油氣集輸工藝技術(shù)研究

顧凱 詹有輝 孫昊（新疆石油勘察設(shè)計研究院有限公司，新疆 克拉瑪依 834000）

1.國內(nèi)外油氣集輸技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 原油集輸工藝

很多油田原油高含蠟高凝，加熱加工工藝和多級布站、單井集中計量、單管道和雙管集油等處理工藝比較常見，我國的遼河以及華北油田就采用這種工藝方法。

國外處理高含蠟原油主要采用加熱方法，加入化學(xué)藥劑降低粘度，單管集輸方式應(yīng)用也比較廣泛，在美國和加拿大等國家工藝發(fā)展比較成熟。低含蠟和低凝點原油主要采用單管不加熱的集輸工藝，如新疆油田。

在技術(shù)工藝方面，國內(nèi)的大慶油田起步較早，對比國內(nèi)其他油田有著一定的技術(shù)基礎(chǔ)優(yōu)勢，大慶油田經(jīng)過過年開采，逐漸進(jìn)入高含水后期，集輸工藝逐漸向利用高含水原油流變特性降低輸送溫度，實現(xiàn)常規(guī)輸送，簡化集輸工藝。

1.2 長距離多相混合工藝

長距離混輸工藝是油氣集輸?shù)募舛思夹g(shù)，從上世紀(jì)80年代開始，西方發(fā)達(dá)國家就針對油氣水多相混合技術(shù)進(jìn)行了大量的實驗研究，多相混輸配合電熱技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)油氣集輸工藝進(jìn)一步簡化，并有效降低工程成本，是一項有著巨大發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)，在這方面，國內(nèi)的工藝水平和自主研發(fā)設(shè)備都落后于西方國家。

1.3 原油脫水

油田開采后期，原油中含水量逐漸上升，如何降低原油含水率成為了必須關(guān)注的問題。世界范圍內(nèi)，原油脫水的主流技術(shù)是兩段脫水。一段脫水使用大罐沉降和聚結(jié)脫水脫出游離水，二段拖回采用平掛電極和豎掛電極交直流復(fù)合電脫水技術(shù)，含水量過高的低凝低粘原油更多額采用熱化學(xué)工藝脫水，我國的塔里木油田以及美國和法國等都采用這種方式。

1.4 自控系統(tǒng)

油田集輸工藝自動控制技術(shù)的應(yīng)用能夠通過工藝流程面，讓工作人員提高對工藝流程的熟練程度，能夠?qū)崟r掌握油田生產(chǎn)動態(tài)，特別是自控系統(tǒng)在分離崗位中的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對油田集輸系統(tǒng)的有效監(jiān)控，避免了事故的發(fā)生，并提高了油氣分離的質(zhì)量和效率，實現(xiàn)了油田集輸系統(tǒng)的現(xiàn)代化管理。

自控系統(tǒng)在油氣集輸系統(tǒng)中有著廣闊的應(yīng)用前景，但是在既有集輸系統(tǒng)中實現(xiàn)自動控制，需要對當(dāng)前油氣集輸系統(tǒng)中的各種硬件條件充分利用，對油氣集輸各個子過程進(jìn)行綜合優(yōu)化，提高控制系統(tǒng)的自動化水平。油田的自動控制系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)該重點研究油氣集輸子系統(tǒng)和管理自動化與過程自動化的結(jié)合，并建立完善的故障在線診斷系統(tǒng)，實現(xiàn)集輸系統(tǒng)的智能化。

2.滾動開發(fā)油田油氣集輸工藝

研究滾動開發(fā)油田油氣集輸工藝，解決開發(fā)邊緣區(qū)塊原油集輸問題，在滿足生產(chǎn)需要的同時降低工程量，提高工藝技術(shù)能夠，是降低滾動開發(fā)油田工程量，提高工藝技術(shù)水平，維持運行成本的有效措施。

2.1 選址

滾動開發(fā)油田中有完善的已建設(shè)施，新建工程需要對已建設(shè)施充分利用，簡化工藝，有效降低建設(shè)工程量，節(jié)省投資。選址要充分利用已征土地，減少耕地面積占用，降低征地費用，污水處理、電、水等工程可充分利用已建工程，降低配套工程量。

2.2 工藝方案優(yōu)化

油井至接轉(zhuǎn)站單管密閉集輸，在端點站加破乳劑，接轉(zhuǎn)站內(nèi)進(jìn)行油氣處理，前端工程新建，后段工程可依托已建工程完成。為了轉(zhuǎn)接站原油穩(wěn)定塔在不設(shè)置壓縮機(jī)的情況下產(chǎn)生負(fù)壓，需要計算管路沿程損失，依據(jù)連接管路摩擦阻力計算數(shù)據(jù)，合理組織安裝方案，降低管道內(nèi)摩擦。

2.3 新型高效油氣水三相分離器

新型設(shè)備充分利用流體壓力能，形成離心力場，提高分離速度，混合液進(jìn)入分離器之前就能夠脫出90%以上的天然氣，實現(xiàn)氣液初步分離。之后使用活性水、水洗破乳技術(shù)，提高破乳劑效果，配合緩沖蒸餾、聚結(jié)填料強(qiáng)制破乳，減小沉降需要時間，提高處理質(zhì)量，設(shè)計聚結(jié)填料的波紋為上大下小結(jié)構(gòu)，避免出現(xiàn)泥沙堵塞。除此之外，新型的三相分離器還設(shè)置了防沖機(jī)構(gòu)，減少了混合液下落對筒體造成的砂磨損和點蝕，分離器使用壽命得到了很大提高。

2.4 高效水套加熱爐

高效水套加熱爐使用了自編水套加熱爐熱力和阻力計算軟件，計算了加熱爐燃燒系統(tǒng)和熱盤管，獲得更加合理的燃燒系統(tǒng)和熱盤管尺寸與結(jié)構(gòu)。高效水套加熱爐使用了螺旋槽管，在加熱爐對流段使用螺旋槽管，近壁面流體和管壁間相對流動速度更快，邊界層厚度更薄，熱阻更小，傳熱膜系數(shù)更高，總傳熱系數(shù)提高到了原來的1.5倍。

新型加熱爐還采用了新型全自動微正壓燃燒器，作為一種大氣式燃燒器，現(xiàn)場操作十分方便，安全性更高，能夠?qū)崿F(xiàn)自動點火，并配備了熄火自動保護(hù)裝飾，燃料燃燒更加充分，提高了燃燒效率。

2.5 端點加藥技術(shù)

原油脫水工藝中通常都選擇添加化學(xué)破乳劑，能夠有效抑制混合液在輸送中發(fā)生乳化。在端點加藥能夠節(jié)省藥量的1/2。

2.6 磁處理原油脫水器

管道磁式原油脫水器是比較常見的脫水技術(shù)，能夠系拿住改善水和水溶液的結(jié)構(gòu)特征，有效減少石蠟成分分子間力，抑制蠟晶生產(chǎn)聚結(jié)，并能夠顯著改善原油凝點、黏度和集電環(huán)電壓，易于實現(xiàn)油水分離。

3.結(jié)語

油氣集輸不同于油田物探、鉆井、測井、采油作業(yè)，油田點多，線長面廣表，而且高溫高壓，易燃易爆，工藝比較復(fù)雜，壓力容器量大并且集中，連續(xù)生產(chǎn)，危險性很高，想要提高油田生產(chǎn)的整體技術(shù)水平，加大油氣集輸工藝的研發(fā)投入是十分必要的。

[1]丁玲.油氣集輸工藝技術(shù)探討[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2012.

[2]吳濤.淺談油氣集輸工藝過程及流程選用[J].石油化工設(shè)備,2013.