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油田单管集油工艺设计的节能研究

文档作者：靳瑛1,付亚荣2,隋立新3,曹瑾4,朱伟3,张秀玲1 文档来源： 1．中国石油集团工程设计有限责任公司华北分公司 2．中国石油华北油田第五采油厂3．中国石油华北油田采油工程研究院 4．中国石油华北油田第一采油厂		点击数：	更新时间： 2024年06月15日
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上一篇：油田开发注水节能技术研究与应用

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基金项目:中国石油华北油田科技重大专项“华北油田采油采气工
艺技术研究”(项目编号:2013 - HB - Z0807)
油田单管集油工艺设计的节能研究
靳瑛1,付亚荣2,隋立新3,曹瑾4,朱伟3,张秀玲1
(1． 中国石油集团工程设计有限责任公司华北分公司,河北任丘062552;2． 中国石油华北油田
第五采油厂,河北辛集062360;3． 中国石油华北油田采油工程研究院,河北任丘062552;
4． 中国石油华北油田第一采油厂,河北任丘062552)
摘要:为降低建设投资和生产成本,各油田在新开发区块建设老油田的改造中,致力于使用更节能降
耗的单管。根据原油性质、流变性、反相点、黏温关系、结蜡点等因素,计算管线摩阻损失,根据不同集
油流程的适应条件,确定集油管径长度、直径后,再选择投资少、管理和维护费用低的流程,既可以实
现节能降耗,又能保证油田生产安全。
关键词:单管;集油;设计;节能;思考
中图分类号:TE832　文献标识码:B　文章编号:1004 -7948(2015)04 -0048 -03
doi:103969/ j. issn. 1004 -7948. 2015. 04. 013
引言
20 世纪末,胡文瑞院士[1] 对地处高寒地区、年
最低气温零下20℃ 、冻土层最深1． 5m、地貌山峦
起伏的长庆油田成功实施单管集油、投球清蜡的冷
输工艺项目进行了称赞,这就是在安塞油田形成的
代表低渗透油田的“短、单、简、小、串”集输工艺,
并在靖安油田得到推广。随后在华北[2] 、大庆[3] 、
中原[4] 、吐哈[5] 、吉林[6] 等油田相继应用单管集油
流程取得了成功,并成为油田节能降耗的典范。
以华北油田为例[7] ,单管不加热流程(自然、
加药、投球)与常规三管伴热流程相比,每公里工
程建设投资由35 万元降低至17 万元, 降低
51． 4% 。每口井每年生产费用由11 万元降至6 万
元,降低45． 5% 。西南石油大学的学者[7] 通过对
各种单、双管集油流程的研究以及经济技术对比,
总结出了不同集油流程的适应条件,对于每一个油
田或每一个区块开发建设,需要认真地进行原油物
性分析及水力计算,确定集油管径长度、直径后,再
选择投资少、管理和维护费用低的流程;才能真正
降低投资,节能降耗。因此,从事油气田工程设计
及成本管理的技术人员,在设计单管集油工艺参数
时,为降低建设投资和生产成本,各油田在新开发
区块的建设与老油田的改造中,致力于使用更节能
降耗的单管;但应根据不同油田的实际情况选择参
数,既满足节能降耗,又能保证油田生产安全。
1 单管冷输半径大的集油工艺
1． 1 设计前期工作
单管冷输半径大的集油流程往往造成回压升
高,从而增加抽油机负荷、消耗的电能增加、影响油
井产量[8] 。在进行单管设计前,需要做的前期工
作主要包括:
1)对拟实施油藏原油按照林世雄提出的分类
方法进行原油关键组分的划分,确定是石蜡基、中
间基还是环烷基原油;
2)根据不同类别的原油进行黏温关系试验,
按原油含水0% 、10% 、20% 、30% 、40% 、50% 、
60% 、70% 绘制出黏温曲线,并从曲线上找出拐点
温度;
3)含水原油乳状液反相点是油田集输系统的
规划和工程设计的重要参数,按照原油反相点的测
定方法,测定实施油藏原油的反相点;
4)按照原油结蜡温度的测定方法,测定实施
油藏原油的结蜡温度。
1． 2 设计要点
井口回压主要取决于集输过程中的管线摩阻
损失,管路的摩阻损失与流动介质的黏度有着直接
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节　　　能
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的关系,黏度越高则管线摩阻就越大,原油黏度与
温度、含水及压力等关系较大,油、水混合物的黏度
随着温度的降低而升高,随着压力的升高而升高。
因此,在进行集油工艺设计时可采用:
1)对石蜡量基原油可采用井口安装电加热装
置,在其装置出口10 ~20m 的管线上安装温度、压
力传感器,通过PLC 控制电加热装置的启停,同时
在井口设计出管线扫线接头,达到既满足生产又节
能的目的(见图1)。
图1　电加热装置集油工艺
　　2) 对中间基原油应用电热单管集油简化工
艺,宜用于多口井或多井组串联进站、集油管网呈
放射状的区块(见图2),但井口集油管线上安装温
度、压力传感器,通过PLC 控制电热设备的启停,
也需要在井口设计出管线扫线接头。
图2　丛式井电热管集油工艺
　　3)对比环烷基原油,在含水小于35% 的阶段,
井口采用PLC 控制电加热单管集油工艺;在含水
大于35% 以后采用井口加药降粘破乳、联合站集
中加热大罐溢流沉降脱水的单管冷输集油工艺。
井口设计出管线扫线接头是设计上必须考虑的问
题,例如长庆的靖安油田[1] 。
2 中高水期老油田单管集油工艺
随着油田开发的深入,老油田含水不断上升,
原集油管线腐蚀、结垢等现象频出,生产能耗大。
各油田都在不断地对中高水期老油田进行改造,设
计时需要对产液量、产液温度、含水率、集输距离等
影响因素进行理论计算、综合分析[10] ,并与现场试
验相结合。依据贝歇尔[11] 理论,对于产液量大于
20m3 / d、含水率高于油水转相点10 个百分点的油
井,可以采用单管集油工艺;当原油含水率大于80%
以上、产液量大于5m3 / d 的油井,也可以采用单管集
油工艺或环状掺水工艺、双管掺水工艺进行改造。
3 井丛单管集油工艺
对于新建油田,为实现投资与效益最大化的目
标,集油工艺的简化及配套工艺的发展也势在必行
[12] 。经过技术人员长期的研究、实践与改进,“油
井示功图计量,井丛单管集油”应用日趋成熟,长
庆整装规模的新建油田[13] 、华北老油田改造和新
建油田[2] 等的大面积推广应用,将计量点前移至
井口,使每个丛式井组出油管道由2 条减少为1
条,实现了“双管流程”向“单管流程”的转变(见图
3),井口计量替代了传统的双容积计量分离器计量
方式,集输流程由丛式井双管不加热密闭流程相应
简化为多井单管不加热密闭流程,达到了简化流程,
实现了油井生产的动态监测和节能降耗的目的。
图3　丛式井单管环状集油工艺
4 不同集油流程的工程投资及运行成本
每一种集油流程都有一定的适应条件和适应
范围。对于每一个油田或每一个区块的开发建设,
需要认真地进行原油物性分析以及水力计算,确定
集油管径长度、直径后,再选择投资少、管理和维护
费用低的流程,才能真正降低投资,节能降耗。不
同集油流程的工程投资及运行成本如表1 所示。
5 结语
1)单管集油工艺必须根据原油性质、流变性、
反相点、黏温关系、结蜡点等因素,计算管线摩阻损
失,设计出符合实际的单管工艺流程,才能实现安
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全生产,达到降低投资、节能降耗的目的。
表1　不同集油流程的工程投资及运行成本万元
流程类型
每1000m
建设投资
每口井年
运行费用
不加热流程15 ~16 4 ~5
单管加药不加热流程17 ~18 6 ~7
单管井口电加热器加热流程30 16 ~18
单管电伴热流程26 10 ~12
双管掺液不加热25 8 ~10
双管掺热水28 10 ~12
三管伴热流程40 15 ~16
　　注:集油管线ϕ60 ×3． 5,单井至计量站,不含油井常规设备。.
　　2)单管集油工艺设计人员需加大科研、试验力
度,研究适合不同油田特点的单管集油配套工艺。
3)单管集油工艺设计人员、技术人员、生产管
理人员要解放思想,建立“大设计、大技术、大管
理” 的理念,加强对单管集油生产维护知识的学
习、培训。
参考文献
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作者简介:靳英(1963 - ),女,陕西西安人,大学,从事油气
田工程设计成本管理工作。
收稿日期:2015 -01 -26;修回日期:2015 -03 -30
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节能标准化体系目标出炉
　　国务院办公厅日前印发《关于加强节能标准化工作的意见》,对进一步加强节能标准化工作作出全面
部署。《意见》提出节能标准化工作目标是,到2020 年,建成指标先进、符合国情的节能标准体系,主要高
耗能行业实现能耗限额标准全覆盖,80% 以上的能效指标达到国际先进水平,标准国际化水平明显提升。
形成节能标准有效实施与监督的工作体系,产业政策与节能标准的结合更加紧密,节能标准对节能减排和
产业结构升级的支撑作用更加显著。
《意见》强调坚持准入倒逼、标杆引领、创新驱动、共同治理的基本原则,明确了当前及今后一个时期
的重点工作:
1)创新工作机制。建立节能标准更新机制,标准复审周期控制在3 年以内,标准修订周期控制在2 年
以内;探索能效标杆转化机制,适时将能效“领跑者” 指标纳入强制性终端用能产品能效标准和行业能耗
限额标准指标体系;创新节能标准化服务,建设节能标准信息服务平台,为企业提供标准研制、标准体系建
设等定制化专业服务。
2)完善标准体系。实施百项能效标准推进工程,形成覆盖工业、能源、建筑、交通、公共机构等重点领
域的节能标准体系;实施节能标准化示范工程,探索可复制、可推广的节能标准化经验,推广先进节能技术
和设备,提升企业能源利用效率;推动节能标准国际化,扩大节能技术、产品和服务国际市场份额。
3)强化标准实施。加强政策与标准的有效衔接,制定相关政策、履行职能应优先采用节能标准;严格
执行强制性节能标准,强化用能单位的主体责任;将强制性节能标准实施情况纳入地方各级人民政府节能
目标责任考核;加强节能监察力度,鼓励社会各方参与对节能标准实施情况的监督。
《意见》要求,加大节能标准化科研支持力度,加快节能标准化人才培养步伐;各地区、各有关部门要
抓紧研究制定具体实施方案,拓宽节能标准化资金投入渠道,确保各项政策措施落实到位。
(陈铎　供稿)
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