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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让石油和天然气的获取更加高效目录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.结束语让石油和天然气的获取更加高效一、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。让石油和天然气的获取更加高效一、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
2、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。让石油和天然气的获取更加高效二、课题组简介分离、计量研究n多相分离n多相计量让石油和天然气的获取更加高效二、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。时间主要工作典型成果示例图片2002确定研究思路和技术路线，进行实验室与实验设备改造油气水新型高效分离器构思图2003-2005部件、部件组合性能研究，样机设计、加工实验室性能实验样机2006-2007实验室
3、样机性能实验，油田中试样机设计、加工、安装、性能测试华北油田中试样机2008提出T型管+旋流管的扩容与污水处理技术，完成实验室性能实验和陆丰平台现场试验管道式分离技术（部分分离后水中含油100ppm，污水处理从20ppm降为16ppm）2009油气水高效分离器在大庆油田的综合应用工业测试油气水高效分离器（分离后含油中部含游离水，水中含油100ppm，操作温度40）陆丰13-1平台含油污水处理工业生产系统设计、加工管道式污水处理系统（16英尺管道，日处理量10万桶）提出纳米膜气浮技术进行流花11-1（FPSO）高密度、超稠油的油水分离及其相应的含油污水处理，完成现场试验密度0.945的超稠油污水
4、含油从约30ppm降为约16ppm2010陆丰13-1平台含油污水处理工业生产系统现场安装、测试管道式含油污水处理工业生产系统流花11-1（FPSO）老化油处理设计并实施老化由的工业现场处理流花11-1（FPSO）油气水处理系统改造设计（扩容处理、分离器系统改造、污水处理系统改造，加热锅炉系统改造）流花11-1（FPSO）油气水处理系统改造方案总体设计深海海底油气水分离技术研制深海海底油气水分离技术概念设计让石油和天然气的获取更加高效二、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让石油和天然气的获取更加高效三、管道式油气水分离技术1 T型管多分岔管
5、路分离技术不同入口含油率下的油水相分布情况让石油和天然气的获取更加高效三、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型管下出口水中含油率情况让石油和天然气的获取更加高效三、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垂直旋流器利用油水两相的密度差，在离心力两相的密度差，在离心力作用下进行油水分离。油作用下进行油水分离。油水混合液在垂直旋流器，水混合液在垂直旋流器，形成高速旋转流场，产生形成高速旋转流场，产生强大离心力，并从结构设强大离心力，并从结构设计上将油水由不同开口流计上将油水由不同开口流出，实现
6、分离。出，实现分离。让石油和天然气的获取更加高效三、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让石油和天然气的获取更加高效三、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让石油和天然气的获取更加高效三、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让石油和天然气的获取更加高效三、管道式油气水分离技术3 水平旋流分离技术让石油和天然气的获取更加高效三、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
7、工艺微米孔板气泡发生装置让石油和天然气的获取更加高效三、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。在技术创新的同时，多相流理论研究也取得许多新进展。让石油和天然气的获取更加高效四、现场应用实例设计参数：
8、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让石油和天然气的获取更加高效四、现场应用实例设计参数：处理量：10万桶/天水中含油：20 ppm试验结果：处理量：10万桶/天水中含
9、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型管化学？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705020.213.019.012.070502113.010.93.5900031.120.422.227.414.6900042.334.022.320.110.3900033.432.021.624.310.7900032.330.122.622.59.7该页中有部分看不该页中有部分看不清，没有全部转换清，没有全部转换过来过来让石油和天然气的获取更加高效四、现场应用实例
10、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平台扩容让石油和天然气的获取更加高效四、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：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%，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：60
11、0-850KPa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让石油和天然气的获取更加高效四、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、旧分离器出口水样。参数样品平均值1#2#3#4#5#入口流量t/h4050708010068入口含水%51.860.664.258.654.758分离器出口油中含水%旧分离器1820252420.121.4新分离器2.83.24.84.74.1
12、3.9分离器出口水中含油ppm旧分离器486578.2542.3526.8506.6528新分离器26.476685436.652.2注：分离器入口流体压力0.68MPa，入口流体温度65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让石油和天然气的获取更加高效四、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
13、：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=100ppm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。让石油和天然气的获取更加高效四、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：600-850KP
14、a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%，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让石油和天然气的获取更加高效五、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。
