[发明专利]同时进行的原油脱水、脱盐、脱硫和稳定化

说明书

本发明公开了一体化油气分离站系统和方法。系统和方法包括用高压生产捕集器(HPPT)、低压生产捕集器(LPPT)、低压脱气罐(LPDT)、第一热交换器、第二热交换器、LPPT循环水流、洗涤用淡水供给流和LPDT循环水流对原油入口进料流进行处理，其中LPDT循环水流能够将来自LPDT的循环水供给至来自HPPT的输出流以形成LPPT入口进料流。

本申请是申请号为2018800060390、申请日为2018年1月5日、发明名称为“同时进行的原油脱水、脱盐、脱硫和稳定化”的专利申请的分案申请。

技术领域

本公开涉及油气分离站(GOSP)技术。特别地，本公开涉及使原油脱盐、脱水、脱硫和稳定化工艺一体化以建立有效的GOSP系统和工艺。

背景技术

通常，GOSP是用于精炼原油的连续分离工艺，GOSP包括高压生产捕集器(HPPT)、低压生产捕集器(LPPT)、低压脱气罐(LPDT)、脱水器单元、一级和二级脱盐单元、水/油分离器(WOSEP)、稳定塔、离心泵、热交换器和再沸器。在GOSP中，压力通常在几个阶段中降低，从而能够进行诸如携入的蒸汽之类的挥发性成分的受控分离。GOSP的目标包括利用从气体中分离出的稳定油以及从气体和油中分离出的水以实现最大液体回收。换句话说，GOSP的一个目的是在从含烃储层中获得湿原油之后，从湿原油中除去水、盐和挥发性烃类气体。

然而，单个分离器中大的减压将导致闪蒸，从而造成不稳定性和安全隐患。因此，在现有技术的GOSP中，需要许多阶段和单元。图1示出了现有技术GOSP系统和工艺中的三个阶段。在第一阶段中，使气体、原油和游离水分离。在第二阶段中，使原油脱水并脱盐以分离乳化水和盐，从而满足某些底部沉积物和水(BSW)的规格。在第三阶段中，使原油稳定并脱硫以满足硫化氢(H₂S)和雷德蒸气压(RVP)的规格。

GOSP通常能够以满足以下规格：(1)盐浓度不超过约10磅(lbs.)盐/1000桶(PTB)；(2)BSW含量不超过约0.3体积％(V％)；(3)原油稳定塔(或低硫原油的情况中的脱气容器)中的H₂S含量(浓度)小于约60ppm；以及(4)130华氏度(°F)时的最大RVP为约7磅/平方英寸绝对值(psia)，并且最大真实蒸气压(TVP)为约13.5psia。图2进一步描述了常规GOSP系统和工艺的某些特征。

发明内容

本公开描述了一体化GOSP系统和工艺，其满足原油输出规格并且使用比现有技术GOSP更少的处理单元。通过在某些预先存在的气/油分离容器内集成并同时采用脱盐、脱水、脱硫和稳定化工艺，获得了有利且出乎意料的有效工艺和系统。本公开的系统和方法可以实现以下原油输出规格，包括：(1)盐浓度不超过约10PTB；(2)BSW含量不超过约0.3V％；(3)原油稳定塔(或低硫原油的情况中的脱气容器)中的H₂S含量小于约60ppm；以及(4)130°F时的最大RVP为约7psia，并且最大TVP为约13.5psia。

本公开的系统和方法的实施方案提供了对现有GOSP系统和方法不能分离和稳定的具有“难破”乳液及增加的含水率的原油进行分离和稳定的能力。换句话说，常规的脱盐器可以处理含水率为约30％至约35％的原油。然而，当含水率大于约35％时，本公开的实施方案能够有效地处理原油以除去水。难破乳液原油通常出现在美国石油协会(“API”)编号小于约29的中等至重质原油中。通常将API中的油比重用作油品质的量度。API值越高表示油越轻，因而市场价值越高。

石油生产中的含水率是指原油流中水的总体积除以原油和水的总体积。换句话说，含水率百分比等于水的总体积流量除以水和油的体积流量乘以100。含水率通常随着油井的使用年限而增加。例如，在井的寿命开始时的含水率约为百分之零，但随着井的老化，含水率可以达到接近100％。