集油環(huán)節(jié)能降耗效果分析

程江（大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠(chǎng)）

6#計(jì)量間1#集油環(huán)共集輸4口油井的產(chǎn)液，環(huán)長(zhǎng)1380m。投產(chǎn)后4口油井的產(chǎn)液量較高，按設(shè)計(jì)流程運(yùn)行，1#環(huán)摻水壓力始終與總摻水壓力接近，如果強(qiáng)行啟抽該4口井，單環(huán)摻水壓力會(huì)迅速上升，回油溫度下降，一旦總摻水溫度下降到65℃，則1#環(huán)無(wú)法繼續(xù)摻水。試啟抽2次后都須停井沖環(huán)處理，兩次處理后該環(huán)的重點(diǎn)高產(chǎn)井一直無(wú)法正常啟抽，嚴(yán)重影響產(chǎn)量。

1 能耗主要影響因素分析

1.1 熱能損耗影響因素

提高中轉(zhuǎn)站熱水出口溫度會(huì)增加管路的散熱量，同時(shí)也會(huì)改變?cè)偷臒嵛镄裕档湍Σ翢釗p失，起到一定的節(jié)能作用，但過(guò)度提高中轉(zhuǎn)站熱水出口溫度只會(huì)使沿線(xiàn)溫降加劇而管道末端油溫提高不明顯；因此在保證安全生產(chǎn)的前提下，采用最低能耗輸送，節(jié)能效果顯著。

對(duì)于新投產(chǎn)的管道，并不是結(jié)蠟厚度越大越好，當(dāng)蠟層厚度超過(guò)一定值時(shí)，動(dòng)力能耗增加占主導(dǎo)，管道總的綜合能耗呈上升趨勢(shì)，因此要根據(jù)管道的實(shí)際輸量和不同的季節(jié)進(jìn)行清蠟，使管道保持合理的蠟層厚度，這樣可以有效降低管道能耗[1]。

隨著季節(jié)的變化，管道埋深處的自然地溫將發(fā)生變化，使管線(xiàn)的總散熱量也發(fā)生變化，最終導(dǎo)致管輸能耗發(fā)生變化[2]。

1.2 現(xiàn)場(chǎng)因素

設(shè)計(jì)流程如圖1，即從A—B依次經(jīng)過(guò)井1、井2、井3、井4。井1產(chǎn)量最高，超過(guò)1#環(huán)總產(chǎn)量的一半以上，它的井液在環(huán)內(nèi)的行程也最長(zhǎng)，所以沿程能量消耗巨大，且在環(huán)的始端不遠(yuǎn)處即遇到大量溫度低的井液，三種介質(zhì)混合后溫度下降幅度大。混合介質(zhì)在低溫時(shí)黏度高、阻力大、流速慢。延長(zhǎng)井液在環(huán)中的運(yùn)輸時(shí)間，又進(jìn)一步促使混合介質(zhì)在環(huán)中存在的時(shí)間，從而降低了混合介質(zhì)的溫度，增加了黏度，進(jìn)一步增大了阻力。

圖1 6#集油間1#集油環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖

2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

2.1 環(huán)路熱力試驗(yàn)

在基本不改變摻水溫度的條件下測(cè)試不同摻水量時(shí)的回油溫度、回油壓力，并采集各種工況下的流型。試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)溫度急劇下降，從46℃下降到35℃，此時(shí)，為保證生產(chǎn)安全運(yùn)行，應(yīng)加大摻水量?？紤]到室外溫度對(duì)安全混輸溫度的影響，決定停止試驗(yàn)。

2.2 倒換摻水流程試驗(yàn)

將集油環(huán)流程由A—B改為由B—A，流程倒換后，摻水壓力穩(wěn)定在1.4MPa，摻水量1.5m3/h，回油溫度穩(wěn)定在45℃，4口井全部平穩(wěn)運(yùn)行，沒(méi)有因?yàn)榛赜蜏囟认陆刀l(fā)生凝環(huán)事件。

2.3 安全混輸溫度界限研究

6個(gè)月后再次進(jìn)行試驗(yàn)，在室外環(huán)境溫度降低的情況下，研究安全混輸溫度界限是否變化，結(jié)果溫度從45.5℃突然降到42.2℃。

在不改變摻水量的前提下，降低摻水溫度，找到安全混輸溫度界限。經(jīng)過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，當(dāng)摻水溫度為64.0℃，摻水量降到2.2m3/h，回油溫度為42℃；當(dāng)摻水溫度為62℃，摻水量降到2.2m3/h，回油溫度為42.8℃；當(dāng)摻水溫度為60℃，摻水量降到1.5m3/h，回油溫度為41.5℃。在測(cè)試過(guò)程中，為保證生產(chǎn)安全運(yùn)行，都加大了摻水量。

測(cè)試中轉(zhuǎn)站的摻水壓力、摻水溫度、回轉(zhuǎn)油站原油的溫度和壓力，作為熱力、水力計(jì)算方法研究的基本數(shù)據(jù)?？刂朴?jì)量間的回油溫度在42.0±0.2℃之間，反復(fù)試驗(yàn)，環(huán)路和計(jì)量間的其他環(huán)路均能夠安全運(yùn)行。因此，在最低含水率超過(guò)85%的條件下，安全混輸溫度界限定為42.0℃是可行的[3]。

表1 改進(jìn)前后效果對(duì)比

3 經(jīng)濟(jì)效益分析

改進(jìn)后1#環(huán)能夠平穩(wěn)運(yùn)行，不會(huì)因?yàn)閾剿疁囟鹊南陆刀l(fā)生凝環(huán)事件，從而避免由于凝環(huán)停井引起的產(chǎn)量損失，年累計(jì)減少產(chǎn)量損失2920t。

改進(jìn)后4口井全部正常運(yùn)行，其中32#平臺(tái)液面到井口，由于環(huán)的原因一直未能調(diào)參，改進(jìn)后完成調(diào)參任務(wù)，液面得到降低，不用再依靠停井控制產(chǎn)液量來(lái)保證環(huán)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，年累計(jì)增產(chǎn)2920t。

改進(jìn)后對(duì)摻水溫度和摻水量要求降低，減少了對(duì)能量的需求。其中摻水量從2.3m3/h下降到1.5m3/h，總摻水溫度從要求的70℃以上下降到65℃以上，日節(jié)約熱水20m3。改進(jìn)前環(huán)內(nèi)壓力達(dá)到1.6MPa，井液從油管內(nèi)通過(guò)單流閥到環(huán)內(nèi)需克服1.6MPa的壓強(qiáng)，而改進(jìn)后只需1.4MPa，年累計(jì)節(jié)電38000kWh。

[1]毛前軍,劉曉燕,趙波.環(huán)狀油氣集輸埋地管道溫降計(jì)算方法研究[C].2007年中國(guó)工程熱物理年會(huì),2007.

[2]劉曉燕,毛前軍,劉立君,等.油氣水三相流埋地管道溫降的影響因素研究[J],工程熱物理學(xué)報(bào),2009(8):1343-1346.

[3]劉曉燕,劉立君,毛前軍.摻水環(huán)狀油氣集輸流程溫度界限測(cè)試[C].2007年中國(guó)工程熱物理年會(huì),2007.