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老区集输系统优化研究

发表时间：2021/5/25 来源：《基层建设》2021年第2期作者：冯雪浦贾盛伟张津波李雯雯

[导读] 摘要：以中原油田为代表的东部老油田已普遍进入了高含水开发后期，原油集输系统存在设施老化、负荷不均衡、能耗高及运行效率低等严重问题。

        天津市大港油田公司第三采油厂
        摘要：以中原油田为代表的东部老油田已普遍进入了高含水开发后期，原油集输系统存在设施老化、负荷不均衡、能耗高及运行效率低等严重问题。地面油气集输及处理系统普遍存在实际处理量远远低于设计处理能力的现象，造成生产能耗大、运行成本高、维修维护费用高、管理难度大。为了节约成本、降低能耗、提高效益、保证油田集输系统安全平稳运行，迫切需要对油田集输系统存在的问题进行研究，结合开发方案，提出优化改造规划，从而指导油田集输系统的优化升级改造。
        关键词：集输系统；原油稳定；净化油管道；优化
        引言
        针对油田地面集输系统的常见的“大马拉小车”、能耗上升等问题，为了实现油田地面工程系统“科学高效、节能减排、简单实用、合理方便”的目标，对老区的地面集输系统工艺方案进行优化设计，主要针对集输系统里的原油稳定工艺以及净化油管道的低输量输送工艺进行了研究。
        1 老区油田集输管网系统的优化设计原则
        在油田集输系统设计中，最佳设计模式是根据油气资源分布情况，确定油井和集输系统中转站位置，随后通过构建合理的拓扑结构，对集输管网系统进行整体规划设计。在线路布局上，首先要确保系统安全稳定运行。其次油田勘探开发状况不断变化，系统工艺流程也需要不断改变，优化。主要把握好以下的主要因素：一是油气资源含有物质的变化情况；二是地理条件的制约；三是企业运营方式的变化。
        2 老区油田集输管网系统的优化改造
        2.1 老区油田集输管网系统运行效率的影响因素
        一是摩擦阻力因素。随着注水、注蒸汽等增产措施应用，井口油气资源自身压力和热能不断增加，这些能量会在集输中随距离延长、管道内壁摩擦等原因被不断消耗或散失，特别是在中间转油站中如果设置常压储罐，油气资源经过之后本身携带的能量会被释放。摩擦阻力作为集输中能量损耗主要诱因，与管内流体流速、管径、裕度和处理流程长短存在很大关联，所以改造方向主要是优化管网管径、降低流体裕度、减少集输工艺流程，确保油气资源低速输送降低摩擦阻力和热能损失。
        二是原油性质变化因素。以某区块油田集输为例，在开发初期原油含水率低、黏度较高，需要在集输流程设置上进行井口加热降黏；随着勘探开发时间延长，含水率不断升高、黏度逐步降低，无需进行加热。在集输工作中，经常需要进行加热、加压处理，以弥补油气资源自身能量不能满足集输动力需要的问题，但随着开发时间延长，油气资源内部包含物质变化，所以集输工艺也要不断调整。特别是原油含水率超过80%后，继续增加流体能量也不会大幅增加管内流体集输动能。
        三是设备运行效率因素。

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在油田集输系统中，主要通过输水泵、输油泵、加热炉和电动机等设备为油气资源提供集输能量，这些设备成为集输中能量消耗主要环节。在集输增能设备使用中，一般要求输油泵效在65%以上，确保集输系统高效运行。但是，在实际运行中，受多方面因素影响，大部分老油田集输增能设备运行效率在60%以下。
        2.2 油田集输管网系统优化改造技术措施
        一是提升系统整体运行效率。在老油田集输系统改造中，要做好产液量和产液性质分析，以此为依据进行先导试验，查找集输系统地面设计中各类技术局限，为科学选择集输工艺、简化集输流程、优化集输场站设计、应用配套集输工艺等提供依据。要注意提升和保持油气资源自身能量，在条件允许时尽量使用密闭输送方式减少开式流程；要进行管网优化，使管内液体流动速度具备经济性。在计量站和联合站等不同场站连接线中，由于管内液量整体较大、热损较小，一般要求管效大于90%，而对不符合经济流速的管线，要根据液量情况优化管径和管网布局设置；简化流程降低损耗，根据实际情况尽量简化工艺流程，将不同处理过程尽量集中在同一场站或部位处理，降低集输系统建设和运行成本，并最大限度保持油气资源自身能量，降低各类能量损耗。
        二是优化应用各类先进技术或设备。在集输系统中，有很多能量消耗设备是必须使用的，对这部分设备关键是提升运行效率，对离心泵主要是根据运行需要及时调整转速，杜绝离心泵低效运转；加热炉是集输系统关键设备，其能耗基本是热能消耗，占原油处理站能耗的3/4左右，具体调整中可根据加热炉火焰颜色，对炉体运行的通风量和进气量进行适当调整；对油品性质较为特殊的原油，可研究适用化学药剂应用到集输中，比如，可选择适用破乳剂提升原油破乳性能、降低脱水温度，可应用适用乳化剂进行原油降黏和减阻处理，降低管内流体集输摩擦力，减少由此引发的油气资源能量损耗。
        三是优化应用成熟技术进行油气集输系统调整。在具体技术应用改造中，还要综合运用各类先进成熟技术进行改造，比如，可利用双管掺水、单管环状掺水、井口加药和不加热集油等处理工艺简化处理流程，降低集输损耗；可利用现有集输系统基础设施及传统集油掺水管线，在三次加密采油油井集输系统设置中，应用最简单的集输流程；可在条件允许区域设置井口计量软件，实现单井产液量高效计量，并结合油气混输技术应用，最大限度利用生产油井机采能量，形成完整的三级布站模式，有效延长单井集油半径，提升集输系统覆盖率和运行效率。
        3 结束语
        综上所述，油气集输是油田勘探开发的重要环节，其运行效率直接关系到整体勘探开发效益，所以要掌握集输系统优化设计基本原则和方法，并结合老区传统集输系统运行效率的主要影响因素，研究提出有针对性的优化改造技术措施，对提升老区集输系统运行效率、降低运行能耗等工作进行了有益探究。
        参考文献：
        [1]刘磊,王振业,吴彬.油田集输系统换热器中污垢热阻预测研究[J].北京石油化工学院学报,2010(04).
        [2]邓寿禄,王贵生,黄学义.联合站外输油泵的经济运行及节电措施[J].石油和化工节能,2010(05).