在开采石油的过程中,会有泥砂等杂质随着原油开采出来。虽然采用了多种井下防砂工艺,可惜没有一种工艺能够把泥砂全部截留在地下,因此造成了油井产出物到达地面以后仍然含有相当数量的砂粒,并带入地面原油集输系统。
砂对集输系统的危害可以说是无处不在。当含砂的油井产出物在管内流速较低时,它会在管内沉积,造成管道堵塞;当流速较高时,它会磨损管道内壁;进入机泵时它会磨损机泵,造成机泵的使用寿命大大缩短;进入容器后,它会沉积在容器底部,减少容器的有效容积。所以,除砂对集输系统的必要性用“眼里容不得沙子”来形容一点也不为过,越早除去越好,除得越干净越好。
鉴于砂对集输系统的危害性极为严重,石油工程师对地面除砂工艺和设备研制投入了大量人力和物力,成功开发多种除砂工艺和配套装备。常用的除砂方法有:离心分离法、过滤法、虹吸法或抽吸法。由于油井产出物都是通过管道连续性集输的,为了能够在不停产的情况下把砂从油井产出物中分离出来,一般用离心法或过滤法。对于卧式容器一般采用虹吸法将砂排出。对于大罐一般采用抽吸的方法将砂排出。
从容器或管道中脱出的砂中还含有一定量的原油,这部分含油砂直接掩埋或堆放会污染环境。因此,还必须把砂中的污油清理回收,这就需要洗砂。洗砂方法主要有沉降水洗和旋流洗砂方法。沉降水洗就是把清出的含油砂用水反复冲洗,砂子沉下,然后回收含油污水。沉降水洗方法占地面积大,能耗较高。旋流洗砂把油砂和水重新混合,然后用泵抽汲到特制的旋流器中,在离心力的作用下,实现砂液分离,达到洗砂的目的。根据含油情况,可增加洗砂的级数,一般一至两级,最多三级。特别难洗的油砂可加入一定的表面活性剂进行浸泡,然后再进行旋流清洗。
随着油田开发的不断深入,油田采出液中含砂量会有所增加,长时间大量积累势必给油气集输系统造成一系列的危害,甚至影响系统运行,解决采出液含砂对集输管道和设备的磨损,以及含油砂对环境的污染,需要油田对每个环节进行综合处理,以提高集输工艺的技术水平。