郭　晶 ， 魏建宏

(1.濮陽中油工程管理有限公司 ， 河南 濮陽　457001 ; 2.中國石化 中原油田油氣儲(chǔ)運(yùn)管理處 ， 河南 濮陽　457001)

降低三相分離器出口原油含氣率的方法及途徑

郭晶1， 魏建宏2

(1.濮陽中油工程管理有限公司 ， 河南 濮陽457001 ; 2.中國石化 中原油田油氣儲(chǔ)運(yùn)管理處 ， 河南 濮陽457001)

三相分離器出口原油含氣率是影響原油在線密閉計(jì)量精度的一個(gè)重要因素，如何降低三相分離器出口原油含氣率是原油計(jì)量工作的一大難題。本文從五個(gè)方面對(duì)降低三相分離器出口原油含氣率進(jìn)行了闡述。

三相分離器 ； 含氣率 ； 方法 ； 途徑

0　前言

隨著油田開發(fā)的不斷深入，為了提高油田的開發(fā)效率，對(duì)井口原油的計(jì)量精度要求日益提高。1996年以來，中原油田在胡狀聯(lián)合站內(nèi)推廣應(yīng)用油、氣、水三相分離器對(duì)各條油氣集輸干線內(nèi)物料三相分離后進(jìn)行各相計(jì)量(油、氣、水)，實(shí)現(xiàn)了進(jìn)站原油分線計(jì)量。三相分離器的分離效果將直接影響各相計(jì)量的準(zhǔn)確性，其分離后的原油含氣率是體現(xiàn)其分離效果的重要指標(biāo)之一，原油含氣率不易測定和控制，一般要求三相分離器分離后其出口原油含氣率≤0.02 m3(氣)/m3(油)[1]。

通過對(duì)三相分離器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)、實(shí)行端點(diǎn)投加原油破乳劑、優(yōu)化工作參數(shù)等途徑，不僅降低了分離后原油的含水率，同時(shí)也降低了含氣率，原油分線計(jì)量與盤庫產(chǎn)量的相對(duì)誤差也減小。

1　三相分離器出口原油含氣率超標(biāo)的危害

原油含氣率超標(biāo)不僅增大計(jì)量誤差，也不利于油田原油產(chǎn)量的動(dòng)態(tài)分析和地質(zhì)開發(fā)方案的制定，同時(shí)還具有以下幾個(gè)方面的危害：一是離心式輸油泵工況變差，泵效率降低；二是原油夾帶的大量氣體將通過常壓儲(chǔ)罐排入大氣，導(dǎo)致?lián)p耗，污染環(huán)境，且易發(fā)生火災(zāi)危害；三是增加原油后續(xù)處理難度，加大處理成本。因此，需將三相分離器出口原油含氣率控制在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。

2　降低分離后原油含氣率的方法和途徑

影響三相分離器分離后原油含氣率的主要因素有：分離器的結(jié)構(gòu)、分離方式、原油黏度、原油在分離器的停留時(shí)間和分離壓力等。因此，可以通過改進(jìn)分離器結(jié)構(gòu)、降低原油黏度、增加分離級(jí)數(shù)等工藝措施，以及通過調(diào)整分離壓力、增加原油在分離器中的停留時(shí)間等操作方法，以降低三相分離器出口的原油含氣率和原油計(jì)量誤差。

2.1三相分離器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)

①入口分流器的改進(jìn)。三相分離器的入口分流器壓降愈大，原油中就有愈多的溶解氣析出，形成小氣泡，如果分離器直徑較小，則不利于氣體從原油中析出。有關(guān)資料表明：離心式、窄縫式入口分離器所產(chǎn)生的氣泡體積是穩(wěn)定式的5～6倍，中原油田胡狀聯(lián)合站三相分離器投產(chǎn)時(shí)入口分流器是窄縫式，后改為穩(wěn)定式，使用結(jié)果表明其分離效果明顯優(yōu)于窄縫式的，有效地降低了三相分離器出口原油含氣率。②增加擋泡板。在分離器沉降段增加擋泡板，裝在氣液隔板的下方，與液流方向垂直。擋泡板用來阻止浮在液面上的氣泡向原油出口方向流動(dòng)，使氣泡在液面上有足夠的停留時(shí)間破裂并進(jìn)入氣相。

2.2降低原油的黏度

原油的黏度隨溫度的升降而變化。原油溫度降低，黏度增大，原油中夾帶的氣泡就越難浮出液面，造成原油含氣率上升。通過提高原油溫度可以降低

黏度達(dá)到降低三相分離器出口原油含氣率的目的。圖1是原油的黏溫曲線圖。32 ℃時(shí)，原油的黏度是68.7×10-6m2/s；40 ℃時(shí)，原油的黏度是56.2×10-6m2/s。胡狀聯(lián)合站三相分離器投產(chǎn)時(shí)原油溫度僅32 ℃，其中氣泡不宜浮出液面，通過在分離器進(jìn)口處增加換熱器，使原油溫度提高到40 ℃，黏度下降了12.5×10-6m2/s。三相分離器出口原油含氣率下降了21.7%。

圖1　一個(gè)大氣壓下原油的黏溫曲線

此方法簡單易行，效果明顯，采用此方法僅需確定科學(xué)合理的原油溫度，既能降低三相分離器出口原油含氣率，又不至于浪費(fèi)能源，這需要在分離器操作中不斷摸索、試驗(yàn)和總結(jié)，以到達(dá)經(jīng)濟(jì)合理的最佳分離效果。

2.3選定科學(xué)合理的分離方式和級(jí)數(shù)

井口原油分離方式有三種：一次分離、連續(xù)分離和多級(jí)分離。由于一次分離原油直接進(jìn)罐，油氣混合物進(jìn)罐時(shí)沖擊力很大，且有大量氣體從儲(chǔ)罐排出，浪費(fèi)能源，存在安全環(huán)保隱患；若連續(xù)分離，因其投入較大且需特殊的技術(shù)支持，在生產(chǎn)中較難實(shí)現(xiàn)。所以這兩種分離方式在生產(chǎn)中應(yīng)用很少。而多級(jí)分離具有滿足礦場集輸、計(jì)量要求、便于現(xiàn)場操作等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于采油廠生產(chǎn)實(shí)際中。一臺(tái)分離器和油罐串聯(lián)為二級(jí)分離方式，二臺(tái)分離器和油罐串聯(lián)為三級(jí)分離，依次類推。三級(jí)分離流程見圖2。

1.井口來油　2.一級(jí)三相分離器　3.二級(jí)三相分離器

采用多級(jí)分離方式的關(guān)鍵是確定科學(xué)的分離級(jí)數(shù)。分離級(jí)數(shù)愈多，從原油中析出的氣體愈多，分離器出口原油含氣率越低，原油計(jì)量精度越高。而設(shè)備的投資和運(yùn)行成本投入加大，經(jīng)濟(jì)效益降低。經(jīng)過技術(shù)和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，對(duì)于一般油田，采用三級(jí)或四級(jí)分離方式，技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益較好；對(duì)于低油氣比的油田而言，則采用二級(jí)分離，經(jīng)濟(jì)效果較佳。

2.4降低分離壓力

分離壓力對(duì)三相分離器出口原油含氣率影響較大，壓力愈大，氣液密度差愈小，氣泡愈不易浮至液面，造成原油含氣率增高。根據(jù)克別爾的多級(jí)分離各級(jí)間壓力比的經(jīng)驗(yàn)公式，若分離級(jí)數(shù)為n，各級(jí)分離操作壓力分別為p1、p2……pn(絕對(duì)壓力)，則各級(jí)間的分離壓力比R為：

若末級(jí)壓力為0.1 MPa(絕對(duì)壓力)，那么，在采用多級(jí)分離方式時(shí)，可根據(jù)以上公式算出壓力比來確定各級(jí)的分離操作壓力。實(shí)際生產(chǎn)中，可在滿足三相分離器出氣帶油達(dá)標(biāo)情況下，使分離器壓力更趨科學(xué)合理，以降低分離器出口原油含氣率，提高原油計(jì)量精度。

2.5延長原油在分離器中的停留時(shí)間

原油在分離器中的停留時(shí)間就是油氣沉降分離時(shí)間，停留時(shí)間過短，溶解在原油中的氣泡來不及析出或已析出的氣泡來不及浮至液面就被原油帶出分離器，造成原油含氣率增高。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：一般原油在分離器中的停留時(shí)間為1～3 min，起泡時(shí)間為5～20 min。為降低分離器出油含氣率，在實(shí)際生產(chǎn)中，首先應(yīng)該根據(jù)不同的液量選擇適合的分離器，以保證原油在分離器中的停留時(shí)間。

3　結(jié)論和建議

通過理論分析和現(xiàn)場實(shí)踐，采用以下方法和途徑可以降低三相分離器出口原油含氣率：①改進(jìn)三相分離器結(jié)構(gòu)，如改進(jìn)口分流器、增加擋泡板等；②降低原油的黏度；③選定科學(xué)合理的分離方式和級(jí)數(shù)；④降低分離壓力；⑤延長原油在分離器中的停留時(shí)間。

通過改進(jìn)三相分離器結(jié)構(gòu)、降低原油的黏度及確定科學(xué)合理的分離級(jí)數(shù)和分離壓力等方法，降低了分離器出口原油含氣率，使原油計(jì)量誤差率平均下降了2.3%，提高了原油計(jì)量精度和綜合效益。

TQ050.7

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1003-3467(2015)03-0056-02

2015-01-13

郭晶(1973- )男，工程師，從事工程管理工作，電話：(0393)4870254。