近日，北京石油化工學(xué)院環(huán)保多相流高效分離技術(shù)與設(shè)備研究團(tuán)隊(duì)承擔(dān)的“老化油處理設(shè)備設(shè)計(jì)及配套電源系統(tǒng)研制”課題順利通過了中海油研究總院有限責(zé)任公司組織的專家組驗(yàn)收。

至此，環(huán)保多相流高效分離技術(shù)與設(shè)備研究團(tuán)隊(duì)在“十三五”期間承擔(dān)的包括國(guó)家科技重大專項(xiàng)子課題等多項(xiàng)應(yīng)用研究類課題全部順利通過結(jié)題驗(yàn)收，涉及科研項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)合計(jì)超過1000萬元，自主設(shè)計(jì)研制的油井采出液高效氣-液分離器、旋流預(yù)分水器、管式靜電聚結(jié)分離器、低壓損管式動(dòng)態(tài)渦流分離器、緊湊型電場(chǎng)破乳器等多套工程樣機(jī)自2020年下半年以來先后圓滿完成了現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)化應(yīng)用試驗(yàn)。

依托“十三五”國(guó)家科技重大專項(xiàng)子課題“高效原油處理技術(shù)研究”自主研制的油井產(chǎn)出液高效氣-液分離器、油井采出液旋流預(yù)分離器、管式靜電聚結(jié)分離器三套工程樣機(jī)，因受2020年上半年新冠肺炎疫情的影響，不得已將實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地從海上油田改為陸上油田。

經(jīng)過參與各方前期的協(xié)作努力，三套工程樣機(jī)于2020年8月20日被運(yùn)吊入駐華北油田分公司第一采油廠高陽工區(qū)高四十四站，產(chǎn)學(xué)研三方克服重重困難，在國(guó)慶節(jié)來臨前安全、有序地完成了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

經(jīng)中海油能源發(fā)展股份有限公司渤海實(shí)驗(yàn)中心進(jìn)行第三方化驗(yàn)確認(rèn)，來液含氣量在10%~90%大范圍內(nèi)變化時(shí)，通過調(diào)整高效氣-液分離器排氣口和排液口壓差，可以將液出口的含氣量和氣出口的含液量都控制在5%以下，實(shí)現(xiàn)了含氣量大范圍變化油井采出液的管式緊湊分離；來液含油量在70%~90%范圍內(nèi)變化時(shí)，在確保分水比大于50%的前提下，單管處理量10立方/小時(shí)的旋流預(yù)分離器可以將水出口的含油濃度控制在2000mg/L以下；來液含水量在60%~80%范圍內(nèi)變化時(shí)，管式靜電聚結(jié)分離器水出口的含油濃度可以降低到1000mg/L，油出口的含水量可降至5%。

上述三項(xiàng)技術(shù)著力解決原油集輸處理流程中相關(guān)設(shè)備長(zhǎng)期存在的分離效率較低、水力停留時(shí)間較長(zhǎng)、設(shè)備總體重量較大等問題，有望滿足深水浮式平臺(tái)的特點(diǎn)要求，降低浮式平臺(tái)上部載荷和建設(shè)投資，同時(shí)可以直接推廣應(yīng)用于陸上高含水油田采出液集輸處理。

按照非洲下剛果盆地Haute Mer A區(qū)塊象油田開發(fā)15年內(nèi)的最大液量和最大氣量測(cè)算，采用“油井采出液高效氣液分離器+旋流分離預(yù)脫水器+管式靜電聚結(jié)分離器”工藝對(duì)比海上油田常規(guī)“高壓三相分離器+低壓三相分離器”工藝時(shí)，在相同處理?xiàng)l件和處理效果情況下，設(shè)備重量和操作重量分別降低了87%和86%。2020年11月20日，“高效原油處理技術(shù)研究”通過了國(guó)家科技重大專項(xiàng)子課題綜合績(jī)效評(píng)價(jià)答辯評(píng)審，任務(wù)績(jī)效、財(cái)務(wù)績(jī)效和檔案績(jī)效的評(píng)價(jià)得分均在91分以上。

為了解決海上油田浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置(FPSO)存在大量老化油擠占寶貴艙容的問題，在中海油研究總院工程研究設(shè)計(jì)院的牽頭組織下，環(huán)保多相流高效分離技術(shù)與設(shè)備團(tuán)隊(duì)自2019年10月以來，依托“老化油處理設(shè)備設(shè)計(jì)及配套電源系統(tǒng)研制”課題，聯(lián)合中海油能源發(fā)展股份有限公司，設(shè)計(jì)研制了額定處理量為20立方/小時(shí)的緊湊型電場(chǎng)破乳器等工程樣機(jī)，并取得了法國(guó)國(guó)際檢驗(yàn)局（Bureau Veritas，BV）認(rèn)證。2020年12月26日-2021年1月13日，工程樣機(jī)在中海油深圳分公司流花（H）11-1油田“南海勝利號(hào)”FPSO上成功進(jìn)行了性能測(cè)試試驗(yàn)。

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，在入口老化油含水率為20%-25%、不使用破乳劑、分離罐的水力停留時(shí)間為20min左右時(shí)，僅緊湊型電場(chǎng)破乳器就可以實(shí)現(xiàn)老化油的脫水率達(dá)79.6%，脫水率提升了約55%。

配合破乳劑使用時(shí)，老化油的脫水率可提升至85.7%。相比使用“加熱升溫+破乳劑”工藝，老化油脫水率提升了約25%。

上述數(shù)據(jù)充分展示了“加熱升溫+高頻電場(chǎng)破乳+化學(xué)破乳+重力沉降”協(xié)同作用對(duì)于海上油田老化油處理具有顯著效果，課題于2021年1月22日順利通過驗(yàn)收。

油井產(chǎn)出液高效氣-液分離器、旋流預(yù)分水器、管式靜電聚結(jié)分離器、低壓損管式動(dòng)態(tài)渦流分離器、緊湊型電場(chǎng)破乳器等設(shè)備在油田現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)試驗(yàn)的先后順利完成，連同十多年來團(tuán)隊(duì)自主設(shè)計(jì)研發(fā)的緊湊型氣旋浮裝置（CFU）、緊湊型立式淺層氣浮裝置、電場(chǎng)強(qiáng)化型三相分離器，標(biāo)志著團(tuán)隊(duì)在高效油氣水多相分離技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)自主擁有了系列產(chǎn)品，能夠根據(jù)油氣田開發(fā)的實(shí)際情況，相應(yīng)提供以特色高新技術(shù)產(chǎn)品為核心的油井采出液和采出水處理工藝流程和設(shè)備組合，同時(shí)相關(guān)技術(shù)已經(jīng)拓展應(yīng)用于煉油化工領(lǐng)域。

展望“十四五”，該團(tuán)隊(duì)表示，一方面將認(rèn)真完成國(guó)家自然科學(xué)基金企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金重點(diǎn)支持項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金、北京市教育委員會(huì)-北京市自然科學(xué)基金委員會(huì)聯(lián)合資助項(xiàng)目等相關(guān)工作，圍繞管式高通量微細(xì)氣泡產(chǎn)生、管式動(dòng)態(tài)旋流分離、水包油乳化液電場(chǎng)破乳、微界面強(qiáng)化傳質(zhì)等開展高水平的應(yīng)用基礎(chǔ)研究。

另一方面，將進(jìn)一步改進(jìn)優(yōu)化高效油氣水多相分離設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繼續(xù)提升產(chǎn)品分離性能指標(biāo)，推動(dòng)高新技術(shù)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，為“十四五”期間石油石化行業(yè)實(shí)施節(jié)能減排、降本增效發(fā)展戰(zhàn)略提供“北石化”方案，同時(shí)助力保障國(guó)家油氣能源安全。

（來源：未來網(wǎng)）