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原油輸送管道安全運行參數(shù)的優(yōu)化

文檔作者：應(yīng)斌文檔來源：中原油田分公司油氣儲運管理處		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年07月16日
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蒼 6期(2014．06) 規(guī)劃設(shè)計)
原油輸送管道安全運行參數(shù)的優(yōu)化
應(yīng)斌 中原油田分公司油氣儲運管理處
摘要：中原油田目前采取提高出站溫度的方式降低低輸量帶來的風(fēng)險，冬季輸油過程中投
加降凝劑是保證管線安全運行的有力措施。當(dāng)熱力水力核算均滿足要求時方可確定合輸點，否
則應(yīng)重新擬定合輸點并重新核算，直至滿足要求。地溫計算時應(yīng)按夏季最低地溫數(shù)據(jù)進行計
算，反推出站溫度，根據(jù)降凝劑加劑溫度、原油初餾點、管道保溫層、防腐層的耐壓能力等因
素的要求確定各廠線的出站溫度，并重新計算降低出站溫度后的理論進站溫度和理論停輸時間。
關(guān)鍵詞：原油管道；低輸量；停輸時間；出站溫度
doi：lO．3969／j．issn．1006—6896．2014．6．030
1 原油管道輸送工藝
應(yīng)對低輸量問題國外常采取摻稀油輸送和加藥
改性輸送措施。隨著我國原油管道低輸量問題的出
現(xiàn)，國內(nèi)學(xué)者在原油流變學(xué)研究的基礎(chǔ)上，先后開
展了原油熱處理、添加降凝劑和加劑綜合處理等輸
送lT藝技術(shù)的研究。中原油田在成熟的加熱輸送基
礎(chǔ)上，針對現(xiàn)役管道輸量逐年下降、開采難度不斷
升高的情況，結(jié)合信息化監(jiān)控系統(tǒng)對管道低輸量運
行情況的安全性和經(jīng)濟性進行研究。
2 管道安全運行參數(shù)優(yōu)化
2．1 原油基礎(chǔ)數(shù)據(jù)整合
原油管道安全運行參數(shù)優(yōu)化必須以管道運行參
數(shù)以及原油物性參數(shù)等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，資料數(shù)據(jù)的完
整性是管道安全運行參數(shù)優(yōu)化的關(guān)鍵，資料數(shù)據(jù)的
準(zhǔn)確性及完整程度直接影響對管道實際運行情況的
分析，進而影響參數(shù)優(yōu)化的準(zhǔn)確性以及優(yōu)化方案的
制訂和效果。面對管道歷史運行數(shù)據(jù)以及原油物性
等龐大、種類繁多的數(shù)據(jù)信息，科學(xué)高效地提取和
組織數(shù)據(jù)、建立結(jié)構(gòu)合理的數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)庫，是
參數(shù)優(yōu)化必須要面對和解決的問題。
2．2 引入平均計算內(nèi)徑
隨著油田開采的延續(xù)，油田產(chǎn)量遞減，管線腐
蝕穿孔越來越嚴(yán)重，需逐年對各腐蝕管段進行更
換。由于實際輸量遠(yuǎn)達(dá)不到油田初期的設(shè)計輸量，
所以更換后的管徑變小，出現(xiàn)同一條管線但管徑大
小不一的現(xiàn)象。在不同管徑的交接處無法準(zhǔn)確獲得
相應(yīng)的溫度、壓力等輸油參數(shù)，因而在很多參數(shù)計
算的過程中無法進行分段計算。根據(jù)沿程摩阻的計
算公式可知，兩段管線的沿程摩阻之和等于總摩
阻，當(dāng)流體處于相同流態(tài)時，流量、平均管線溫度
下的黏度、流態(tài)系數(shù)均相同，因此可對計算公式進
行簡化，引入平均計算內(nèi)徑，即將該管道模擬為具
有相同沿程摩阻的等管徑管道。
2．3 集輸管線運行現(xiàn)狀分析
與長輸管道相比，原油集輸管道因油品的凝點
低、黏度大的特點，使其運行工況相對比較復(fù)雜。
現(xiàn)階段采取加熱輸油方式，準(zhǔn)確分析管線運行工況
是優(yōu)化運行參數(shù)過程中的一項關(guān)鍵性工作。根據(jù)整
合后的歷史數(shù)據(jù)，依據(jù)雷諾數(shù)計算公式計算各條管
線的流態(tài)，在相同流態(tài)下，反推管道總傳熱系數(shù)。
對各條管線的總傳熱系數(shù)的計算結(jié)果進行分析，按
季節(jié)選取總傳熱系數(shù)計算取值。最終利用輸油管線
工藝參數(shù)優(yōu)化計算數(shù)學(xué)模型對各條管線結(jié)蠟層厚
度、水力熱力核算、允許最小排量、安全停輸H,If．q
等參數(shù)進行計算分析，充分掌握現(xiàn)役管道運行
情況。
2．4 安全運行參數(shù)優(yōu)化設(shè)計
中原油田目前采取提高出站溫度的方式降低低
輸量帶來的風(fēng)險，但在輸量繼續(xù)降低的情況下，單
純依靠提高出站溫度的方式確保管線安全將逐漸無
法滿足工藝的要求。因此，在不改變現(xiàn)有設(shè)備的情
況下優(yōu)化工藝參數(shù)，確保管道在安全、穩(wěn)定的T況
下運行具有重要意義。
(1)間歇輸油方案。問歇輸送常用于大管徑的
成品油長輸管道中，原油集輸管道由于其長度短、
凝點高的特點應(yīng)用較少，但可在原油產(chǎn)量低于一定
值時采取間歇輸送。
(2)加劑輸油方案。隨著中原油田各采油廠產(chǎn)
量下降，各條輸油管線管輸排量日益減少，在冬季
氣溫低的情況下，小排量運行影響到管線安全性，
為此在冬季輸油過程中投加降凝劑是保證管線安全
一50一 油氣田地面工程(
ht~p：／／www．yqtdmgc．corn)
第33卷第6期(2014．06)(集輸處理)
油田開采中后期的污水處理
閆方平 劉世恩 郭紅’ 王潔
l承德石油高等?？茖W(xué)校2中國石油集團東方地球物理勘探有限責(zé)任公司
摘要：絮凝一氣泡法處理技術(shù)是在絮凝理論的基礎(chǔ)上再使用氣泡處理技術(shù)，二者結(jié)合使用
達(dá)到油田污水處理效果 綜合試驗分析可知，絮凝一氣泡法聯(lián)合處理污水效果更好。油田廢水
中原油乳化程度高、分散性高、穩(wěn)定性強、不易清除，加入配備的絮凝劑，使用氣泡進行處
理，提高絮體穩(wěn)定性和吸附面積，可以促進顆粒和原油吸附在絮體上，從而達(dá)到良好處理污水
效果。
關(guān)鍵詞：油田；污水；絮凝；微納氣泡；處理技術(shù)
doi：lO．3969／i．issn．1006—6896．2014．6．031
油田污水根據(jù)油田不同地區(qū)、不同底層、不同
開采方式等其含量及物質(zhì)濃度各不相同，污水成分
十分復(fù)雜，包含多種有機物和無機物雜質(zhì)，含有各
種油類、鹽類、添加劑等物質(zhì)。總體上，油田污水
水質(zhì)具有一些共同性質(zhì)和特點，如固體懸浮物多、
含油量高、礦化度高、含有各種無機鹽離子、容易
結(jié)垢和腐蝕、細(xì)菌含量和化學(xué)需氧量(COD)較
高、油田污水溫度較高。
油田污水含有多種有害物質(zhì)，對水源、土壤、
人體都有較大的污染和傷害，直接回注對油藏也有
較大的傷害。
1 絮凝一氣泡法污水處理技術(shù)
絮凝一氣泡法處理技術(shù)是在絮凝理論的基礎(chǔ)上
再使用氣泡處理技術(shù)，二者結(jié)合使用達(dá)到油田污水
處理效果。絮凝技術(shù)是指根據(jù)油田污水成分和性質(zhì)
特征配備對應(yīng)的絮凝溶劑，通過反應(yīng)或結(jié)合效應(yīng)將
污水中的顆粒、油污、膠體等形成絮狀物沉淀的物
質(zhì)，然后進行分離清除。氣泡處理技術(shù)是利用微納
氣泡，其直徑<50 m，在水中上浮速度慢、停留
時問長，破裂時產(chǎn)生的·OH自由基可以吸附油
滴、懸浮顆粒等，能處理污水中的有害有機物。絮
凝一氣泡法處理技術(shù)可以對油田污水進行充分處
理，回收再利用。
2 試驗原理及方法
選取某油田污水作為試驗對象，配備相應(yīng)的絮
凝劑，準(zhǔn)備有效的微納氣泡發(fā)生器，試驗原理及方
法如下：
(1)選取某油田污水樣品，對其污水水質(zhì)進行
運行的有力措施。截至目前，添加降凝劑也是降低
含蠟原油凝點的主流方向。
(3)并行管線輸油工藝優(yōu)化設(shè)計。某條線因輸
量急劇降低，進庫溫度接近油品凝點，凝管風(fēng)險顯
著增大。采用加劑輸送需要增設(shè)加劑設(shè)備，改造輸
油工藝，依照輸量下降幅度分析其投入成本過高；
采用間歇輸送，經(jīng)理論計算后安全停輸時間較短，
若發(fā)生緊急情況無法延長停輸時間。將低輸量管道
與臨近管道在最近距離點進行合輸，不但可以解決
入庫溫度低、風(fēng)險大的問題，同時投資少、成本
低，是一種合理高效的輸油方式。根據(jù)管線具體情
況，合理擬定合輸點，根據(jù)管線規(guī)格、長度、進站
壓力等已知條件進行可行性分析，在不同排量下核
算允許安全停輸時間，反算出站壓力。當(dāng)熱力水力
核算均滿足要求時方可確定合輸點，否則應(yīng)重新擬
定合輸點并重新核算，直至滿足要求。
(4)優(yōu)化夏季出站溫度。夏季自然地溫高，散
熱量相對較少，相對于冬季可適當(dāng)降低出站溫度，
以避免資源浪費，降低輸油成本。根據(jù)實際輸油情
況，地溫計算時應(yīng)按夏季最低地溫數(shù)據(jù)進行計算，
反推出站溫度，根據(jù)降凝劑加劑溫度、原油初餾
點、管道保溫層、防腐層的耐壓能力等因素的要求
確定各廠線的出站溫度，并重新計算降低出站溫度
后的理論進站溫度和理論停輸時問。
3 結(jié)論
進行原油輸送管道安全運行參數(shù)優(yōu)化研究，可
確定管道低輸量運行最優(yōu)化方案，保證管道低輸量
運行的安全性和經(jīng)濟行，有效預(yù)防低輸量管道事故
的發(fā)生，降低管線運行風(fēng)險系數(shù)，減少環(huán)境污染，
進一步提高油氣集輸管道的管理水平。
(欄目主持張秀麗)

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