[00692349]油气田采出流体高效分离技术研究

简要技术说明：由于油气田类型多，油气井采出流体的性态复杂，分离难度太大，导致油气田采出流体的分离流程长、设备庞大、能耗非常高。尽管已经采用了各种分离设备与相关技术，但均未能较好地解决油气田采出流体的高效分离问题，甚至不能有效分离(如：含油污水油水分离、稠油固液分离、聚合物驱油水分离和气液分离等)。油气田迫切需要研究开发新型的油气田采出流体的高效、节能分离技术与装备，达到节能降耗、提高油气田高效开发的目的。该研究开发采用新的技术路线，基于CFD数值分析及实验研究，针对油气田采出流体分离中液－液、液－气、液－固分离存在的问题，系统地开展了分离技术基础理论研究、分离流体性能动态研究，分离装置结构优化设计及实验测试研究。建立了系统的油气田采出流体的分离理论，编制出优化设计应用程序，创新性地设计出系列高效分离装备：①高效复合型油水液液分离装置；②立式动态旋流除砂装置；③斜板式气液分离装置，形成了油气田采出流体分离系统设计理论、计算方法、优化设计应用程序及相关设备与技术，全面提高了油气田采出流体的分离净化效果。主要技术性能指标：(1)高效复合型净化装置，分离效率达99%。分离过程油中含水≤50%，水中含油≤50mg/l。与常规流程相比，显著降低了工程投资、运行费用和综合能耗。(2)新型油气田斜板式气液分离器，能除去气流中d＞5μm的液滴，对d＞lμm的液滴脱除率可达98%，平均分离效率达99.2%。(3)稠油固液分离立式动态旋流器，处理精度≤20μm、处理液粘度≤7000mPaS，与普通除砂装置相比除砂效率提高10%，达到98%，实现了高效稠油固液分离。(4)提出了水力旋流器内部流场属于一种“广义组合涡”的新观点，并推导得出一套完整的静态旋流器结构参数n、切向速度、轴向速度、径向速度、固相颗粒运移及处理能力计算新公式，与使用的公式相比更符合流场实际情况。(5)建立了能适应国内主要油田油井采出液的油水分离旋流器模型库系统，共有72种组合，用户只需输入各油区相关物性和操作参数，即可优选设计出分离效率较高的旋流器结构。应用前景：近年来，中国油田大部分已进入高含水开采期，随着采出流体中含水量以及含砂、尘等固相的增加，原有的传统分离设备将很难满足要求。因此，油气田迫切需要研究开发新型的油气田采出流体的高效、节能分离技术与装备，达到节能降耗、降低成本、提高油气田高效开发的目的。基于分离技术理论开发的系列分离装置，适用性强，运行可靠，具有工艺操作方便、分离效果高、体积小、占地面积较少等特点，在油气田地面工程建设和改造上优势突出。另外，该工艺流程方案较常规流程投资少、运行费用低，提高了油气生产的安全性，经济效益与社会效益显著。