某站低常温外输可行性分析

张浩（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）

某站低常温外输可行性分析

张浩（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）

随油田开发的进行，某站外输含水进入高含水范围，外输液粘度降低，低温条件下管壁结蜡减少，本文结合某站实际运行情况利用温降公式，对某站常温外输进行可行性的初步分析，并对常温外输后管壁结蜡情况进行理论预测，结果表明在某站实施4-10月份常温外输，冬季低温外输即可以降低气耗又避免了过多改造，明显提高了效益。

常温外输；温降公式；结蜡；粘度；高含水

近年来国际石油价格持续降低，成本控制、节能降耗已成为油田一项重要工作，在老区低温常温集输技术已试验推广验证多年时，外围油田由于单井产液量小，含水不稳定，析蜡点温度高等原因一直未进行大面积推广。然而在集油站——联合站的外输中，外输液含水多在75%左右、外输液量大、管径大，管线保温层保护也较好，并且外输液影响管路外输的主要的物性流变性参数由于含水上升产生很大变化，本文针对此情况对本站常温低温外输进行可行性分析。

1 某转油站集输系统概况

某站集输流程为三合一+大罐沉降的开式流程，计量间来液进三合一进行初步分离缓冲沉降后，再进入沉降罐进一步沉降，油经外输泵进加热炉加热后外输，水经掺水泵经加热炉加热后进入计量间，调配水量后参与环状掺水流程。某站辖49口油井，33口水井，日产液量310t，产油84t，掺水910t，外输液含水73%左右，外输管线长7.8km，现日耗干气850m3，伴生气1300m3，吨油耗气25m3。

站内集输系统主要设备能耗来自两个方面，一是加热炉加热介质产生的气耗，二是集输系统各类机泵产生的电力能耗。在气耗方面由主要可分为掺水加热耗气、外输加热耗气、采暖加热耗气。

2 存在问题

某站在夏季停运一台加热炉的情况下依然无法保持停干气集输，5月份用气超配额，吨油耗气35m3左右。队内针对此种情况情况采取的节气措施一是站内降低三合一压力确保伴生气充分析出将原三合一压力由0.1降至0.05；二是控制掺水温度，根据环压力、材质、油井远近、产量等因素制定了一环一策的集油环温度控制方案；三是加强井上套耳器管理确保伴生气回收，取得一定成效，但耗气仍然较高，有时使用仍超过矿配干气量。

3 解决方案及效益分析

3.1 埋地管路轴向温降

3.1.1 计算的基本假设

（1）该外输管线经长时间运行，热力条件稳定，输量变化小，工况稳定，输油时同一段时间内认为地温、气温不变。

（2）总传热系数K认为是常数，不考虑形成蜡层后K值变化。

（3）比热c认为是常数，不考虑含蜡原油蜡晶析出后管内液体比热增大的影响。

（4）忽略延程摩阻生热，忽略温度降低时析出蜡潜热的影响。

3.1.2 管道轴向温度计算

某站至某一联管线同时承担某站输油工作，某站外输油在某站经汇管与某站外输油同时进入总外输管线，某站末点温度由实际测得56℃，某站如采取不加热外输出口温度为42℃，由热平衡方程可得混合后温度为50.1℃，再由苏霍夫温降公式求得L=7800m时末点进站温度Tz

可得Tz=41.88℃。

由于假设条件限定该温度应低于实际进站温度，夏季常温输送可以达到进下站要求。

冬季可实施低温外输，某站外输温度控制到48℃，某站末点温度65℃时混合后温度57.8℃。自然地温-11℃，计算得Tz= 44℃。

3.2 常温外输后管线结蜡情况分析

在管道外输时蜡沉积形成蜡层后主要有两方面影响，一是蜡层附着在管壁上形成保温层总传热系数K降低，摩擦生热增大管内液体温度降低减慢。二是蜡层形成后管径变小、延程摩阻增大，增加能耗，甚至阻塞管道。

3.2.1 确定管内油流开始析蜡时离出口距离

根据苏霍夫温降公式，在T析=44.5时，L=5121m，L蜡=7800-5121=2679m

3.2.2 蜡沉积速率确定

参考厂《原油集输系统节能优化运行现场试验》结论中粘温曲线，计算得Re=1415，判断液体为层流区。在实际生产运行中可根据压力变化数值进行反算取得结蜡层厚度。

3.2.3 高含水对管壁结蜡的影响

随着原油含水增加尤其是超过转向点后，结蜡量显著减少，当含水达到80%以后管壁上会形成水膜，影响蜡沉积，这说明原油达到高含水后，对管壁结蜡有抑制作用，利于实现低温集输[6]。

3.3 运行准备

（1）管线保温被破坏的部位需要重建保温层，过渠等埋深不够的位置需填埋，从而改善总传热系数K值。

（2）根据实际运行结蜡情况，可在每月选定一天进行高温加热外输已达到管线融蜡热洗的作用。

（3）试运时为确保外输安全可进行通球试验。

4 结语

（1）经过理论计算，某站在4-10月份实施常温集输时进站温度为41℃左右，在冬季进行低温集输时出站温度50℃进站温度为44℃左右，低常温外输方案是完全可行的，不仅可节约耗气，而且涉及改造少方案费用低。

（2）为防止低常温外输时管壁结蜡影响外输，建议每月1日高温外输12小时，起到热洗管线的作用。

（3）现各站外输温度普遍较高，存在浪费现象，建议各站根据温降公式重新计算本站合理的外输温度，达到降耗目的。

[1]刘杨王志华成庆林.大庆原油管输结蜡规律及清关周期确定.