1、讓石油和天然氣的獲取更加高效Page 2目錄1 技術(shù)背景2.課題組簡(jiǎn)介3.管道式油氣水分離技術(shù)4.現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例5.結(jié)束語Page 3一、技術(shù)背景特點(diǎn)分離效率低/處理時(shí)間長(zhǎng)/設(shè)備體積龐大/建造費(fèi)用高。Page 4一、技術(shù)背景背景由于我國(guó)油田開發(fā)含水率不斷增加，部分油井含水率達(dá)到95%以上，且大規(guī)模采用二次、三次采油技術(shù)，對(duì)已有的油氣水分離技術(shù)和設(shè)備帶來巨大的挑戰(zhàn)，并帶來嚴(yán)重的能源消耗和環(huán)境壓力；特別是海洋石油開采受限于平臺(tái)空間和承載能力。這就要求開發(fā)新型、高效的油氣水分離技術(shù)，以便有效減小油田采液處理設(shè)備的重量和占用空間，提高油田采液、特別是稠油/超稠油/含聚采液的處理能力。Page 5二、課題

2、組簡(jiǎn)介分離、計(jì)量研究n多相分離n多相計(jì)量Page 6二、課題組簡(jiǎn)介發(fā)展歷史分離計(jì)量污水處理管道式分離器是近幾年石油工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)展起來的一種新型分離裝置，主要是利用多種分離原理，通過技術(shù)集成，在流動(dòng)過程中實(shí)現(xiàn)多相分離。由于管道式分離裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)方便，其性能容易滿足工藝要求。時(shí)間主要工作典型成果示例圖片2002確定研究思路和技術(shù)路線，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室與實(shí)驗(yàn)設(shè)備改造油氣水新型高效分離器構(gòu)思圖2003-2005部件、部件組合性能研究，樣機(jī)設(shè)計(jì)、加工實(shí)驗(yàn)室性能實(shí)驗(yàn)樣機(jī)2006-2007實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)性能實(shí)驗(yàn)，油田中試樣機(jī)設(shè)計(jì)、加工、安裝、性能測(cè)試華北油田中試樣機(jī)2008提出T型管+旋流管的擴(kuò)容與污水處理技術(shù)

3、，完成實(shí)驗(yàn)室性能實(shí)驗(yàn)和陸豐平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)管道式分離技術(shù)（部分分離后水中含油100ppm，污水處理從20ppm降為16ppm）2009油氣水高效分離器在大慶油田的綜合應(yīng)用工業(yè)測(cè)試油氣水高效分離器（分離后含油中部含游離水，水中含油100ppm，操作溫度40）陸豐13-1平臺(tái)含油污水處理工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、加工管道式污水處理系統(tǒng)（16英尺管道，日處理量10萬桶）提出納米膜氣浮技術(shù)進(jìn)行流花11-1（FPSO）高密度、超稠油的油水分離及其相應(yīng)的含油污水處理，完成現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)密度0.945的超稠油污水含油從約30ppm降為約16ppm2010陸豐13-1平臺(tái)含油污水處理工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)安裝、測(cè)試管道式含油污水處理

4、工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)流花11-1（FPSO）老化油處理設(shè)計(jì)并實(shí)施老化由的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)處理流花11-1（FPSO）油氣水處理系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)（擴(kuò)容處理、分離器系統(tǒng)改造、污水處理系統(tǒng)改造，加熱鍋爐系統(tǒng)改造）流花11-1（FPSO）油氣水處理系統(tǒng)改造方案總體設(shè)計(jì)深海海底油氣水分離技術(shù)研制深海海底油氣水分離技術(shù)概念設(shè)計(jì)Page 7二、課題組簡(jiǎn)介實(shí)驗(yàn)室狀況 4個(gè)實(shí)驗(yàn)室多相計(jì)量實(shí)驗(yàn)室多相分離實(shí)驗(yàn)室除沙實(shí)驗(yàn)室懷柔水下環(huán)境實(shí)驗(yàn)室Page 8三、管道式油氣水分離技術(shù)1 T型管多分岔管路分離技術(shù)不同入口含油率下的油水相分布情況Page 9三、管道式油氣水分離技術(shù)1 T型管多分岔管路分離技術(shù)T型管多分岔管路分離性能數(shù)值模擬不同分流

5、比T型管道內(nèi)油水分布情況不同流速T型管下出口水中含油率情況Page 10三、管道式油氣水分離技術(shù)2 垂直旋流分離技術(shù)垂直旋流器利用油水兩相的密垂直旋流器利用油水兩相的密度差，在離心力作用下進(jìn)行油水分度差，在離心力作用下進(jìn)行油水分離。油水混合液在垂直旋流器，形離。油水混合液在垂直旋流器，形成高速旋轉(zhuǎn)流場(chǎng)，產(chǎn)生強(qiáng)大離心力，成高速旋轉(zhuǎn)流場(chǎng)，產(chǎn)生強(qiáng)大離心力，并從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上將油水由不同開口并從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上將油水由不同開口流出，實(shí)現(xiàn)分離。流出，實(shí)現(xiàn)分離。Page 11三、管道式油氣水分離技術(shù)2 垂直旋流分離技術(shù)實(shí)驗(yàn)照片：油核隨著分流比的變化Page 12三、管道式油氣水分離技術(shù)2 垂直旋流分離技術(shù)油核聚并過

6、程分析Page 13三、管道式油氣水分離技術(shù)3 水平旋流分離技術(shù)采用安裝在管道中的導(dǎo)向起旋裝置，在離心力作用下進(jìn)行油水分離，達(dá)到油水分離的目的。軸向2.5倍管徑處不同密度比分離器的分離效果Page 14三、管道式油氣水分離技術(shù)3 水平旋流分離技術(shù)Page 15三、管道式油氣水分離技術(shù)4 薄膜微氣泡含油污水處理技術(shù)微米孔板氣泡生成裝置實(shí)驗(yàn)氣浮處理污水系統(tǒng)工藝微米孔板氣泡發(fā)生裝置Page 16三、管道式油氣水分離技術(shù)技術(shù)創(chuàng)新主要特點(diǎn)簡(jiǎn)化工藝過程、節(jié)省開發(fā)成本；改進(jìn)生產(chǎn)工藝、減輕生產(chǎn)負(fù)荷；提供新的解決方案，優(yōu)化生產(chǎn)，改善效率；儲(chǔ)罐式分離器和傳統(tǒng)設(shè)備相比，同樣處理量和技術(shù)指標(biāo)，體積和重量至少減小1/3

7、-1/2；管道式分離器用特殊管道對(duì)油水分離，不占場(chǎng)地。由于節(jié)能減排、生產(chǎn)擴(kuò)容、稠油開發(fā)、污水處理等需要，力學(xué)所相繼研制出多種管道分離技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了用管道進(jìn)行油氣水分離和含油污水處理的新工藝，突破了只能用大型沉降罐進(jìn)行油氣水分離的傳統(tǒng)理念。在技術(shù)創(chuàng)新的同時(shí)，多相流理論研究也取得許多新進(jìn)展。Page 17四、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例設(shè)計(jì)參數(shù)：處理量：250 m3/d進(jìn)口壓力：0.3 MPa液體溫度：=55 油中含水：1 %結(jié)構(gòu)重量：減小1/3試驗(yàn)結(jié)果：新型油氣水高效分離器油中含水：1 %水中含油：1000 ppm體積：縮小一半華北油田油氣書三相分離器設(shè)計(jì)參數(shù)：處理量：250 m3/d進(jìn)口壓力：0.3 MPa液體

8、溫度：=55 油中含水：1 %結(jié)構(gòu)重量：減小1/3新型油氣水高效分離器：油中含水：1 %水中含油：1000 ppm體積：縮小一半高效分離器初步設(shè)計(jì)方案中試樣機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖油氣水三相高效分離器實(shí)物圖Page 18四、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例設(shè)計(jì)參數(shù)：處理量：10萬桶/天水中含油：20 ppm試驗(yàn)結(jié)果：處理量：10萬桶/天水中含油：16 ppm實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該技術(shù)對(duì)高密度超稠油的油水分離南海陸豐13-1平臺(tái)：T型管+旋流管設(shè)計(jì)參數(shù)：處理量：10 萬桶/天水中含油：20ppm旋流管T型管化學(xué)？入口含油率R1下含油率T上含油率T下含油率R2下含油率705020.213.019.012.070502113.010.9

9、3.5900031.120.422.227.414.6900042.334.022.320.110.3900033.432.021.624.310.7900032.330.122.622.59.7該頁中有部分看不清，該頁中有部分看不清，沒有全部轉(zhuǎn)換過來沒有全部轉(zhuǎn)換過來Page 19四、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例用管道式油水預(yù)分離技擴(kuò)容的生產(chǎn)系統(tǒng)增加處理量100000桶/天，水中含油：16ppm管道分離技術(shù)一陸豐13-1平臺(tái)擴(kuò)容Page 20四、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例渤西終端高效油氣水三相分離器設(shè)計(jì)參數(shù)：原油物性：有效粘度=20mPas操作溫度：5060操作壓力：600-850KPa氣體處理量：1700020000 m

10、3/d液體處理量：3700 m3/d氣體出口指標(biāo)：含液量=50mg/m3污水出口指標(biāo)：水中含油=1000ppm試驗(yàn)結(jié)果：舊分離器出口油中含水20%，水中含油0.5%新分離器出口油中含水5%，水中含油=100ppm設(shè)計(jì)參數(shù)：原油物性：有效粘度20mPas操作溫度：5060操作壓力：600-850KPa氣體處理量：1700020000 m3/d液體處理量：3700 m3/d氣體出口指標(biāo)：含液量50mg/m3污水出口指標(biāo)：水中含油1000ppmPage 21四、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例渤西終端油氣水高效分離器試驗(yàn)結(jié)果及分析:本次試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)取樣和化驗(yàn)工作，全部委托給第三方完成，試驗(yàn)共取25個(gè)樣，取樣點(diǎn)包括來流取樣，

11、新、舊分離器出口油樣，新、舊分離器出口水樣。參數(shù)樣品平均值1#2#3#4#5#入口流量t/h4050708010068入口含水%51.860.664.258.654.758分離器出口油中含水%舊分離器1820252420.121.4新分離器2.83.24.84.74.13.9分離器出口水中含油ppm舊分離器486578.2542.3526.8506.6528新分離器26.476685436.652.2注：分離器入口流體壓力0.68MPa，入口流體溫度65舊分離器出口油中含水20%，水中含油0.5%新分離器出口油中含水5%，水中含油=100ppmPage 22四、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例遼河冷13站超低溫油

12、水分離設(shè)計(jì)參數(shù)：操作溫度：32操作壓力：0.45MPa液體處理量：600 m3/d來液含油：70%設(shè)計(jì)要求：油中含水：=0.5%生產(chǎn)運(yùn)行結(jié)果：油中含水70%，為解決擴(kuò)容問題，需要除水4000m3/d，原油效粘度10 50Pas，密度950kg/m3設(shè)計(jì)參數(shù)：操作溫度：5060操作壓力：600-850KPa液體處理量：8000 m3/d來液含水率：70%設(shè)計(jì)要求：水中含油=1000ppm生產(chǎn)運(yùn)行結(jié)果:水中含油=100ppm機(jī)雜小于1000ppm水平旋流管+復(fù)合套管組合工藝高粘超稠油（粘度：10pas-50pas，密度：950kg/m3）來液：油水8000m3/d，含水70%分離出： 污水含油率小

13、于100mg/l在不加溫、不摻稀油條件下，在直徑500mm、長(zhǎng)度20m的管道內(nèi)，實(shí)現(xiàn)油水分離。Page 25四、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例JZ9-3平臺(tái)含油含聚污水處理設(shè)計(jì)參數(shù)：原油物性：有效粘度=20mPas操作溫度：5060操作壓力：600-850KPa氣體處理量：1700020000 m3/d液體處理量：3700 m3/d氣體出口指標(biāo)：含液量=50mg/m3污水出口指標(biāo)：水中含油=1000ppm試驗(yàn)結(jié)果：舊分離器出口 油中含水20%，水中含油0.5%新分離器出口 油中含水5% ，水中含油=100ppm設(shè)備入口水中含油率為：134.18ppm經(jīng)處理后水中含油率為：22.47ppmPage 26五、結(jié)束語管道式多相分離系統(tǒng)，由T型多分岔管路、垂直旋流分離和水平旋流分離管道式分離器組成，它具有處理速度快、效率高、占地面積小等優(yōu)勢(shì)；四種分離技術(shù)的組合應(yīng)用，可以按任務(wù)要求對(duì)來流進(jìn)行預(yù)分離