多层系原油合采集输及配套工艺技术

魏小林 康乐 李丽 于世春

1长庆油田油气工艺研究院 2长庆油田采油五厂3低渗透油气田勘探开发国家工程实验室

多层系原油合采集输及配套工艺技术

魏小林1;3康乐2李丽1;3于世春1;3

1长庆油田油气工艺研究院 2长庆油田采油五厂3低渗透油气田勘探开发国家工程实验室

长庆油田进行多层系合采开发时，采出水水型不配伍，集输、注水管线出现腐蚀结垢，导致地面系统管线堵塞，泵、加热炉堵塞，生产系统压力高，集输系统无法运行。通过对不同层位采出水进行离子组成分析，认为两种及以上不相容离子的地层水相混，就会产生易于沉淀的液体，这是管线结垢的主要原因。为了防止不相容的地层水混合，对地层水的配伍性进行了试验：配伍性较好的层系，集输系统采用合层集输、除垢防堵；配伍性不好较易结垢的层系，集输系统采用分层集输，双流程顺序输送，污水处理及回注系统采用分层处理，清污水分段、分层智能注水流程。

长庆油田；多层系；原油合采；结垢；集输及配套工艺技术

随着油田的逐步开采，长庆油田地层渗透率及原油产量逐渐减低，开采成本加大，多层系合采已成为提高单井产量及经济效益的一个重要手段。在多层系合采过程中，由于产出液组成复杂，水质配伍性差异大，集输、注水系统极易结垢，导致地面系统管线、泵、加热炉堵塞，生产系统压力高，集输系统无法运行的问题。

1 管线结垢原因分析

经现场调查，结垢主要存在于增压点、接转站的加热炉管线出口处及总机关的混合油管线上，结垢站点约占总站点的40%。对采集的垢样进行了酸溶性测定，3块垢样盐酸中的溶蚀率分别为1.0%、3.0%和0.4%，经X射线衍射分析，得出垢样主要为硫酸钡。通过分析数据及输油方式可以推断，集输系统中因不同层位地层水的混合可产生结垢，并且水质矿化度高，原油在输送中又多次发生压力和温度的变化，这些因素最终也将促使管线结垢[1]。

为了进一步对管线结垢成因进行分析，确定不同层位油品的配伍性，确定原油集输及配套工艺技术，共采集8种不同层位的油样进行了配伍性试验。水样离子组成分析结果见表1。

表1 长庆油田地层水水质分析结果

由表1所列分析结果可知，油田采出水中延长组长1、长2均不含硫酸根、碳酸根离子，具有较好的配伍性。长1～长8钡离子与钙离子含量高，一旦与延安组硫酸根、碳酸根离子含量较高的延9层采出水混合后，将产生大量的碳酸钙和硫酸钡垢；除长1与长2层外，延长组其他层位均含有钡离子与硫酸根离子，相互混合都会产生硫酸钡垢。硫酸钡垢非常致密、坚硬，防治及处理相当困难，高钡离子引起的硫酸钡锶垢的防治到目前为止仍是国际性的难题。

因此，在同一区域叠合开发不同层位原油时，为了避免集输系统管线及设备结垢，保障正常生产，将不含不相容离子采出水的油井采取混合集输，含不相容离子采出水的油井分开集输，这样可以避免由于统一混输造成的不同水型水质不配伍而结垢的现象发生。

2 油气集输及配套工艺技术

为了从流程上防止因配伍性不好的层系原油混合，集输系统采用分层集输、双流程顺序输送，污水处理及回注系统采用分层处理，清、污水分段、分层智能注水工艺流程。配伍性较好的层系原油，集输系统采用合层集输、除垢防堵工艺流程，共用处理及回注系统，共用公共设施。

2.1 油气集输工艺技术

（1） 合层集输、除垢防堵技术。合层集输采用了除垢过滤器，防止不同层系原油集输时地面系统结垢。除垢过滤器工作原理：液体进入除垢过滤器流过除垢填料，液体中的垢晶被除垢填料吸附而截留，当填料上吸附的垢堵塞流体通道而影响流体通行后（除垢器进出口压差明显升高），将填料连同吸附的垢取出，更换新的填料。

（2） 分层集输、分层处理技术。对两套层系、同时开发的叠合区块，增压点采用双流程建设，分层输送技术，不同层位含水原油在增压点内实现双流程处理，分别输送。接转站采用顺序输送方式，在接转站不同层位含水原油从各自的储罐进入管道，在联合站单独接收，以便不互相掺混。联合站采用双流程分层处理，分层回注工艺。

2.2 注水工艺技术

（1）注水站污水分注工艺在清、污水分注工艺技术基础上，将公用的喂水泵、注水泵的单出口改为双出口，并在喂水泵、注水泵的进、出口各加装放水口，在污水交替之前将前一种污水全部放空，以防两种污水结垢而引起管路堵塞[2]。

（2）同管网清、污水分段、分层注水工艺。对单一介质的稳流配水阀组进行改进，提出了清、污水阀组分注不同层位污水的分注工艺技术；对于单层系开发的井场，该工艺流程的阀组采用一条注水干线，实现清、污水分段交替注水；对于两种层系开发的井场，该工艺流程的阀组采用两条注水干线，一个层系的注水井回注同层污水，另一个层系的注水井注清水。

2.3 污水处理技术

依据多层系水型配伍性试验，结合分层脱水工艺，油田采出水采用相对集中、分层处理、分层回注的工艺，即采出水配伍性较好的层系集中脱水处理，易结垢采出水分层处理，处理后水注入相应的层。

3 结语

多层系原油合采集输及配套工艺技术在长庆油田得到了广泛应用，解决了多层系合采过程中地面设备、管线的结垢问题，防垢、防堵效果良好，保障了油田集输、注水、污水处理及回注系统的安全平稳运行。

[1]贾海波，郭焱，李昱江，等．陕北油田集输系统结垢机理研究[J]．油气田地面工程，2009，28（11）：9-11．

[2]祝海涛，李毓枫，史瑞雪，等．油田产出水结垢原因与防治对策研究[J]．石油化工应用，2008，27（2）：55-601

10.3969/j.issn.1006-6896.2011.11.031

魏小林：1997年毕业于西南石油学院石油与天然气储运专业,工学学士，现在长庆油田油气工艺研究院地面室从事科研工作。

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（栏目主持 张秀丽）