矿场油气集输工程设计软件 (油气集输自动化)

一、联合站工艺现状

某油气集输联合站(以下筒称联合站)原油脱水工艺主要包括1#站来油(含水1.8%,液量2600m3/d),2#站来油(含水0.8%,液量3100m3/d)进站后首先加入破乳剂,随后通过加热炉加热后进入好油罐,经过一段时间的静止沉降切底水后外输。

卸油、井排来液(液量4500-5000m3/d)由于含水较高,经过加热炉提温后先进入分水器预处理,分离出的原油和另一个油站来油(含水3.5%,液量600m3/d)一起再经过加温、稳定进入一次沉降罐,由沉降罐漂油至净化罐外输。

二、生产中存在的问题

1、预分水效果差

原油脱水处理主要分为预分水、加热、加药、静止沉降四部分。预分水环节的主要设备是分水器,由于来液情况多变,人工调节分水器的出油、出水存在极大滞后性,分水器出油含水极高(48%),影响后续的加热和沉降脱水。

2、高含水期间,温度提升慢

由于泡沫驱油剂(亲水表面活性剂)的使用以及进站稠油的增加,油品性质变差,来液突发性高含水频次逐渐增多,来液经过加热炉升温,由于水比热是原油比热2倍,高含水原油吸热量大,但温度变化不明显,来油得不到足够的温度提升,进罐沉降温度场建立困难,严重影响破乳剂药性发挥和油水分离效果。

3、大罐切底水含油量大,原油二次乳化严重

粗略推算站内循环量:站内循环液量提升设备为卸油泵,循环液量来源为大罐放水。净化油罐含水较低暂不考虑。沉降罐水量来源分别为外来单位卸油、井排来液。卸油泵日均日均输量为840m3。其中循环油量597.5m3,极易形成原油二次乳化。

4、稳定原油含气较多,扰动沉降罐沉降

联合站井排及外站来的原油经过加温后,均要经过稳定塔脱气,拔除原油中的轻组分,一旦脱气量不足,富裕气体混合在原油中进入沉降罐,稳定油含气量仍相当大(34%),会严重导致沉降罐液面波动,破坏油水分离。

5、来液波动监控不及时,对后端生产冲击大

该联合站日处理液量9300m3,井排来液量4000m3,占总处理液量的43%,井排来液进入分水器预处理,随后进入沉降罐脱水。

由于缺少必要的监控手段,不能实时监控井排来液情况,当来液量突增,分水器操作不能及时调节工况,极易对后端沉降罐脱水产生冲击,影响整个脱水系统稳定。

三、自动化控制解决的问题

1、提高预分水效果,降低分水器出油含水率

利用射频导纳仪测定油水界面,根据设定的水位自动控制排水量,使分水器内的水位稳定的控制在最佳的范围之内。用双法兰液位计根据设定的油室高度自动控制分水器排油量,来稳定气液界面。两个最佳的液面参数取得后,整个系统采用计算机运算处理,实时自动监控。采用自控后,分水器的出油含水得到有效下降(15%),有利于原油后续的加温、脱水效果提高。

2、加热炉温度控制稳定,原油沉降温度得到保障

该站通过相应的自控手段,实现加热炉远程监控,温度调节。使加热炉实际加热温度控制在稳定的目标范围内。通过远传控制,可以在值班室对加热炉工作情况进行监控和温度调节。 采用自控后,加热炉工况及时改变,原油温升迅速,1小时即达到了脱水温度需要,进罐沉降温度得到最大保障,利于沉降脱水。

3、界面仪表准确定位沉降罐层位,放水精度提高,减少了老化油产生

通过对沉降罐加装油水界面仪表,对放水情况进行必要的监测,在自动仪表的辅助下,沉降罐放水排放至污水池,减少油站水量循环,降低系统无功消耗。沉降罐水位控制在2.5-3.0m之间平稳运行,卸油泵按沉降罐水位情况启停,极大减少大罐切底水量,减少了原油二次乳化量。

4、实时监控稳定塔压力,提高脱气率,降低沉降罐气扰

通过对稳定塔安装压力变送仪表,实时监控稳定塔工况,指导压缩机运行,防止气体窜入沉降罐,影响脱水。调节压缩机频率,使塔顶压力降低,控制在-0.04MPa— -0.07MPa,减少了气体窜入沉降罐,含气量下降(12.2%),提高了脱水效果,沉降罐漂油日均含水:0.6%。

5、安装来液分队计量,实时监控液量变化,指导生产运行

分队计量安装后,可实时监控来液量变化,针对来液波动提前采取应对措施,保障后续沉降脱水平稳运行。

四、结语

通过对集输系统自动化控制技术的综合研究,形成对油气集输联合站的自动化控制方案,应用各项自动化技术,实现了联合站地面工程系统数字化、自动化管理,改善了脱水效果。提高了工作效率,降低了劳动强度,增强了现场管理的连续性、及时性、准确性、可靠性,达到了安全、高效、低耗、平稳运行的目的。

参考文献:周陆. 油气集输.北京:石油工业出版社,1987。

本文章是基于油田油气集输联合站生产时际而写的技术论文,仅供同仁交流参考。