样分析数据表
[0071]
口 07引结垢主要由巧垢、儀垢组成，并夹带部分铁诱和泥沙。按照分析结果计算垢样中固 体成份百分比见表：
[0073] 表2、垢样固体成份比例表
[0074]
阳〇巧]由表2可知，其巧垢占60% W上，所W优选清垢剂主要针对于巧垢。本实施例采用 的清垢剂为盐酸。
[0076] 步骤B，根据=相分离器水出口结垢量估算。=相分离器为邸式分离器，长度为 14. 4m，半径为1. 8m，正常生产油水界面高度为1. 85m，其内部主要由油室堪板、整流填料、 管路等组成。 阳077] 按结垢厚度2cm估算，分离器罐体内壁1. 85m W下与油水接触，结垢量为1. 9m3,整 流填料分离器结垢量为2. 2m3,油室堪板结垢量为1. Im3,管路结垢量为0.1 m3,合计5. 3m3。 实验室内测得垢样密度为1. 96g/cm3,5. 3m3垢质量为10. 3化。
[0078] 步骤C，按照现场结垢量与容积比1 :16,实验室内将1. 0786g垢物放入16ml加有 10(K)ppm清垢剂的现场水中，在45°C水浴中放置2小时后，将垢物取出放入11(TC烘箱，烘干 称重，重量为1. 〇753g。垢物减少量=1. 0786-1. 0753 = 0. 0033g，清垢剂与减少垢量比为 4. 848。10. 3化垢物所用清垢剂50. 37t，如每天按It加药，50天可溶完垢物。
[0079] 常溫常压下用腐蚀速率测定仪测定清垢剂腐蚀速率为：0. 0005mm/a(现场污水腐 蚀速率为 0. 〇〇129mm/a)。
[0080] 1、两支试管内加入50ml现场水，分别放入l(K)ppm絮凝剂，在右侧试管加入 lOOOppm清垢剂，震荡后观察水样变化；2、两支试管内加入50ml现场油水混合物，分别加入 lOOppm破乳剂，在右侧试管加入lOOOppm清垢剂，震荡后观察水样变化。
[0081] 步骤D，施工准备，设备如图2所示，包括：加药箱1，加药箱侧壁的顶部设置进液口 2,进液口 2通过管路与倒药累3连接，加药箱侧壁的底部设置出液口 4,其中图中的9为= 相分离器的简要示意图，所述出液口 4通过管路经由加药累5与=相分离器9的加药进口 6连接；所述倒药累3与进液口 2连接的管路上还设置压力表7。在加药累3与=相分离器 的加药进口 6连接的管路上设置安全阀8 : 阳0間 1、清垢剂：50吨；
[0083] 2、耐酸加药累：1台或多台，总排量为2吨/天； 阳084] 3、倒药累1台，排量2mVh ; 阳0化]4、加药箱1个，长1. 5米宽1. 5米高1米，并配有放空阀；
[0086] 5、将累于加药箱连接，并配有安全阀；
[0087] 6、将加药箱与加药点用管路连接；
[0088] 7、在合适位置安装压力表与放空阀；
[0089] 8、配套电源；
[0090]9、加药箱及管路作保溫处理并配有伴热。
[0091] 施工步骤
[0092] 加药量：加药量为进=相分离器总水量的1/1000。
[0093] 加药方式：连续定量点滴加药。
[0094] 宏观：每星期打开出水口电磁阀处管路，观察清垢情况；
[00巧]微观：每天监测S相分离器进出口水中Ca2\ M护含量变化值，通过计算确定清垢 量。
[0096] 清垢结束判断依据：
[0097] 宏观：打开出水口电磁阀处管路；
[009引微观：检测S相分离器进水口水质：巧离子含量：158mg/L，儀离子含量：36.Img/L，监测S相分离器出口水中Ca2\M护含量，当进水口 Ca 2+和出水口 Ca 2+含量差值《进水口 Ca2+的5%，并且，进水口Mg2邢出水口Mg2+含量差值《进水口Mg2+的5%时，清垢结束。 [0099] 风险评估： 阳100] 漏点风险 阳101] 如图3所示，管路或管壁有铁细菌和硫酸还原菌存在，在管路和分离器内壁的某 一点上形成氧化层，在正常运行情况下短时间内不会出现漏点。当进行酸洗除垢时，洗液可 与氧化层反应，形成漏点。
[0102] 硫化氨风险
[0103] 垢物中含有铁离子，铁离子与硫结合易形成硫化亚铁，当进入酸后，硫化亚铁 与酸反应生成硫化氨气体。设垢物中含有的铁离子全部为硫化亚铁，硫化亚铁的量为 8. 82X0. 88%= 0. 0776t，可生成硫化氨 30kg ;
[0104] FeS巧肥L=Fe化2+H2St 阳1化]处理方法是将反应出的硫化氨气体由管路接入废气处理池中吸收。中和30kg硫 化氨需要氨氧化钢量为70. 5化g，反应方程式为： 阳 106]H2S+2Na0H=NazS+HzO
[0107] 二氧化碳风险
[0108] 清垢反应为酸和碳酸巧、碳酸儀的反应，反应式为：
[0109] CaC〇3巧=Ca2++H2O+CO2t
[0110] MgC〇3巧=Mg2++H2O+CO2t 阳11U 根据反应式，Imol的化C〇3就要生成ImolC〇2,8.82t垢含有化C034.6吨，可W生 成的摩尔数为： 阳 11引（8. 82X 106X52. 39% )/100 = 46207mol 阳11引根据反应式，Imol的MgC〇3就要生成ImolC〇2,8. 82t垢含有MgC〇3〇. 49吨，可W生 成的摩尔数为：
[0114] (8. 82X10?X5. 54% )/84 = 5817mol
[0115] 转换成体积为： 阳 116] (46207巧817)X22. 4X10 3= 1165. 3m3
[0117] 当二氧化碳浓度超过空气中所占比例的10%，人会有窒息死亡的危险，故将所生 成1165. 3m3二氧化碳气体由管路接入废液处理池。 阳11引 超时风险 阳119] 1按管路中气体流速0.5m/s，管路尺寸4 108计算，每小时排气量16. 5方，要想将 1165. 3m3排净，需70小时。
[0120] 2垢过量风险，当=相分离器内垢物大于8. 82t，反应时间增加。 阳121] 化学反应风险
[0122] 在清垢过程中存在W下反应：
[0123] CaC〇3巧=Ca2++H2O+CO2t
[0124] MgC〇3巧=Mg2++H2O+CO2t 阳1巧]FeS巧肥L=Fe化2+&8t [0126]化巧肥L=Fe化2+H2t 阳127] 反应为置换反应，放热但不剧烈。会使体系增加0. 5~rc。
【主权项】
1. 一种油田三相分离器清垢方法，其特征在于，所述方法包括： (1) 对油田三相分离器的垢物取样，并对取得的垢样进行成分分析； (2) 对三相分离器内的垢物总量进行预测； (3) 根据步骤（1)对垢样成分分析的结果，筛选清垢所用的清垢剂； (4) 使用步骤（3)筛选出的清垢剂对三相分离器进行清垢作业。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2)是通过三相分离器内壁与油水接 触面积，以及结垢厚度进行计算来对垢物总量进行预测。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3)的筛选的依据是垢样成分、清垢 剂的溶垢速度、溶垢时间、以及清垢剂对三相分离器材料的腐蚀性；其中优选步骤（3)是根 据三相分离器内预测的垢物总量与三相分离器内油水体积的比例，取部分垢样加入现场水 中，并按照一定浓度加入清垢剂以测试清垢剂的溶垢速度和溶垢时间；所述一定浓度为步 骤（4)进行清垢作业时加入清垢剂后清垢剂在油水中的初始浓度。4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤⑷将清垢剂加入三相分离器中进行 清垢作业时，每次加入清垢剂后，清垢剂在油水中的初始浓度为1000~1500ppm。5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3)在筛选出清垢用的清垢剂后，还 对清垢剂与水处理中的其他添加剂的配伍情况进行测试。6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述其他添加剂包括絮凝剂和/或破乳 剂。7. 跟据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4)的清垢作业包括通过监测三相分 离器进出口水中Ca2+和Mg2+的含量来判断清垢是否结束的过程；其中优选当出水口与进水 口Ca2+和Mg2+的含量差值都彡进水口Ca2+和Mg2+的5%时，判断为清垢结束。8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，在步骤⑶筛选出清垢 用的清垢剂后，以及在步骤（4)进行清垢作业前，对清垢作业过程中的风险进行评估，并采 取相应处理方法的过程；优选所述的风险包括：漏点风险、产生硫化氢风险、产生二氧化碳 风险和清垢过程超时风险中的一种或多种。9. 一种用于权利要求1~8任意一项所述的油田三相分离器清垢方法的设备，其特征 在于，所述设备包括：加药箱（1)，加药箱侧壁的顶部设置进液口（2)，进液口（2)通过管路 与倒药栗（3)连接，加药箱侧壁的底部设置出液口（4)，所述出液口（4)通过管路经由加药 栗（5)与三相分离器（9)的加药进口（6)连接；优选所述倒药栗（3)与进液口（2)连接的 管路上还设置压力表（7)。10. 根据权利要求9所述的设备，其特征在于，在加药栗（5)与三相分离器的加药进口 (6)连接的管路上设置安全阀（8)。
【专利摘要】本发明提供了一种油田三相分离器清垢方法及其设备，所述方法包括：(1)对油田三相分离器的垢物取样，并对取得的垢样进行成分分析；(2)对三相分离器内的垢物总量进行预测；(3)根据步骤(1)对垢样成分分析的结果，筛选清垢所用的清垢剂；(4)使用步骤(3)筛选出的清垢剂对三相分离器进行清垢作业。本发明方法能安全、方便、高效、快速、彻底的清理三相分离器内垢物，保证油田生产运行的正常、安全。
【IPC分类】B08B3/08
【公开号】CN105170537
【申请号】
【发明人】张群, 周飞, 郑猛, 王浩, 梁凌熏, 张虎虎, 高峰, 王奇
【申请人】中国石油天然气股份有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年7月17日