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环状集油工艺集输界限研究

文档作者：程志学文档来源：大庆油田有限责任公司第八采油厂基建工程管理中心		点击数：	更新时间： 2023年01月07日
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2017 年06 月
工艺控制
环状集油工艺集输界限研究
程志学（大庆油田有限责任公司第八采油厂基建工程管理中心,黑龙江大庆163000）
摘要：受井口出液温度低、原油凝固点高等因素影响，集输
系统单井掺水量、掺水温度、回油温度均偏高。为了实现节能
降耗的目的，开展了室内实验研究和现场试验，研究回油温度
控制界限，为环状集油工艺低温运行探索新的途径。
关键词：原油物性;回油温度;温降;压降;界限
外围油田建成脱水站5座、转油站32座、阀组间237座；站
外集油工艺主要采用单管环状掺水流程，2005年前建成的集油
环，每个管辖3-5口油井，2005年以来随着丛式井大面积推广，
每个集油环管辖井数8-10口。单井掺水量0.8-1.2m3/h，回油温
度40.5-43.3℃，吨液耗气23.6m3/t。为了控制生产能耗，开展了
环状集油工艺集输界限研究。
1 影响因素分析
(1)原油物性差。原油凝固点为37.0℃，老区采油厂26-
31℃，其它外围厂30-32℃，如果均按照原油凝固点进站集输，
集输温度要比其它采油厂高5-10℃。
(2)井口出液温度低。井口采出液温度在8-15℃，与老区采
油厂相比低20-30℃，老区采油厂可以实现不加热低温冷输，而
我厂则很难实现。
(3)已建集输管线规格偏大。按照要求，单井掺水量需控制
在0.5m3/h左右，流速只有0.15m/s。掺水量降低后集油环流速
降低，温降大、散热量大。很难保证正常集输。
2 降温集输技术研究
2.1 室内模拟实验情况
选择DN65、DN50两种管径，并考虑埋地管线季节温度变
化情况，模拟环状流程油气集输，通过连续调整掺水量和掺水
温度等参数，确定安全回油温度值。
2.2.1温降变化规律
以试验过程中管路测试管段起点的温度作为玻璃钢内流
体温度，监测流动过程沿程的温降变化，绘制沿程温降梯度（℃/
m）随流动体系温度变化的关系曲线，反映不同环境温度条件
下、不同含水原油体系在不同规格管道中的温降特征与规律。
不同含水原油体系温降特征曲线
由于跟周围环境温差的缩小，随着玻璃钢内流体温度的降
低，沿程温降梯度总体上不断减小。降低到30℃以后，温降梯
度减小到0.04℃/m以下，且基本维持不变。因此，30℃附近的温
度做为集输温度界限。
2.2.2压降变化规律
记录管路不同含水压降变化随温度变化情况，如下图。
不同含水原油体系压降变化关系
当含水率的升高，压降梯度值减小；在相同含水情况下，当
回油温度降低到一定值后，压降梯度值出现“拐点”（30-32℃），
含水不高于90%，回油温度低于“拐点”时，压降梯度值随着回
油温度降低迅速增加；当含水达95%时，回油温度低于“拐点”，
呈现出随温度降低管道压降梯度有所下降的反常趋势，这是因
为该过程具备了“水环油包水核（W/O＆W）”的混合流型的形成
条件，使水力摩阻系数减小。因此，所以压降梯度曲线的“拐
点”所对应温度可认为是为集输温度界限。
经过以上分析，环状掺水流程集输温度界限为30-32℃，系
统含水在85-90%，流速0.25m/s～0.45m/s。
2.2 现场试验情况
在室内开展模拟试验的同时，在SⅡ-4站开展了降温集输
现场试验。该区块管辖阀组间6座，26个集油环，58口油井（总
井82口），综合含水53.9%，原油凝固点37℃。试验过程中通过
定量掺水阀设定回油温度，逐步降低转油站加热炉出口温度。
经过2个月的试验，站内掺水温度48℃，平均回油温度31.8℃
（低于凝固点5.2℃），系统含水在89.6%，系统运行平稳。
3 几点认识
(1)实施降温集输为油田实现节能降耗提供了一条“低投
入、高产出”较好的管理途径。
(2)模拟装置能够模拟环状流程集油工艺，为摸索回油温度
控制界限创造了条件。
(3)经过室内实验和现场试验分析，夏季时环状掺水流程回
油温度控制界限在30~32℃。
作者简介：程志学(1967-)，男, 工程师。1990 年毕业于重庆石
油学校油田应用化学专业，现任大庆第八采油厂基建工程管理中心
副主任。
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