大凌河河套外采油污水回灌井配制站规划方案

根据金16油区的地质条件和开发现状，将聚合物注入16个二次，注入24个井和35个液井。此外，金90个站点的9个二次供水能力和废水灌溉。由于注入井和采液井均在大凌河河套内,受大凌河的影响,本工程拟将母液配制站与注入站分开布置。在大凌河河套内43#站附近建注入站及采出液简易增压装置;在大凌河河套外采油6#计量站内建设配制站;在欢三联内建二元驱原油脱水站和污水处理站、注水站等。配制站配制的聚合物母液输送到注入站,在注入站与二元驱污水配制成目的液,再经静态混合器充分混合后注入目的井,采出液经过简易增压装置加压输送至欢三联。二元驱脱出的合格原油进入站内掺油系统或与站内其他区块的合格油混合外输,处理合格污水输至注入站高压掺入聚合物母液形成目的液,多余污水通过注水站回灌到锦90块。工程总投资1.24亿元。1设计难点分析(1)复杂的自然条件和已建设施造成的总体布局难。锦16块二元驱工业化试验地面工程由配制站、注入站、采出液简易增压装置、原油脱水站、污水处理站及注水站组成。注入井、采油井均在大凌河河套中,而可利用的锦采6#计量接转站及欢三联均在大凌河河套外,这就给总体布局带来很大的难题。另外欢三联大部分管线和设施已经运行20多年,场内管线纵横交错,旧厂房需要按实际需要改造。本着充分利用已建设施、降低工程投资的设计原则,对已建设施的适应能力、承压能力及设备的适应性等需要综合评价,各系统总体布局统一优化。复杂的地面、地下设施,给工程带来一定的设计难点。(2)降低聚合物黏度损失难度大。受大凌河河堤影响,配制站与注入站相隔2.18km,配制站的母液通过管线输送到注入站,对于黏损影响较大。另外,在聚合物混配、输送、注入等各环节,设备选择、材料利用均需考虑黏损问题。(3)注入站建在大凌河河套内,由于到了汛期水位上涨,注入站必须高架,而高架平台造价较高。为降低工程造价必须对平台设备摆放精心设计,以减少平台面积,同时还必须面对设备与平台共振的难题。(4)锦16块二元驱开采后油品特点为高含水乳化稀油,若按照锦州采油厂现有井口加热、掺热水或掺稀油的集输方式,耗能大、运行成本高。考虑到锦16块二元驱油品低凝点(-19℃)的特点,本次设计取消井口加热环节,利用地层能量将油品输送至简易增压装置,通过大量的水力计算、线路模拟设计、优化集油管路,达到降低能耗、降低投资及运行成本、提高经济效益的目的。(5)国内高含水稀油脱水多采用二段热化学密闭沉降脱水:一段利用进站压能和热能进行预脱水;二段需要增加压能和热能实现脱水工艺的完成。如何充分利用地层提供的能量和站内装置间能量,缩短工艺流程,减少装置间设备,实现二段“无泵”密闭沉降脱水工艺,减少工程投资,降低运行费用及油气损耗,是本工程设计的难点。(6)二元复合驱产出液乳化严重,乳化液稳定性高,脱水困难。聚驱原油脱水工艺及参数的确定,污水处理工艺及参数的确定,脱水设备和污水处理设备的选择,适合聚驱产出液脱水药剂、污水处理药剂及加药量的确定等也是本工程设计的难点。(7)二元驱含油污水处理工艺研究在辽河油田尚属首例,没有注入二元驱药剂后的水样可供试验使用。室内实验采用模拟二元驱污水进行二元驱污水处理流程确定以及药剂筛选。通过反复多次的室内模拟试验确定二元驱污水处理各流程参数,通过大量药剂筛选试验确定药剂种类,并研制了针对含聚合物污水处理的复合絮凝剂。2稀油两步法蒸发浓缩处理工艺(1)泵对泵恒压匹配工艺。注入站建在大凌河河套内,配制站建在河套外锦采6#计量站,配制站与注入站相隔2.18km。泵对泵工艺就是不通过中间任何缓冲,用配制站的外输泵直接给注入站的注入泵喂液。设计中母液外输泵加变频连锁恒压控制,并在外输泵进、出口处安装泄压阀来调解流量,防止出现较大的波动,由于优化设计减少了注入站的储液容器,节省工程投资110多万元。投产一年来供液压力平稳。(2)表面活性剂恒浓度掺入工艺。根据地质要求,在注聚同时掺入表面活性剂,如果直接掺进聚合物母液,在水量波动时会造成掺入的表面活性剂浓度发生变化,在掺入表面活性剂工艺设计中,表面活性剂掺入聚合物母液的同时也掺入去注入站的二元驱污水中,这样无论水量如何波动表面活性剂的掺入浓度始终不变。(3)单泵对单井与一泵对多井相结合工艺。由于采用单泵单井与一泵多井相结合注入工艺,减少注入泵9台,不但减少了征地面积,而且减少了高架平台面积及建筑面积,节省了工程投资。并且有利于后续的研究工作,考核两种工艺的适应性。(4)乳化油单管常温输送工艺。通过地面单井集油工艺研究,结合地面已建设施,油气集输系统利用井场设置计量平台,井口来油进入称重式油井计量器,采用大二级布站,充分利用地层能量,单井油气采用井口不加热常温单管密闭输送,取消井口加热工艺一项即节省工程投资350万元。(5)二段“无泵”密闭沉降脱水工艺。目前,国内开展化学驱开发基本为一元驱和三元复合驱,辽河油田锦16块化学驱采用的是聚合物加表面活性剂的二元驱开发方式,开发方式与一元、三元复合驱有所区别,采出液组分和处理方式也有所不同。开展二元驱油田原油脱水工艺研究在国内尚属首例。结合本工程总体工艺,充分利用原油进站压力,原油脱水采用一段加热预分离和二段热化学密闭沉降分离脱水工艺,节省了二段脱水系统的升压设备,使脱水后原油含水及污水含油均在规范规定的指标内。该密闭脱水工艺的设计,与辽河油田传统稀油二段热化学大罐沉降脱水工艺相比,使用的设备少、占地面积小、施工周期短,降低一次投资50万元,每年节约运行费用24万元,也大大地降低了油气损耗;与国内稀油二段热化学脱水工艺相比,流程实现了“无泵”工艺。(6)污水处理后再利用。经过处理后的合格污水(含油量不大于30mg/L、悬浮物含量不大于30mg/L)中含有未去除的聚合物,该污水若直接外排,将对苇塘湿地保护区造成污染,因此需要对处理后的二元驱污水回用。经过方案优化,处理后的二元驱污水可用于注入站掺水,不但替换掉部分软化水资源,而且污水中剩余聚合物得以利用。多余的污水回注到锦90区块,该区块为封闭区块,防止聚合物进入地层后影响到其他区块采油、原油脱水及污水处理。该方案不但保护了环境,同时节约了水资源,实现聚合物再利用。(7)曝气沉降+溶气气浮除油工艺。针对二元驱污水含油、含聚合物高的特点,除油采用曝气沉降罐+溶气式气浮工艺。通过向曝气沉降罐内加入压缩空气并均匀混合成为气—液两相流,对二元驱污水所含有的聚合物进行化学剪切,对聚合物及原油进行预处理,降低聚合物的含量,降低后段工艺除油的难度。同时在曝气沉降罐内投加复合絮凝剂,对原油及聚合物进行絮凝处理,形成的絮体通过静沉分离达到除油效果。曝气沉降罐出水进入溶气式气浮进行处理,通过高压回流溶气水减压产生大量的微气泡,使其与二元驱污水中密度接近于水的石油或悬浮物微粒黏附,形成密度小于水的气浮体,在浮力的作用下,上浮至水面,进行固—液和液—液分离,进一步去除小颗粒原油及乳化油,并能去除大部分悬浮物。(8)实现管控一体化。计算机监控系统采用开放式结构和标准通讯协议,集计算机技术、网络技术、现场总线技术和图形化用户软件组态设计技术于一体,因而不仅完成了对整个生产装置的数据采集、过程控制、安全联锁保护等功能,同时通过以太网节点,向管理层网络发送数据、画面和报表,实现了管控一体化,提高了生产管理水平。(9)成功地解决了高架平台与设备共振的。注入站厂房建在大凌河河套内,厂房室内地坪距自然地面3.75m,整个厂房均建在高架平台上,厂房内部设备较多,其中大型柱塞泵6台,小型柱塞泵15台,所有设备振动都很大。为避免平台与设备共振,首先将设备分类,较重设备直接利用混凝土框架作设备基础伸至地下与主厂房脱离,小型设备置于钢结构厂房地面,采用宽翼缘H型钢为主梁和次梁,由主梁钢性连接于柱顶,形成稳定的结构框架,次梁则在安全距离内灵活摆放,选择门式钢架和钢框架相结合的结构形式。利用门式钢架结构简单,能提供大空间跨度的特点,结合钢框架刚性大的优势进行设计,模型采用门式钢架和钢框架分别计算并综合分析。钢架的钢柱一直延伸至承台基础(承台底部采用钢管桩基础),为整个结构提供横向支撑;平面柱网采用宽翼缘H型钢,为厂房提供纵向支撑;室内地坪水平刚度极大,可以使钢柱协同工作,共同受力,减小结构变形。室内采用下卧式地面,节省空间高度,节约大量钢材;采用宽翼缘H型钢为主梁和次梁,由主梁刚性连接于柱顶,形成稳定的结构框架。在减震方面,在对结构整体分析基础上,力求真实还原设计模型,进行了大量的计算分析工作,采用PKPM建立空间模型,并用ANSYS等仿真软件进行复核,得到最真实的结构自震周期。在设备厂家的技术支持下,确定了设备的基本运行参数。因设备均为变频设备,自震周期是一个范围,而不是一个数值,经过对结构的不断优化,最终使得结构达到了安全的周期值,成功地解决了共振的问题。3注聚工程黏损设计的设计问题经过一年的建设,锦16块二元驱工业化试验工程于2011年4月正式投产,投产运行后配注系统和采出液处理系统满足生产要求。(1)根据锦16块化学驱工程特点,结合建设区域实际情况,在施工中积极探索新工艺、新技术、新措施,实践证明所采用的新技术、新设备、新材料多数使用性能良好。(2)由于没有注聚经验,注聚工程黏损设计指标制定得过高(15%),投产后采取多项降低黏损措