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1、让石油和天然气的获取更加高效,管道式油气水分离及含油废水处理技术,目录,1 技术背景2.课题组简介3.管道式油气水分离技术4.现场应用实例5.结束语,一、技术背景,特点,分离效率低/处理时间长/设备体积庞大/建造费用高。,一、技术背景,背景,由于我国油田开发含水率不断增加，部分油井含水率达到95%以上，且大规模采用二次、三次采油技术，对已有的油气水分离技术和设备带来巨大的挑战，并带来严重的能源消耗和环境压力；特别是海洋石油开采受限于平台空间和承载能力。这就要求开发新型、高效的油气水分离技术，以便有效减小油田采液处理设备的重量和占用空间，提高油田采液、特别是稠油/超稠油/含聚采液的处理能力。,二
2、、课题组简介,分离、计量研究,多相分离多相计量,二、课题组简介,发展历史,分离计量污水处理管道式分离器是近几年石油工业生产中发展起来的一种新型分离装置，主要是利用多种分离原理，通过技术集成，在流动过程中实现多相分离。由于管道式分离装置结构简单，设计方便，其性能容易满足工艺要求。,二、课题组简介,实验室状况,4个实验室多相计量实验室多相分离实验室除沙实验室怀柔水下环境实验室,三、管道式油气水分离技术,1 T型管多分岔管路分离技术,不同入口含油率下的油水相分布情况,三、管道式油气水分离技术,1 T型管多分岔管路分离技术,T型管多分岔管路分离性能数值模拟,不同分流比T型管道内油水分布情况,不同流速T
3、型管下出口水中含油率情况,三、管道式油气水分离技术,2 垂直旋流分离技术,垂直旋流器利用油水两相的密度差，在离心力作用下进行油水分离。油水混合液在垂直旋流器，形成高速旋转流场，产生强大离心力，并从结构设计上将油水由不同开口流出，实现分离。,三、管道式油气水分离技术,2 垂直旋流分离技术,实验照片：油核随着分流比的变化,三、管道式油气水分离技术,2 垂直旋流分离技术,油核聚并过程分析,三、管道式油气水分离技术,3 水平旋流分离技术,采用安装在管道中的导向起旋装置，在离心力作用下进行油水分离，达到油水分离的目的。,轴向2.5倍管径处不同密度比分离器的分离效果,三、管道式油气水分离技术,3 水平旋流
4、分离技术,三、管道式油气水分离技术,4 薄膜微气泡含油污水处理技术,微米孔板气泡生成装置实验,气浮处理污水系统工艺,微米孔板气泡发生装置,三、管道式油气水分离技术,技术创新,主要特点简化工艺过程、节省开发成本；改进生产工艺、减轻生产负荷；提供新的解决方案，优化生产，改善效率；储罐式分离器和传统设备相比，同样处理量和技术指标，体积和重量至少减小1/3-1/2；管道式分离器用特殊管道对油水分离，不占场地。由于节能减排、生产扩容、稠油开发、污水处理等需要，力学所相继研制出多种管道分离技术，实现了用管道进行油气水分离和含油污水处理的新工艺，突破了只能用大型沉降罐进行油气水分离的传统理念。在技术创新的同
5、时，多相流理论研究也取得许多新进展。,四、现场应用实例,设计参数：处理量：250 m3/d进口压力：0.3 MPa液体温度：=55 油中含水：1 %结构重量：减小1/3试验结果：新型油气水高效分离器油中含水：1 %水中含油：1000 ppm体积：缩小一半,华北油田油气书三相分离器,设计参数：处理量：250 m3/d进口压力：0.3 MPa液体温度：=55 油中含水：1 %结构重量：减小1/3,新型油气水高效分离器：油中含水：1 %水中含油：1000 ppm体积：缩小一半,高效分离器初步设计方案,中试样机设计结构图,油气水三相高效分离器实物图,四、现场应用实例,设计参数：处理量：10万桶/天水中
6、含油：20 ppm试验结果：处理量：10万桶/天水中含油：16 ppm,实验结果表明：该技术对高密度超稠油的油水分离,南海陆丰13-1平台：T型管+旋流管,设计参数：处理量：10 万桶/天水中含油：20ppm,旋流管,T型管,该页中有部分看不清，没有全部转换过来,四、现场应用实例,用管道式油水预分离技扩容的生产系统增加处理量100000桶/天，水中含油：16ppm,管道分离技术一陆丰13-1平台扩容,四、现场应用实例,渤西终端高效油气水三相分离器,设计参数：原油物性：有效粘度=20mPas操作温度：5060操作压力：600-850KPa气体处理量：1700020000 m3/d液体处理量：37
7、00 m3/d气体出口指标：含液量=50mg/m3污水出口指标：水中含油=1000ppm试验结果：旧分离器出口油中含水20%，水中含油0.5%新分离器出口油中含水5%，水中含油=100ppm,设计参数：原油物性：有效粘度20mPas操作温度：5060操作压力：600-850KPa气体处理量：1700020000 m3/d液体处理量：3700 m3/d气体出口指标：含液量50mg/m3污水出口指标：水中含油1000ppm,四、现场应用实例,渤西终端油气水高效分离器,试验结果及分析:本次试验现场取样和化验工作，全部委托给第三方完成，试验共取25个样，取样点包括来流取样，新、旧分离器出口油样，新、旧
8、分离器出口水样。,旧分离器出口油中含水20%，水中含油0.5%新分离器出口油中含水5%，水中含油=100ppm,四、现场应用实例,辽河冷13站超低温油水分离,设计参数：操作温度：32操作压力：0.45MPa液体处理量：600 m3/d来液含油：70%设计要求：油中含水：=0.5%生产运行结果：油中含水0.42%水中含油=10ppm,垂直旋流器+加药脱水工艺油密度：860kg/m3来液：油水，液量600m3/d，含水30%分离出：油中含水小于0.42% 污水含油率小于10mg/l仅用直径75mm、长1.5m的旋流管与一小沉降罐组合，代替原300m3的大型沉降罐+5个66m3分离罐的分离系统，在脱
9、水温度仅32超低温条件下，分离指标远远超出原系统。,辽河冷13站超低温油水分离,四、现场应用实例,辽河冷三站超稠油油气水三相管道分离,设计参数：原油物性：有效粘度40-100Pas密度990kg/m3操作温度：4060操作压力：KPa气体处理量：2500 m3/d液体处理量：30005000 m3/d气体出口指标：含液量=50mg/m3水中含油：=500ppm试验结果：新分离器出口水中含油=200ppm机杂小于1000ppm,二级梯型管+旋流器+复合脱水罐组合工艺超稠油（粘度：40pas-100pas，密度：990kg/m3）来液：油气水，液量3000-5000m3/d分离出：水量1600m3
10、/d 合格的天然气 脱出率大于60%以上 污水含油率小于200mg/l 积杂小于1000mg/l在不加温、不掺稀油条件下，实现了超稠油的油气水三相分离，攻克了超稠油分离难题。,四、现场应用实例,辽河曙光第5联合站油水分离,辽河曙光第5联合站油水分离曙5联设计4000 m3/d，目前来液8000m3/d,超出设计处理能力,含水率70%，为解决扩容问题，需要除水4000m3/d，原油效粘度10 50Pas，密度950kg/m3设计参数：操作温度：5060操作压力：600-850KPa液体处理量：8000 m3/d来液含水率：70%设计要求：水中含油=1000ppm生产运行结果:水中含油=100pp
11、m机杂小于1000ppm,水平旋流管+复合套管组合工艺高粘超稠油（粘度：10pas-50pas，密度：950kg/m3）来液：油水8000m3/d，含水70%分离出： 污水含油率小于100mg/l在不加温、不掺稀油条件下，在直径500mm、长度20m的管道内，实现油水分离。,四、现场应用实例,JZ9-3平台含油含聚污水处理,设计参数：原油物性：有效粘度=20mPas操作温度：5060操作压力：600-850KPa气体处理量：1700020000 m3/d液体处理量：3700 m3/d气体出口指标：含液量=50mg/m3污水出口指标：水中含油=1000ppm试验结果：旧分离器出口 油中含水20%
12、，水中含油0.5%新分离器出口 油中含水5% ，水中含油=100ppm,设备入口水中含油率为：134.18ppm经处理后水中含油率为：22.47ppm,五、结束语,管道式多相分离系统，由T型多分岔管路、垂直旋流分离和水平旋流分离管道式分离器组成，它具有处理速度快、效率高、占地面积小等优势；四种分离技术的组合应用，可以按任务要求对来流进行预分离、精细分离、生产设备扩容，还可以污水处理、节能减排等；仅通过一级分离设备可使分离后油中含水小于1%，水中含油低于100 ppm；气浮+旋流的污水处理系统可使进口污水含油量不大于1000ppm含油污水处理后达到含油小于20ppm；与传统的储罐式油气水处理技术相比，管道式油气水分离技术在重量、体积、占地面积上可减少80%以上，且不受环境压力限制，是一种适用于平台、海底和井下且不受油品和操作条件限制的全新的油气水处理技术。,
