专利名称：Sagd采出液油水快速分离及超稠油长距离输送系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油采收技术领域，属于将超稠原油地面处理工艺与集输工艺进行总体优化的石油复合集输装备，特别是SAGD采出液油水快速分离及超稠油长距离输送系统。
背景技术：
目前，中国大部分陆上油田稀油区块开采作业已进入开发中后期，特稠油、超稠油区块开发事业势在必行，由于这类特稠油、超稠油在50°C时的密度接近lg/cm3，粘度大于lX106mpa. S，流动性很差，以往的采油、地面处理工艺无法将超稠原油从井筒内采出，净化超稠(原)油含水率很难低于5%。虽然现有SAGD(蒸汽重力辅助驱油)技术解决了 采油方面的技术难题，但含水SAGD超稠油采出液容易乳化且油水分离困难，为确保净化后超稠(原)油含水率达到小于I. 5%的标准，油水分离设备容积增加数倍且系统温度需维持140°C以上，导致脱水设备效率低、能耗高，同时在超稠原油集输过程中，也需消耗大量的热能功耗，经济性较差。目前，已有的超稠原油集输方案是向超稠原油中掺入稀油、或者将超稠原油就地裂解，降低超稠原油粘度，便于集输超稠原油，这直接导致下游炼油产品如浙青、润滑油品质大幅度下降，效益变差，而且所需要的大量稀油资源无法得到充足的保障。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种SAGD采出液油水快速分离及超稠油长距离输送系统，缩短超稠(原)油采出液油水分离时间，大幅降低破乳剂用量和集输温度、压力，进一步延长超稠油输送距离，降低生产成本，减少中间加热站数量或无需中间加热站，不影响下游石油广品品质。本实用新型的目的是这样实现的一种SAGD采出液油水快速分离及超稠油长距离输送系统，包括净化原油远程输送管线和油水分离系统，该系统由轻烃总储罐、轻烃暂存罐、由变频器控制转速的变频加液泵、在线粘度计、油水分离系统、净化原油暂存罐、炼油厂常压蒸馏装置、止回阀和管线构成，管线包括超稠油采出液输出管线和出油管线，轻烃总储罐出流口通过轻烃输入管线连通轻烃暂存罐进流口，轻烃暂存罐出流口通过变频加液泵连通轻烃输出管线，在轻烃输出管线上安装着能防止在其管内的轻烃回流至轻烃暂存罐的止回阀，油水分离系统由N级油水分离装置构成且具有最初端进液口和最末端出油口，每级油水分离装置由M个油水分离器构成，处于上游的单个油水分离器其出油口通过连接管线连通处于下游的单个油水分离装置进液口，超稠油采出液输出管线其一端出液管口连通油水分离系统最初端进液口，油水分离系统最末端出油口通过出油管线连通净化原油暂存罐进液口，在连接管线和/或出油管线上安装有能实时探测在其管体内流动的超稠油粘度的在线粘度计，轻烃输出管线连通超稠油采出液输出管线或连通连接管线或者连通出油管线位于油水分离系统最末端出油口与安装在出油管线上的在线粘度计之间的管段，净化原油暂存罐出液口通过净化原油远程输送管线连通炼油厂常压蒸馏装置最初端进液口，炼油厂常压蒸馏装置最末端轻烃出流口通过轻烃回输管线连通轻烃总储罐进流口。本实用新型在与油水分离器(热化学、电热化学沉降装置)进液口、出油口连通的管线(超稠油采出液输出管线或油水分离管线)上设置有轻烃加注口，轻烃输出管线一端管口通入轻烃加注口，油水分离器则位于超稠(原)油采油井井口、计量间、转油站或联合站，当超稠油采出液被注入超稠油采出液输出管线内时，本实用新型所循环利用的轻烃(溶质或溶剂)从轻烃暂存罐经轻烃输出管线和轻烃加注口被变频加液泵泵入超稠油采出液输出管线或油水分离管线内，与位于超稠油采出液输出管线或油水分离管线内的SAGD超稠油采出液相混合(经轻烃加注口泵入超稠油采出液输出管线或油水分离管线内的轻烃(天然气、液化气、凝析油、直馏汽油、直馏柴油、焦化汽油、焦化柴油其中之一或者其任意两者或两者以上相组合的复配组份)与超稠油采出液的混合比例 决定超稠油采出液或由其净化得来的超稠(原)油的粘度)，再由水力搅拌(或静态混合器)混合后，能使超稠油采出液油相在50°C的粘度下降率达到99%以上，油水分离时间缩短30%，净化超稠(原)油其经管道输送的里程不但被大幅延长，而且集输能耗明显下降。本实用新型掺入SA⑶超稠油的轻烃(溶质或溶剂)在下游炼厂的炼油环节通过常压蒸馏装置蒸馏出来以被重新回收至轻烃总储罐，轻烃总储罐存储的轻烃再依次经轻烃输入管线、轻烃暂存罐返输到(油田联合站)的掺入口(轻烃加注口)，再次进入SAGD超稠油采出液油水快速分离及超稠油长距离输送系统，掺入刚出井的SAGD超稠油采出液，并连同SAGD超稠油经常压蒸馏装置被蒸馏出来，最终被返输至轻烃总储罐，依此类推，以便被SAGD超稠油采出液油水快速分离及超稠油长距离输送系统不断地重复循环利用，因此，本实用新型所用轻烃的总量至少在很长一段时间内基本保持不变。从本实用新型的具体实施工况可得出，本实用新型能对SAGD(蒸汽重力辅助驱油Steam Assisted Gravity Drainage)超稠(原)油采出液进行快速油水分离,无需对净化超稠(原)油的远程输送管线分段加热，净化超稠(原)油在(净化原油远程输送管线内)集输的过程中的温度低于100°C，其化学破乳剂用量小于200mg/L，大幅延长了其经脱水处理的净化超稠(原)油的远程输送距离，而且本实用新型将油田超稠原油脱水单元、下游炼厂炼制单元整合成一个大系统，实现了集超稠(原)油开发、集输与炼制为一体的超稠油复合开发技术，结构合理紧凑，能够大幅度提高油水分离效率，降低能耗和超稠(原)油的生产与集输成本，此外，轻烃(溶质或溶剂)能够通过现有工艺流程完全被回收再利用、循环，节约宝贵有限的石化资源。可见，本实用新型的有益效果是缩短超稠(原)油采出液油水分离时间，大幅降低破乳剂用量和集输温度、压力，进一步延长超稠油输送距离，生产成本(用料成本和能耗成本)，减少中间加热站数量或无需中间加热站，不影响下游石油广品品质。
下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。图I为本实用新型的连接结构示意图；图2为本实用新型变频加液泵控制系统实施例I的结构连接示意图；图3为本实用新型变频加液泵控制系统实施例2的结构连接示意图；图4为本实用新型变频加液泵控制系统实施例3的结构连接示意图；[0012]图5为本实用新型变频加液泵控制系统实施例4的结构连接示意图。
具体实施方式
本实用新型的技术结构不受下述有限数量实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际生产情况来确定具体的实施方式。一种SAGD采出液油水快速分离及超稠油长距离输送系统，包括净化原油远程输送管线16和油水分离系统，如图I所示，该系统(其部分现有系统本身具备集输泵)由轻烃总储罐I、轻烃暂存罐3、由变频器19控制转速的变频加液泵5、在线粘度计21、油水分离系统、净化原油暂存罐14、炼油厂常压蒸馏装置17、止回阀7和管线构成，管线包括超稠油采出液输出管线8和出油管线，轻烃总储罐I出流口通过轻烃输入管线2连通轻烃暂存罐3进流口，轻烃暂存罐3出流口通过变频加液泵5连通轻烃输出管线6，在轻烃输出管线6上 安装着能防止在其管内的轻烃回流至轻烃暂存罐3的止回阀7，油水分离系统由N级油水分离装置构成且具有最初端进液口和最末端出油口，每级油水分离装置由M个油水分离器构成，处于上游的单个油水分离器其出油口通过连接管线连通处于下游的单个油水分离装置进液口，超稠油采出液输出管线8其一端出液管口连通油水分离系统最初端进液口，油水分离系统最末端出油口通过出油管线连通净化原油暂存罐14进液口，在连接管线和/或出油管线上安装有能实时探测在其管体内流动的超稠油粘度的在线粘度计21，轻烃输出管线6连通超稠油采出液输出管线8或连通连接管线或者连通出油管线位于油水分离系统最末端出油口与安装在出油管线上的在线粘度计21之间的管段，净化原油暂存罐14出液口通过净化原油远程输送管线16连通炼油厂常压蒸馏装置17最初端进液口，炼油厂常压蒸馏装置17最末端轻烃出流口通过轻烃回输管线18连通轻烃总储罐I进流口。轻烃总储罐I所存储的轻烃是天然气、液化气、凝析油、直馏汽油、直馏柴油、焦化汽油、焦化柴油与煤油中的任意一种或者为由其中任意两种或两种以上的组合构成。如图I所示，N=2，M=I,即油水分离系统由两级油水分离装置构成，每级油水分离装置由一个油水分离器构成，在线粘度计21分为第一在线粘度计11和第二在线粘度计15 ；超稠油采出液输出管线8其一端出液管口连接第一油水分离器9作为油水分离系统最初端进液口的进液口，所述的连接管线为单一的第一连接管线10,所述的出油管线为单一的第一出油管线13，第一油水分离器9的出油口通过第一连接管线10连通第二油水分离器12作为油水分离系统最末端出油口的出油口，在第一连接管线10上安装有能实时探测在其管内流动液体粘度的第一在线粘度计11，第二油水分离器12的出油口通过第一出油管线13连通净化原油暂存罐14进液口，在第一出油管线13上安装有能实时探测在其管内流动液体粘度的第二在线粘度计15 ;轻烃输出管线6连通超稠油采出液输出管线8。如图I中标记A指向的虚线圈所示之处，轻烃输出管线6(以虚线表示)连通第一连接管线10，或者如图I中标记B指向的虚线圈所示之处，轻烃输出管线6 (以虚线表示)连通第一出油管线13位于油水分离系统最末端出油口与安装在第一出油管线13上的在线粘度计21之间的管段。净化原油远程输送管线16的长度L取值范围为L ^ 20km，，净化原油远程输送管线16的管径为常规管径为273mm。在净化原油远程输送管线16外管周壁上包裹有保温层，L的取值范围为IOOkm 彡 L 彡 130km。如图I所示，在轻烃输出管线6上安装着能探测其管内轻烃压力的压力表4。如图2、图4所示，在线粘度计21信号输出端通过第一信号输送线200连接控制器20信号输入端，或者如图3、图5所示，在线粘度计21信号输出端通过第一信号导线220连接第一无线发送器22信号输入端，第一无线接收器23信号输出端通过第二信号导线230连接控制器20信号输入端；如图2、图3所示，控制器20信号输出端通过第二信号输送线190连接变频器19信号输入端，或者如图4、图5所示，控制器20信号输出端通过第三信号导线240连接第二无线发送器24信号输入端，第二无线接收器25信号输出端通过第四信号导线250连接变频器19信号输入端；如图2至图5所示，变频器19信号输出端通过第五信号导线50连接变频加液泵5信号输入端。本实用新型可使控制器20根据在线粘度计21所提供的粘度数据通过变频器19 智能自主控制变频加液泵5的转速，以实时调整变频加液泵5轻烃排量，用控制器20自动化控制SAGD采出液的集输效率，因此，需要通过计算机给控制器20编制根据在线粘度计传回的粘度数据而相应控制变频加液泵5轻烃排量的可擦写或只读程序(用于工业自动化过程控制)，使控制器20运行该可擦写或只读程序，即可具备智能自主调整变频加液泵5轻烃排量的功能，此外，在线粘度计21可通过一对无线信号收发装置将其采集的粘度数据传送给(设置在下游炼厂或采油现场)控制器20，控制器20也可通过一对无线信号收发装置将控制信号传送给变频器19，方便(在下游炼厂或采油现场的)值班人员实时远程监控在线粘度计21所采集的粘度与变频加液泵5轻烃排量的变化。本实用新型的某一应用实施例为在轻烃总储罐I内注入(单一或混合)的轻烃(作为降粘剂，它是天然气、液化气、凝析油、直馏汽油、直馏柴油、焦化汽油、焦化柴油与煤油中的任意一种或者为由其中任意两种或两种以上的组合构成)，开启变频加液泵5，将轻烃按实验室内预先确定的掺入比例(即变频加液泵5的排量Qo其所对应的轻烃质量相对于SAGD超稠油采出液的流量所对应的质量的比例)泵入超稠油采出液输出管线8和/或连接管线和/或出油管线内，与油田出井SAGD超稠油采出液(通过水力搅拌和/或静态混合器)均匀混合后，经第一油水分离器9脱水后，变成含水率低的超稠原油，再经第一连接管线10进入第二油水分离器12，第一在线式粘度计11设置在第一出油管线13上，根据对在第一出油管线13所得粘度数据的分析控制变频加液泵5的轻烃排量(即变频加液泵轻烃排量所对应的质量)，保证合理的降粘率，提高SAGD(蒸汽重力辅助驱油Steam AssistedGravity Drainage)超稠油(采出液)在第二油水分离器12等后续设备中的分离速度，同时进一步降低净化超稠油粘度，以达到降低净化SAGD超稠油集输温度的目的；掺有轻烃的净化SAGD超稠油经净化原油远程输送管线16输送至(下游)炼厂，并在(下游)炼厂常压蒸馏装置(单元)中被分馏，以便将净化SAGD超稠(原)油的轻烃蒸馏出来、回收至轻烃总储罐I中，回收的轻烃再通过轻烃输出管线2返输到(油田联合站的)轻烃暂存罐3，至此，回收的轻烃完成一次工作循环。科学实验证明，(液态或气态)轻烃对超稠油具有很好的降粘作用，本实用新型将轻烃充当为降粘溶质或溶剂，利用相似相容原理降低SAGD超稠油在净化原油远程输送管线16内的粘度。例如以风城油田SAGD超稠油采出液为实验对象，本发明所循环利用的轻烃为焦化柴油，设焦化柴油掺入比例(%)的定义为变频加液泵5的排量Qo其所对应的焦化柴油质量相对于SAGD超稠油采出液的流量所对应的质量的比例，焦化柴油掺入比例可通过如下(说明书最末)焦化柴油降粘实验数据表(即焦化柴油掺入比例、温度与SAGD超稠(原)油粘度对应的数据表)，若选择10%的焦化柴油掺入比例，则能确保温度为90°C的(混合)SAGD超稠(原)油的粘度会小 于500mpa. s，如需要选择其它焦化柴油掺入比例，可参照如下(说明书最末)焦化柴油降粘实验数据表根据不同的温度进行对应得出不同的SAGD超稠(原)油的粘度(不同温度和不同的焦化柴油掺入比例对应不同SAGD超稠(原)油的粘度)。焦化柴油虽然只是所有轻烃中的一种类型，但科学事实证明，本发明循环利用的轻烃如天然气、液化气、凝析油、直馏汽油、直馏柴油、焦化汽油、焦化柴油与煤油中任意一种或者其中任意两种或任意两种以上组合的混合物，根据有机物(溶质与溶剂)相似相容的规律，它们都可作为降粘剂，都能与(作为溶剂或溶质的)SAGD超稠(原)油互溶或溶解在SA⑶超稠(原)油之中，同理，通过实践反复验证，当SA⑶超稠(原)油(采出液)的温度不变时，SA⑶超稠(原)油的粘度会随着包括焦化柴油在内的轻烃掺入比例(比照于焦化柴油掺入比例的定义，即变频加液泵5的轻烃排量其所对应的轻烃质量相对于SAGD超稠油采出液的流量所对应的质量的比例)的逐步提高相应逐渐降低，即便SAGD超稠(原)油(采出液)在净化原油远程输送管线16内向下游炼厂(常压蒸馏装置)被输送的过程中，其温度会受到大气环境温度的影响逐步降低冷却至常温，但只要保证足够的轻烃掺入比例，就能抵消因温降而导致粘度上升的负面影响，甚至是当轻烃掺入比例足够高时，掺有轻烃的SAGD超稠(原)油在常温时的粘度明显低于未掺有轻烃的SAGD超稠(原)油高于常温的粘度。
权利要求1.一种SAGD采出液油水快速分离及超稠油长距离输送系统，包括净化原油远程输送管线(16)和油水分离系统，其特征在于由轻烃总储罐(I)、轻烃暂存罐(3)、由变频器(19)控制转速的变频加液泵(5)、在线粘度计(21)、油水分离系统、净化原油暂存罐(14)、炼油厂常压蒸馏装置(17)、止回阀(7)和管线构成，管线包括超稠油采出液输出管线(8)和出油管线，轻烃总储罐(I)出流口通过轻烃输入管线(2)连通轻烃暂存罐(3)进流口，轻烃暂存罐(3)出流口通过变频加液泵(5)连通轻烃输出管线￠)，在轻烃输出管线(6)上安装着能防止在其管内的轻烃回流至轻烃暂存罐(3)的止回阀(7)，油水分离系统由N级油水分离装置构成且具有最初端进液口和最末端出油口，每级油水分离装置由M个油水分离器构成，处于上游的单个油水分离器其出油口通过连接管线连通处于下游的单个油水分离装置进液口，超稠油采出液输出管线(8)其一端出液管口连通油水分离系统最初端进液口，油水分离系统最末端出油口通过出油管线连通净化原油暂存罐(14)进液口，在连接管线和/或出油管线上安装有能实时探测在其管体内流动的超稠油粘度的在线粘度计(21)，轻烃输出管线(6)连通超稠油采出液输出管线(8)或连通连接管线或者连通出油管线位于油水分离系统最末端出油口与安装在出油管线上的在线粘度计(21)之间的管段，净化原油暂存罐(14)出液口通过净化原油远程输送管线(16)连通炼油厂常压蒸馏装置(17)最初端进液口，炼油厂常压蒸馏装置(17)最末端轻烃出流口通过轻烃回输管线(18)连通轻烃总储te⑴进流口。
2.根据权利要求I所述的SAGD采出液油水快速分离及超稠油长距离输送系统，其特征是N=2，M=I,在线粘度计(21)分为第一在线粘度计(11)和第二在线粘度计(15);超稠油采出液输出管线(8)其一端出液管口连接第一油水分离器(9)作为油水分离系统最初端进液口的进液口，所述的连接管线为单一的第一连接管线(10)，所述的出油管线为单一的第一出油管线(13)，第一油水分离器(9)的出油口通过第一连接管线(10)连通第二油水分离器(12)作为油水分离系统最末端出油口的出油口，在第一连接管线(10)上安装有能实时探测在其管内流动液体粘度的第一在线粘度计(11)，第二油水分离器(12)的出油口通过第一出油管线(13)连通净化原油暂存罐(14)进液口，在第一出油管线(13)上安装有能实时探测在其管内流动液体粘度的第二在线粘度计(15);轻烃输出管线(6)连通超稠油采出液输出管线⑶。
3.根据权利要求I所述的SAGD采出液油水快速分离及超稠油长距离输送系统，其特征是净化原油远程输送管线(16)的长度L取值范围为L≥20km。
4.根据权利要求3所述的SAGD采出液油水快速分离及超稠油长距离输送系统，其特征是在净化原油远程输送管线(16)外管周壁上包裹有保温层，L的取值范围为IOOkm ≤ L ≤ 130km。
5.根据权利要求I所述的SAGD采出液油水快速分离及超稠油长距离输送系统，其特征是在轻烃输出管线(6)上安装着能探测其管内轻烃压力的压力表(4)。
6.根据权利要求I所述的SAGD采出液油水快速分离及超稠油长距离输送系统，其特征是在线粘度计(21)信号输出端通过第一信号输送线(200)连接控制器(20)信号输入端，或者在线粘度计(21)信号输出端通过第一信号导线(220)连接第一无线发送器(22)信号输入端，第一无线接收器(23)信号输出端通过第二信号导线(230)连接控制器(20)信号输入端；控制器(20)信号输出端通过第二信号输送线(190)连接变频器(19)信号输入端，或者控制器(20)信号输出端通过第三信号导线(240)连接第二无线发送器(24)信号输入端，第 二无线接收器(25)信号输出端通过第四信号导线(250)连接变频器(19)信号输入端；变频器(19)信号输出端通过第五信号导线(50)连接变频加液泵(5)信号输入端。
专利摘要本实用新型公开了一种SAGD采出液油水快速分离及超稠油长距离输送系统，轻烃总储罐出流口通过轻烃输入管线连通轻烃暂存罐进流口，轻烃暂存罐出流口通过变频加液泵连通轻烃输出管线，在轻烃输出管线上安装着能防止在其管内的轻烃回流至轻烃暂存罐的止回阀，油水分离系统最末端出油口通过出油管线连通净化原油暂存罐进液口，在连接管线和/或出油管线上安装有在线粘度计，轻烃输出管线连通超稠油采出液输出管线或连通连接管线或者连通出油管线位于油水分离系统最末端出油口与安装在出油管线上的在线粘度计之间的管段。本实用新型延长超稠油输送距离，进一步降低能耗。本实用新型进一步延长超稠油输送距离，降低生产成本，不影响下游石油产品品质。
文档编号E21B43/34GK202595052SQ20122025889
公开日2012年12月12日 申请日期2012年6月3日 优先权日2012年6月3日
发明者赵波, 张晨, 冉蜀勇, 黄强, 周少雄, 蒋旭, 范玉新, 杨飞, 郑小林 申请人:新疆科力新技术发展有限公司, 新疆石油勘察设计研究院(有限公司)