稀油區(qū)塊三管伴熱集輸工藝優(yōu)化

2021-11-10 12:25:10趙斌

科學(xué)與生活 2021年3期

摘要：稀油區(qū)塊開發(fā)初期，采用伴熱輸送三管流程，存在低熱效率運(yùn)行，能耗浪費(fèi)嚴(yán)重的問題，采用“井口不加熱單管輸送”和“井口摻水雙管輸送流程”工藝，可有效提高運(yùn)行效率，達(dá)到節(jié)能增效的作用。

關(guān)鍵詞：稀油區(qū)塊;井口不加熱單管輸送;井口摻水雙管輸送流程

Abstract：At?the?initial?stage?of?the?development?of?dilute?oil?block，?the?three-pipe?process?of?heat-tracing?transportation?is?adopted，?which?has?the?problems?of?low?thermal?efficiency?and?serious?waste?of?energy?consumption.?The?technology?of?"wellhead?unheated?single-pipe?transportation"?and?"wellhead?dual-pipe?transportation?process?mixed?with?water"?can?effectively?improve?the?operation?efficiency?and?achieve?the?effect?of?energy?saving?and?efficiency?increasing.

Keywords：Dilute?oil?block;?wellhead?unheated?single?pipe?transportation;?wellhead?mixed?water?double?pipe?transportation?process.

1.1.1 背景

稀油區(qū)塊主要開發(fā)方式為注水開發(fā)和天然能量開發(fā)，采用二級(jí)布站方式，單井→計(jì)量接轉(zhuǎn)站→聯(lián)合站，建有計(jì)量接轉(zhuǎn)站，聯(lián)合站，完善的天然氣管網(wǎng)、供電管網(wǎng)和原油外輸管網(wǎng)。單井產(chǎn)液進(jìn)入到計(jì)量接轉(zhuǎn)站進(jìn)行單井計(jì)量、升溫、升壓后輸至聯(lián)合站進(jìn)行原油脫水、外輸和污水處理。

開發(fā)初期，采用伴熱輸送三管流程，2007年陸續(xù)對集輸工藝進(jìn)行試驗(yàn)及改造，目前存在3種工藝：伴熱輸送三管流程、井口不加熱單管流程、井口摻液輸送雙管流程。

1.1.2 存在的問題

1）集輸工藝與生產(chǎn)現(xiàn)狀不匹配，能耗高

伴熱輸送三管流程更適用于低產(chǎn)井、間歇出油油井，需要提供熱水和回收熱水，因此集油能耗大;集油管線與伴熱管須包扎在一起后才能進(jìn)行保溫，因此集油管線不能預(yù)制，必須現(xiàn)場施工?，F(xiàn)場施工的保溫層防水性能差，一旦滲水，造成保溫層失效，不僅大量浪費(fèi)熱能，而且加快管線腐蝕。

2）已建設(shè)施能力大，負(fù)荷率低，能耗高

建設(shè)初期產(chǎn)量高，站內(nèi)設(shè)施設(shè)計(jì)負(fù)荷大，隨著開發(fā)時(shí)間延長，產(chǎn)量大幅度下降，集輸工藝設(shè)備嚴(yán)重低負(fù)荷運(yùn)行，站內(nèi)工藝設(shè)施處于 “大馬拉小車”狀態(tài)。

3）投產(chǎn)時(shí)間長，設(shè)備老化，效率降低，能耗高

投產(chǎn)至今，設(shè)備老化嚴(yán)重，效率降低，增加能耗。加熱爐運(yùn)行效率為35%（最低），機(jī)泵運(yùn)行效率為27%（最低）。設(shè)備超期服役，維護(hù)費(fèi)用逐年增加，設(shè)備修理費(fèi)240萬/年，加熱爐管線清洗費(fèi)55萬/年，增大了安全隱患。

1.1.3 油氣集輸方案

為解決集油管線沿程溫降問題，提出三個(gè)方案。方案一：多井串聯(lián)進(jìn)站流程;方案二：井口不加熱單管輸送流程+環(huán)狀摻水流程;方案三：井口不加熱單管輸送+井口摻水雙管輸送流程。

1.1.4 方案一多井串聯(lián)進(jìn)站流程

1.1.4.1 方案描述

將各計(jì)量接轉(zhuǎn)站所轄井口按照區(qū)域位置特點(diǎn)，分成若干井組，每個(gè)井組集油管線串聯(lián)進(jìn)站，將井組最遠(yuǎn)油井集油管線作為該井組的集油管線，敷設(shè)井口至同井組集輸管線的集油支線。通過高液量的井口帶動(dòng)低液量井口，出井溫度高的井口帶動(dòng)出井溫度低的井口，增加油品溫度和流動(dòng)性。

各井口計(jì)量方式采用功圖計(jì)量。各井口立管部分采用電熱帶和復(fù)合鋁鎂硅酸鹽保溫措施，可在油井故障停井時(shí)，保持立管不凍，確保油井的正常生產(chǎn)。各井口設(shè)立切斷閥和溫度計(jì)，當(dāng)任何支線穿孔泄露時(shí)，關(guān)閉切斷閥，使影響面達(dá)到最小。

1.1.4.2 流程優(yōu)缺點(diǎn)

該流程優(yōu)點(diǎn)

1）采用一根集油管道，與兩管、三管流程相比，耗鋼量少，施工速度較快。

2）集輸半徑較大，節(jié)省工程投資。

3）采用便攜式功圖法進(jìn)行油井計(jì)算，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制管理。

該流程缺點(diǎn)

1）井場計(jì)量造成流程控制點(diǎn)多且分散，增加了井場設(shè)施工程量，

2）多井串聯(lián)于一根變徑管上，端點(diǎn)油井的回壓較高，不利于低壓油井生產(chǎn)，油井之間的壓力干擾較大，并難以適應(yīng)油田井網(wǎng)的調(diào)整。

1.1.4.3 節(jié)能效果

節(jié)省綜合能耗2371.1104MJ/a。

1.1.5 方案二 “井口不加熱單管輸送”+“環(huán)狀集油摻水流程”

1.1.5.1 方案描述

根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)合pipephase軟件計(jì)算確定井口不加熱單管輸送的邊界條件：

一是井距<800米;

二是產(chǎn)液量>25m3/d;

三是井口溫度>凝固點(diǎn)8℃;

四是含水率>90%。

從而確定可以實(shí)現(xiàn)井口不加熱單管輸送占總井?dāng)?shù)的54%。

其余井口采用環(huán)狀摻水集油流程。以各計(jì)量接轉(zhuǎn)站為中心，將距離站最遠(yuǎn)井口設(shè)為端點(diǎn)井，端點(diǎn)井沿途串聯(lián)其他井口串聯(lián)進(jìn)站，將高溫污水摻至端點(diǎn)井口，端點(diǎn)井口處將原伴熱循環(huán)管線一條改成摻水管線，增建單流閥，防止油井在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)摻水倒灌井內(nèi)的情況;另外一條伴熱循環(huán)管線安裝切斷閥，各井口計(jì)量采用功圖量油方式，串聯(lián)進(jìn)站后采用稱重式油井計(jì)量器或利用原計(jì)量間計(jì)量。計(jì)量站內(nèi)的高溫污水采用摻水流量計(jì)或利用原計(jì)量間計(jì)量，計(jì)量后摻至端點(diǎn)井和產(chǎn)出液摻混后輸至第二口生產(chǎn)井，順次輸至第三口、第四口生產(chǎn)井，末端井利用已建進(jìn)站管線輸回到計(jì)量站。站至端點(diǎn)井摻水管線和末端井至站集油管線利舊，井與井之間串聯(lián)管線新建。

1.1.5.2 流程優(yōu)缺點(diǎn)

端點(diǎn)井摻水后，匯同該環(huán)沿途各井，即減少了摻水量，又通過高溫污水的熱量帶動(dòng)油品流動(dòng)性，油品進(jìn)站后無需增壓加熱即可輸至曙一聯(lián)，減少了加熱爐負(fù)荷，更具有節(jié)能優(yōu)勢。

1.1.5.3 節(jié)能效果

節(jié)省綜合能耗9867.554MJ/a。

1.1.6 方案三“井口不加熱單管輸送”+“ 井口摻水雙管輸送流程”

1.1.6.1 方案描述

除采用井口不加熱單管輸送流程井口，其余井采用井口摻水雙管輸送流程。各井口處將原伴熱循環(huán)管線一條改成摻水管線，增建單流閥，防止油井在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)摻水倒灌井內(nèi)的情況;另外一條伴熱循環(huán)管線安裝切斷閥，停止使用。

1.1.6.2 節(jié)能效果

節(jié)省綜合能耗4807.454MJ/a。

1.1.7 結(jié)論

通過上述計(jì)算及方案比選，方案二投資雖然不是最少，但節(jié)能效果明顯，年節(jié)約經(jīng)營成本高，故方案二為最優(yōu)方案。

參考文獻(xiàn)