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油田單管集油工藝設(shè)計(jì)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(guó)石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司華北分公司 2．中國(guó)石油華北油田第五采油廠3．中國(guó)石油華北油田采油工程研究院 4．中國(guó)石油華北油田第一采油廠		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年06月15日
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上一篇：油田開發(fā)注水節(jié)能技術(shù)研究與應(yīng)用

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基金項(xiàng)目:中國(guó)石油華北油田科技重大專項(xiàng)“華北油田采油采氣工
藝技術(shù)研究”(項(xiàng)目編號(hào):2013 - HB - Z0807)
油田單管集油工藝設(shè)計(jì)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(guó)石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司華北分公司,河北任丘062552;2． 中國(guó)石油華北油田
第五采油廠,河北辛集062360;3． 中國(guó)石油華北油田采油工程研究院,河北任丘062552;
4． 中國(guó)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(diǎn)、黏溫關(guān)系、結(jié)蠟點(diǎn)等因素,計(jì)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(zhǎng)度、直徑后,再選擇投資少、管理和維護(hù)費(fèi)用低的流程,既可以實(shí)
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(jì);節(jié)能;思考
中圖分類號(hào):TE832　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B　文章編號(hào):1004 -7948(2015)04 -0048 -03
doi:103969/ j. issn. 1004 -7948. 2015. 04. 013
引言
20 世紀(jì)末,胡文瑞院士[1] 對(duì)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(zhǎng)慶油田成功實(shí)施單管集油、投球清蠟的冷
輸工藝項(xiàng)目進(jìn)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(jiǎn)、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(fèi)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(duì)
各種單、雙管集油流程的研究以及經(jīng)濟(jì)技術(shù)對(duì)比,
總結(jié)出了不同集油流程的適應(yīng)條件,對(duì)于每一個(gè)油
田或每一個(gè)區(qū)塊開發(fā)建設(shè),需要認(rèn)真地進(jìn)行原油物
性分析及水力計(jì)算,確定集油管徑長(zhǎng)度、直徑后,再
選擇投資少、管理和維護(hù)費(fèi)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(jì)
及成本管理的技術(shù)人員,在設(shè)計(jì)單管集油工藝參數(shù)
時(shí),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(shí)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(jì)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(jī)負(fù)荷、消耗的電能增加、影響油
井產(chǎn)量[8] 。在進(jìn)行單管設(shè)計(jì)前,需要做的前期工
作主要包括:
1)對(duì)擬實(shí)施油藏原油按照林世雄提出的分類
方法進(jìn)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(jìn)行黏溫關(guān)系試驗(yàn),
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(diǎn)
溫度;
3)含水原油乳狀液反相點(diǎn)是油田集輸系統(tǒng)的
規(guī)劃和工程設(shè)計(jì)的重要參數(shù),按照原油反相點(diǎn)的測(cè)
定方法,測(cè)定實(shí)施油藏原油的反相點(diǎn);
4)按照原油結(jié)蠟溫度的測(cè)定方法,測(cè)定實(shí)施
油藏原油的結(jié)蠟溫度。
1． 2 設(shè)計(jì)要點(diǎn)
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(dòng)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(jìn)行集油工藝設(shè)計(jì)時(shí)可采用:
1)對(duì)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(shí)
在井口設(shè)計(jì)出管線掃線接頭,達(dá)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(duì)中間基原油應(yīng)用電熱單管集油簡(jiǎn)化工
藝,宜用于多口井或多井組串聯(lián)進(jìn)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(jì)出管線掃線接頭。
圖2　叢式井電熱管集油工藝
　　3)對(duì)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(jì)出管線掃線接頭是設(shè)計(jì)上必須考慮的問
題,例如長(zhǎng)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(duì)中高水期老油田進(jìn)行改造,設(shè)
計(jì)時(shí)需要對(duì)產(chǎn)液量、產(chǎn)液溫度、含水率、集輸距離等
影響因素進(jìn)行理論計(jì)算、綜合分析[10] ,并與現(xiàn)場(chǎng)試
驗(yàn)相結(jié)合。依據(jù)貝歇爾[11] 理論,對(duì)于產(chǎn)液量大于
20m3 / d、含水率高于油水轉(zhuǎn)相點(diǎn)10 個(gè)百分點(diǎn)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(jìn)行改造。
3 井叢單管集油工藝
對(duì)于新建油田,為實(shí)現(xiàn)投資與效益最大化的目
標(biāo),集油工藝的簡(jiǎn)化及配套工藝的發(fā)展也勢(shì)在必行
[12] 。經(jīng)過技術(shù)人員長(zhǎng)期的研究、實(shí)踐與改進(jìn),“油
井示功圖計(jì)量,井叢單管集油”應(yīng)用日趨成熟,長(zhǎng)
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(jì)量點(diǎn)前移至
井口,使每個(gè)叢式井組出油管道由2 條減少為1
條,實(shí)現(xiàn)了“雙管流程”向“單管流程”的轉(zhuǎn)變(見圖
3),井口計(jì)量替代了傳統(tǒng)的雙容積計(jì)量分離器計(jì)量
方式,集輸流程由叢式井雙管不加熱密閉流程相應(yīng)
簡(jiǎn)化為多井單管不加熱密閉流程,達(dá)到了簡(jiǎn)化流程,
實(shí)現(xiàn)了油井生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)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(yùn)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(duì)于每一個(gè)油田或每一個(gè)區(qū)塊的開發(fā)建設(shè),
需要認(rèn)真地進(jìn)行原油物性分析以及水力計(jì)算,確定
集油管徑長(zhǎng)度、直徑后,再選擇投資少、管理和維護(hù)
費(fèi)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(yùn)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(diǎn)、黏溫關(guān)系、結(jié)蠟點(diǎn)等因素,計(jì)算管線摩阻損
失,設(shè)計(jì)出符合實(shí)際的單管工藝流程,才能實(shí)現(xiàn)安
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全生產(chǎn),達(dá)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(yùn)行成本萬元
流程類型
每1000m
建設(shè)投資
每口井年
運(yùn)行費(fèi)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(jì)量站,不含油井常規(guī)設(shè)備。.
　　2)單管集油工藝設(shè)計(jì)人員需加大科研、試驗(yàn)力
度,研究適合不同油田特點(diǎn)的單管集油配套工藝。
3)單管集油工藝設(shè)計(jì)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(jì)、大技術(shù)、大管
理” 的理念,加強(qiáng)對(duì)單管集油生產(chǎn)維護(hù)知識(shí)的學(xué)
習(xí)、培訓(xùn)。
參考文獻(xiàn)
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作者簡(jiǎn)介:靳英(1963 - ),女,陜西西安人,大學(xué),從事油氣
田工程設(shè)計(jì)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(guó)務(wù)院辦公廳日前印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)化工作的意見》,對(duì)進(jìn)一步加強(qiáng)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)化工作作出全面
部署?！兑庖姟诽岢龉?jié)能標(biāo)準(zhǔn)化工作目標(biāo)是,到2020 年,建成指標(biāo)先進(jìn)、符合國(guó)情的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)體系,主要高
耗能行業(yè)實(shí)現(xiàn)能耗限額標(biāo)準(zhǔn)全覆蓋,80% 以上的能效指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際化水平明顯提升。
形成節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)有效實(shí)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(duì)節(jié)能減排和
產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)的支撐作用更加顯著。
《意見》強(qiáng)調(diào)堅(jiān)持準(zhǔn)入倒逼、標(biāo)桿引領(lǐng)、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、共同治理的基本原則,明確了當(dāng)前及今后一個(gè)時(shí)期
的重點(diǎn)工作:
1)創(chuàng)新工作機(jī)制。建立節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)更新機(jī)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(jī)制,適時(shí)將能效“領(lǐng)跑者” 指標(biāo)納入強(qiáng)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(tái),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(shí)施百項(xiàng)能效標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)工程,形成覆蓋工業(yè)、能源、建筑、交通、公共機(jī)構(gòu)等重點(diǎn)領(lǐng)
域的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)體系;實(shí)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(yàn),推廣先進(jìn)節(jié)能技術(shù)
和設(shè)備,提升企業(yè)能源利用效率;推動(dòng)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際化,擴(kuò)大節(jié)能技術(shù)、產(chǎn)品和服務(wù)國(guó)際市場(chǎng)份額。
3)強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。加強(qiáng)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(yán)格
執(zhí)行強(qiáng)制性節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),強(qiáng)化用能單位的主體責(zé)任;將強(qiáng)制性節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施情況納入地方各級(jí)人民政府節(jié)能
目標(biāo)責(zé)任考核;加強(qiáng)節(jié)能監(jiān)察力度,鼓勵(lì)社會(huì)各方參與對(duì)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)實(shí)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(shí)施方案,拓寬節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)化資金投入渠道,確保各項(xiàng)政策措施落實(shí)到位。
(陳鐸　供稿)
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