油氣集輸系統淺析

摘 要：所謂的油氣集輸系統效率是指整個集輸系統的能量利用率，即從井口開始算起，經過計量、接轉、加熱、加廿三及脫水穩定等處理過程的能量利用率。效率是指獲得的能量與供給的能量的比值，總的系統效率是各流程段效率的乘積。因此，要分析集輸系統各方面的情況才能準確地計算集輸系統的效率。

關鍵詞：油氣集輸系統 效率 優化 應用

一、影響集輸系統效率因素

（1）油氣通過地層自身壓力或抽油機提供的動力舉升至井口，本身具有的能量有壓能和熱能。在集輸過程中，這些能量會因為管道摩擦阻力，熱量散失籌原因不斷破消耗，如果通過轉油站的常壓儲罐，能量會被徹底釋放掉。摩擦阻力，熱量散失等主要跟流體的裕度、速度、管徑大小及處理流程的長短有關。因此，在集輸過程中應考慮降低裕度、優化管網，使流體在經濟流速下輸送；簡化流程，減少摩擦阻力損失和熱量散失。

（2）某油田開發初期，原油含水較低，黏度相對較高，到了油田開發中后期原油含水率不斷增加，油品粘度隨著含水的升高不斷降低，原來的井口加熱降黏變得多余。因此，在集輸過程中再進行加熱就沒有必要了。原油自身能量不足以完成自身的集輸和處埋，需要加熱、加壓來補充能量，加熱、加壓目的是為原油補充能量，但這個過程其實是在增加“液體”的能量。在汕田開發中后期，含水高達80%以上，水的能量的增加其實是無用功。

（3）提供能量的主要設備有輸油泵、輸水泵、加熱爐、鍋爐及電動機等，它們是集輸系統中最主要耗能設備，這些“不得不投入的能量”對集輸系統的效率有很大的影響，但在實際運行中卻是效率低下。一般要求輸油泵效率必須大于65%，但某油田采油廠輸油泵總體效率卻只有43%。 效率的高低，首先取決于油品性質。油品性質好，可以在較低的溫度下輸送，熱量損失小，管線壓降小，管效高，同樣站內工藝處理流程短，熱能和壓能的消耗小；反之亦然。利用原始能量，減少不必要能量，提高不必要投入具體體現在原油集輸類型，布站方式，以及所選用的設備和處理工藝，這些都是造成效率不同的因素。

二、優化集輸系統工藝技術、系統簡化對

（1）做好老油氣田地面系統簡化的前期技術準備地面改造調整要結合產出液數量和性質的變化，開展先導試驗，重新考慮和確定地面工程設計的技術界限；為改造工程的設計方案提供科學、合理的技術依據，充分做好老油氣田地而系統簡化的前馴技術準備。根據老油田開采方式的轉變，選擇配套適用的集輸處理技術，為集輸工藝科學合理、集輸流程簡化、縮小場站規模提供條什。

（2）提高或保持能量

減少開式流程，實現密閉輸送。集輸與機采系統統一優化、合理布局，推廣應用多相混輸泵，實現油、氣、水用同一管道混合密閉輸送，降低井口回壓，提高油井產量，可減少抽油管的維修費用等，提高機采及集輸系統的總體效率。 優化管網。小液量、大管徑會造成流體流動不在經濟流速范圍內。整體上看，計量站到接轉站、接轉站到聯合站間管線的管效都很高，一般在90%以上，原因是這些管線的液量大，管線的熱損失相對少，使得管效較高。部分管線輸送液量較小，流速低，摩擦阻力損失和熱損失很大，可通過優化管網，使管道中保持較高的液量，以此提高效率。 流程簡化，減少能量損失。原油處理流程復雜，在管道中摩擦阻力損失大，需要輸油泵來提供動力。將這些處理過程集中在一起，既減少建設費用，又降低摩擦阻力和熱能損失，可有效地保存原始能量。

（3）減少低效投入 ，常溫輸送技術。單管不加熱輸送流程，能耗少，適用于油井井口剩余能最（壓力、溫度）較高，粘度低，流動性能好的原油。油田開發初期，管道內流體粘滯性強，流動阻力高，井口輸送壓力就大；管壁結蠟、結垢可縮小油流通道的橫截面積，同樣會增加流動阻力，增大井口輸送壓力。井口壓力需滿足一定要求，初期被迫采取力11熱輸送。隨著油田開發狀態的變化，井口溫度、含水率均升高，使管內流體黏滯性降低、管壁結蠟、結垢減輕，集油系統可實現常溫輸送。 游離水預脫除，目前某油采油廠集中處理站米油當中約有l/3是接轉站來油，這部分來油含水高達80%～90%，采用的處理工藝是先加熱后進行游離水的分離。如果將先加熱后分離流程改造為先進行游離水的預分離后進行加熱爐升溫，可人大降低能耗。 提離不得不投入能量的效率 離心泵變調速。離心泵在低負荷狀況下工作，：工作流量遠低于額定流量，面工作壓力遠高于額定壓力。傳統上采用閥門節流，雖然在實際使用中很有效，但造成大量的能源浪費，是一種不經濟的運行方式。大型輸油泵普遍采用電機調速控制，節能效果十分顯著。 提高加熱爐熱效率。原油處理站能量消耗主要是熱能消耗，占原油處理站總能耗的76%左右。通過觀察火焰的顏色，可人為地控制通風量和進氣量。 高效化學藥劑的研制及篩選。針對小同油品，篩選破乳劑，降低原油處理站中原油脫水溫度。通過對乳化降黏技術和減阻技術研究，降低原油在管線中流動的摩擦阻力。

三、優化技術集成

（1）混輸泵技術。

某井區投用混輸泵實現了密閉集輸，將原來老的四級布站方式轉化為三級布站，節約了大量的生產維護、人工管理等費用，每年可降低維護及用工費用93.3萬元。密閉輸送解決了天然氣放空造成的能源浪費和環境污染問題，年可回收天然氣（（40～72）×104m3，年節約資金50～65.7萬元。集輸管網總長由原來的20.39km減少到13kuI，實現了混輸機泵的無人值守。

（2）熱電復合處理器的應用

2008年注聚合物驅采出液處理站投用熱電復合處理器處理采出液。熱電復合處理器將分離、沉降及加熱等原油處理過程集中在一個容器里完成，節省了建設費用，減少了運行過程中的能量損失，提高了系統效率，電視由于采出液體中含有大量的泥沙，清理設備不太齊全，造成復合處理器內泥沙淤積，影響了處理效果，該項技術有待改進。

結 論

采用成熟適用的先進技術簡化調整油氣集輸處理系統 靈活選用簡化的雙管摻水流程、單管環狀摻水流程、井口加藥流程或不加熱集油流程，簡化集油工藝。 充分利用老油井集油摻水管線和已建系統基礎設施能力，簡化三次加密油井的集油工藝流程。 積極推廣井口軟件計量，并以井口活動訓‘量為補充，簡化單井計量流程。 新集輸工藝及脫水工藝。

作者簡介：呂曉偉，男，黑龍江大慶油田技師學院開發系集輸組副組長 ，專長油氣集輸維護。