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油田單管集油工藝設(shè)計的節(jié)能研究

文檔作者：靳瑛1,付亞榮2,隋立新3,曹瑾4,朱偉3,張秀玲1 文檔來源： 1．中國石油集團工程設(shè)計有限責(zé)任公司華北分公司 2．中國石油華北油田第五采油廠3．中國石油華北油田采油工程研究院 4．中國石油華北油田第一采油廠		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年06月15日
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基金項目:中國石油華北油田科技重大專項“華北油田采油采氣工
藝技術(shù)研究”(項目編號:2013 - HB - Z0807)
油田單管集油工藝設(shè)計的節(jié)能研究
靳瑛1,付亞榮2,隋立新3,曹瑾4,朱偉3,張秀玲1
(1． 中國石油集團工程設(shè)計有限責(zé)任公司華北分公司,河北任丘062552;2． 中國石油華北油田
第五采油廠,河北辛集062360;3． 中國石油華北油田采油工程研究院,河北任丘062552;
4． 中國石油華北油田第一采油廠,河北任丘062552)
摘要:為降低建設(shè)投資和生產(chǎn)成本,各油田在新開發(fā)區(qū)塊建設(shè)老油田的改造中,致力于使用更節(jié)能降
耗的單管。根據(jù)原油性質(zhì)、流變性、反相點、黏溫關(guān)系、結(jié)蠟點等因素,計算管線摩阻損失,根據(jù)不同集
油流程的適應(yīng)條件,確定集油管徑長度、直徑后,再選擇投資少、管理和維護費用低的流程,既可以實
現(xiàn)節(jié)能降耗,又能保證油田生產(chǎn)安全。
關(guān)鍵詞:單管;集油;設(shè)計;節(jié)能;思考
中圖分類號:TE832　文獻標(biāo)識碼:B　文章編號:1004 -7948(2015)04 -0048 -03
doi:103969/ j. issn. 1004 -7948. 2015. 04. 013
引言
20 世紀末,胡文瑞院士[1] 對地處高寒地區(qū)、年
最低氣溫零下20℃ 、凍土層最深1． 5m、地貌山巒
起伏的長慶油田成功實施單管集油、投球清蠟的冷
輸工藝項目進行了稱贊,這就是在安塞油田形成的
代表低滲透油田的“短、單、簡、小、串”集輸工藝,
并在靖安油田得到推廣。隨后在華北[2] 、大慶[3] 、
中原[4] 、吐哈[5] 、吉林[6] 等油田相繼應(yīng)用單管集油
流程取得了成功,并成為油田節(jié)能降耗的典范。
以華北油田為例[7] ,單管不加熱流程(自然、
加藥、投球)與常規(guī)三管伴熱流程相比,每公里工
程建設(shè)投資由35 萬元降低至17 萬元, 降低
51． 4% 。每口井每年生產(chǎn)費用由11 萬元降至6 萬
元,降低45． 5% 。西南石油大學(xué)的學(xué)者[7] 通過對
各種單、雙管集油流程的研究以及經(jīng)濟技術(shù)對比,
總結(jié)出了不同集油流程的適應(yīng)條件,對于每一個油
田或每一個區(qū)塊開發(fā)建設(shè),需要認真地進行原油物
性分析及水力計算,確定集油管徑長度、直徑后,再
選擇投資少、管理和維護費用低的流程;才能真正
降低投資,節(jié)能降耗。因此,從事油氣田工程設(shè)計
及成本管理的技術(shù)人員,在設(shè)計單管集油工藝參數(shù)
時,為降低建設(shè)投資和生產(chǎn)成本,各油田在新開發(fā)
區(qū)塊的建設(shè)與老油田的改造中,致力于使用更節(jié)能
降耗的單管;但應(yīng)根據(jù)不同油田的實際情況選擇參
數(shù),既滿足節(jié)能降耗,又能保證油田生產(chǎn)安全。
1 單管冷輸半徑大的集油工藝
1． 1 設(shè)計前期工作
單管冷輸半徑大的集油流程往往造成回壓升
高,從而增加抽油機負荷、消耗的電能增加、影響油
井產(chǎn)量[8] 。在進行單管設(shè)計前,需要做的前期工
作主要包括:
1)對擬實施油藏原油按照林世雄提出的分類
方法進行原油關(guān)鍵組分的劃分,確定是石蠟基、中
間基還是環(huán)烷基原油;
2)根據(jù)不同類別的原油進行黏溫關(guān)系試驗,
按原油含水0% 、10% 、20% 、30% 、40% 、50% 、
60% 、70% 繪制出黏溫曲線,并從曲線上找出拐點
溫度;
3)含水原油乳狀液反相點是油田集輸系統(tǒng)的
規(guī)劃和工程設(shè)計的重要參數(shù),按照原油反相點的測
定方法,測定實施油藏原油的反相點;
4)按照原油結(jié)蠟溫度的測定方法,測定實施
油藏原油的結(jié)蠟溫度。
1． 2 設(shè)計要點
井口回壓主要取決于集輸過程中的管線摩阻
損失,管路的摩阻損失與流動介質(zhì)的黏度有著直接
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的關(guān)系,黏度越高則管線摩阻就越大,原油黏度與
溫度、含水及壓力等關(guān)系較大,油、水混合物的黏度
隨著溫度的降低而升高,隨著壓力的升高而升高。
因此,在進行集油工藝設(shè)計時可采用:
1)對石蠟量基原油可采用井口安裝電加熱裝
置,在其裝置出口10 ~20m 的管線上安裝溫度、壓
力傳感器,通過PLC 控制電加熱裝置的啟停,同時
在井口設(shè)計出管線掃線接頭,達到既滿足生產(chǎn)又節(jié)
能的目的(見圖1)。
圖1　電加熱裝置集油工藝
　　2) 對中間基原油應(yīng)用電熱單管集油簡化工
藝,宜用于多口井或多井組串聯(lián)進站、集油管網(wǎng)呈
放射狀的區(qū)塊(見圖2),但井口集油管線上安裝溫
度、壓力傳感器,通過PLC 控制電熱設(shè)備的啟停,
也需要在井口設(shè)計出管線掃線接頭。
圖2　叢式井電熱管集油工藝
　　3)對比環(huán)烷基原油,在含水小于35% 的階段,
井口采用PLC 控制電加熱單管集油工藝;在含水
大于35% 以后采用井口加藥降粘破乳、聯(lián)合站集
中加熱大罐溢流沉降脫水的單管冷輸集油工藝。
井口設(shè)計出管線掃線接頭是設(shè)計上必須考慮的問
題,例如長慶的靖安油田[1] 。
2 中高水期老油田單管集油工藝
隨著油田開發(fā)的深入,老油田含水不斷上升,
原集油管線腐蝕、結(jié)垢等現(xiàn)象頻出,生產(chǎn)能耗大。
各油田都在不斷地對中高水期老油田進行改造,設(shè)
計時需要對產(chǎn)液量、產(chǎn)液溫度、含水率、集輸距離等
影響因素進行理論計算、綜合分析[10] ,并與現(xiàn)場試
驗相結(jié)合。依據(jù)貝歇爾[11] 理論,對于產(chǎn)液量大于
20m3 / d、含水率高于油水轉(zhuǎn)相點10 個百分點的油
井,可以采用單管集油工藝;當(dāng)原油含水率大于80%
以上、產(chǎn)液量大于5m3 / d 的油井,也可以采用單管集
油工藝或環(huán)狀摻水工藝、雙管摻水工藝進行改造。
3 井叢單管集油工藝
對于新建油田,為實現(xiàn)投資與效益最大化的目
標(biāo),集油工藝的簡化及配套工藝的發(fā)展也勢在必行
[12] 。經(jīng)過技術(shù)人員長期的研究、實踐與改進,“油
井示功圖計量,井叢單管集油”應(yīng)用日趨成熟,長
慶整裝規(guī)模的新建油田[13] 、華北老油田改造和新
建油田[2] 等的大面積推廣應(yīng)用,將計量點前移至
井口,使每個叢式井組出油管道由2 條減少為1
條,實現(xiàn)了“雙管流程”向“單管流程”的轉(zhuǎn)變(見圖
3),井口計量替代了傳統(tǒng)的雙容積計量分離器計量
方式,集輸流程由叢式井雙管不加熱密閉流程相應(yīng)
簡化為多井單管不加熱密閉流程,達到了簡化流程,
實現(xiàn)了油井生產(chǎn)的動態(tài)監(jiān)測和節(jié)能降耗的目的。
圖3　叢式井單管環(huán)狀集油工藝
4 不同集油流程的工程投資及運行成本
每一種集油流程都有一定的適應(yīng)條件和適應(yīng)
范圍。對于每一個油田或每一個區(qū)塊的開發(fā)建設(shè),
需要認真地進行原油物性分析以及水力計算,確定
集油管徑長度、直徑后,再選擇投資少、管理和維護
費用低的流程,才能真正降低投資,節(jié)能降耗。不
同集油流程的工程投資及運行成本如表1 所示。
5 結(jié)語
1)單管集油工藝必須根據(jù)原油性質(zhì)、流變性、
反相點、黏溫關(guān)系、結(jié)蠟點等因素,計算管線摩阻損
失,設(shè)計出符合實際的單管工藝流程,才能實現(xiàn)安
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全生產(chǎn),達到降低投資、節(jié)能降耗的目的。
表1　不同集油流程的工程投資及運行成本萬元
流程類型
每1000m
建設(shè)投資
每口井年
運行費用
不加熱流程15 ~16 4 ~5
單管加藥不加熱流程17 ~18 6 ~7
單管井口電加熱器加熱流程30 16 ~18
單管電伴熱流程26 10 ~12
雙管摻液不加熱25 8 ~10
雙管摻熱水28 10 ~12
三管伴熱流程40 15 ~16
　　注:集油管線?60 ×3． 5,單井至計量站,不含油井常規(guī)設(shè)備。.
　　2)單管集油工藝設(shè)計人員需加大科研、試驗力
度,研究適合不同油田特點的單管集油配套工藝。
3)單管集油工藝設(shè)計人員、技術(shù)人員、生產(chǎn)管
理人員要解放思想,建立“大設(shè)計、大技術(shù)、大管
理” 的理念,加強對單管集油生產(chǎn)維護知識的學(xué)
習(xí)、培訓(xùn)。
參考文獻
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作者簡介:靳英(1963 - ),女,陜西西安人,大學(xué),從事油氣
田工程設(shè)計成本管理工作。
收稿日期:2015 -01 -26;修回日期:2015 -03 -30
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節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)化體系目標(biāo)出爐
　　國務(wù)院辦公廳日前印發(fā)《關(guān)于加強節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)化工作的意見》,對進一步加強節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)化工作作出全面
部署。《意見》提出節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)化工作目標(biāo)是,到2020 年,建成指標(biāo)先進、符合國情的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)體系,主要高
耗能行業(yè)實現(xiàn)能耗限額標(biāo)準(zhǔn)全覆蓋,80% 以上的能效指標(biāo)達到國際先進水平,標(biāo)準(zhǔn)國際化水平明顯提升。
形成節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)有效實施與監(jiān)督的工作體系,產(chǎn)業(yè)政策與節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)合更加緊密,節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)對節(jié)能減排和
產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的支撐作用更加顯著。
《意見》強調(diào)堅持準(zhǔn)入倒逼、標(biāo)桿引領(lǐng)、創(chuàng)新驅(qū)動、共同治理的基本原則,明確了當(dāng)前及今后一個時期
的重點工作:
1)創(chuàng)新工作機制。建立節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)更新機制,標(biāo)準(zhǔn)復(fù)審周期控制在3 年以內(nèi),標(biāo)準(zhǔn)修訂周期控制在2 年
以內(nèi);探索能效標(biāo)桿轉(zhuǎn)化機制,適時將能效“領(lǐng)跑者” 指標(biāo)納入強制性終端用能產(chǎn)品能效標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)能耗
限額標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)體系;創(chuàng)新節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù),建設(shè)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)信息服務(wù)平臺,為企業(yè)提供標(biāo)準(zhǔn)研制、標(biāo)準(zhǔn)體系建
設(shè)等定制化專業(yè)服務(wù)。
2)完善標(biāo)準(zhǔn)體系。實施百項能效標(biāo)準(zhǔn)推進工程,形成覆蓋工業(yè)、能源、建筑、交通、公共機構(gòu)等重點領(lǐng)
域的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)體系;實施節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)化示范工程,探索可復(fù)制、可推廣的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)化經(jīng)驗,推廣先進節(jié)能技術(shù)
和設(shè)備,提升企業(yè)能源利用效率;推動節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)國際化,擴大節(jié)能技術(shù)、產(chǎn)品和服務(wù)國際市場份額。
3)強化標(biāo)準(zhǔn)實施。加強政策與標(biāo)準(zhǔn)的有效銜接,制定相關(guān)政策、履行職能應(yīng)優(yōu)先采用節(jié)能標(biāo)準(zhǔn);嚴格
執(zhí)行強制性節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),強化用能單位的主體責(zé)任;將強制性節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)實施情況納入地方各級人民政府節(jié)能
目標(biāo)責(zé)任考核;加強節(jié)能監(jiān)察力度,鼓勵社會各方參與對節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)實施情況的監(jiān)督。
《意見》要求,加大節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)化科研支持力度,加快節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)化人才培養(yǎng)步伐;各地區(qū)、各有關(guān)部門要
抓緊研究制定具體實施方案,拓寬節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)化資金投入渠道,確保各項政策措施落實到位。
(陳鐸　供稿)
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