第2章 原油集輸流程

CrudeGathering&TranspotationEngineering主講：黃坤E-Mail:swpuhk@126.com石油工程學院油氣儲運研究所原油集輸工程1Chapter2Crudegathering&transportationprogress集輸站場的類型和功能原油集輸流程常用集油工藝不加熱集油工藝

主要內容第二章原油集輸流程

2了解原油集輸的布站形式、特點及適用條件；

掌握原油礦場計量站、接轉站和聯合站的作用和主要任務；掌握原油集輸工藝流程和原油密閉集輸技術；掌握原油集油工藝和流程；了解油水井在線遠傳計量技術。基本要求第二章原油集輸流程

3將各個油井生產出來的油氣產物進行收集、轉輸、分離、計量、凈化、穩(wěn)定，直至生產合格的油、氣產品的全部工藝過程總稱為油氣集輸工藝流程。油氣集輸工藝流程第二章原油集輸流程

4魏崗油田王集油田稠聯江河油田下二門油田雙河油田新莊油田楊樓油田古城油田趙凹油田井樓油田

河南油田開發(fā)現狀河南油田1978年投入開發(fā)建設，建成了魏崗、雙河（雙、江油區(qū)）、下二門、趙凹、王集等六個高凝、高含蠟稀油油田。稀油油田采用注水開發(fā)方式。1988年古城、井樓稠油油田投入開發(fā)建設；2004年新莊、楊樓稠油油田投入開發(fā)建設。古城油田B123、124區(qū)普通稠油采用常采，其它稠油區(qū)塊采用注蒸汽吞吐熱采開發(fā)方式。第二章原油集輸流程

5魏崗油田王集油田稠聯江河油田下二門油田雙河油田新莊油田楊樓油田古城油田趙凹油田井樓油田

河南油田開發(fā)現狀

河南油田已進入特高含水開發(fā)期，截止2008年3月底建油水井3276口，其中采油井2557口，注水井719口;日產液6.27×104m3

，日產油水平5126t，日注水平55045m3，油田綜合含水91.79%。第二章原油集輸流程

6魏聯王集油田稠聯江聯下聯雙聯新莊油田楊樓油田古城油田趙凹油田井樓油田

河南油田工藝現狀第二章原油集輸流程

7第一節(jié)集輸站場的類型和功能

Typeandfunctionof

gathering&transportationstation采油井場分井計量站接轉站集中處理站一、集輸站場的類型8二、集輸站場的功能1．采油井場1）控制和調節(jié)從油層采出的油(液)、氣數量，滿足油田開發(fā)的需要；2）提供完成油井井下作業(yè)的條件；3）保證將油井采出的油(液)和氣收集起來。第一節(jié)集輸站場的類型和功能

92．分井計量站

1）油井采出的油(液)、氣的集中計量和集中管理；

2）為完成油(液)、氣集輸提供實施各種工藝措施，在采用摻熱水(油)的油氣集輸方式時，可提供摻熱水(油)的分配閥組，以便于向所管轄的油井分配和輸送熱水(油)。

第一節(jié)集輸站場的類型和功能

10圖2-1兩相計量站工藝原理流程框圖第一節(jié)集輸站場的類型和功能

11圖2-2三相計量站工藝原理流程框圖第一節(jié)集輸站場的類型和功能

12第一節(jié)集輸站場的類型和功能

13第一節(jié)集輸站場的類型和功能

14第一節(jié)集輸站場的類型和功能

15油、水井在線遠傳計量技術(補充）

油井計量主要分為油井不分離計量技術和分離計量技術。國內油田主要采用的是分離計量技術，分離計量技術是采用分離設備對油井采出液進行氣液分離后，進行油井產液量計量的方式，常用的分離計量技術主要有：自動玻璃管計量、人工玻璃管計量、油井計量車、翻斗計量裝置、雙容積計量裝置、油井三相計量裝置等幾種類型。

我油田在實施油井自動軟件計量以前主要應用的是人工玻璃管計量。16油田公司信息中心ORACLE數據庫服務器

GPRS無線傳輸數據電信Internet主機電信無線基站工況采集監(jiān)視機油井遠程計量服務器用戶終端數據呼叫數據呼叫數據呼叫

由RTU將采集到的數據點加密打包，通過GPRS無線傳輸到基站，進行加密打包轉發(fā)到電信intel服務器，再由電信intel服務器加密打包轉發(fā)到油田公司ORACLE服務器，再通過局域網專用端口傳送到采油廠監(jiān)控機保存、解釋，然后上傳到產液量自動計量服務器進行信息處理分析?；驹砑皯梅秶?7（1）抽油機井在線計量技術

原理：通過傳感器采集油井載荷與沖次數據，將地面示功圖應用桿柱、液柱和油管三維振動數學模型，同時考慮泵掛深度、桿柱組合、油氣比、出砂情況、油品性質等邊界條件求解，得到井下泵功圖，然后應用泵功圖識別技術來計算油井產液量。18

通過傳感器測試油嘴前后壓差，應用多相流節(jié)流公式，建立相應數學模型，用電流數值進行修正，計算出產液量。嘴后壓力傳感器嘴前壓力傳感器（2）電泵井在線計量技術19（3）螺桿泵井在線計量技術

通過測量螺桿泵電機轉速，建立相應的數學模型，配合電流數值修正，計算出產液量，從而為油井的工藝簡化中存在的井口計量問題掃清了最后一個障礙。轉速傳感器20（4）太陽能全無線注水井自動計量系統(tǒng)無線磁電流量計無線壓力變送器太陽能電池組件

針對油田的大多數注水井井場無供電電源，常規(guī)的自動化采集技術不能適應注水井現場數據采集的特點，并結合最新的電子技術、傳感器技術、數據傳輸技術和注水井工藝，尤其在無外部供電情況下如何尋求新能源、同時節(jié)電使系統(tǒng)更長時間工作方面，應用了太陽能供電技術和微功耗技術，最終實現了注水井遠程數據采集傳輸。21

（5）開發(fā)計量及分析優(yōu)化綜合軟件

形成了集數據采集、監(jiān)控、分析、展示的一體化綜合分析軟件，能夠進行功圖診斷、產量計算、油水井預警及綜合分析與優(yōu)化功能。22

簡化工作開展后，需要定期檢測在線計量的精度，及時核對油井的生產狀況，準確地掌握油井的生產狀態(tài)以及遠程計量系統(tǒng)的工作動態(tài)。同時為解決油井含水化驗問題，大港油田開展了油井的計量標定技術的研究，進行了油水密度測試技術、油氣水三相流量技術、雙分離管計量流量技術的現場試驗評價。

油水密度測試儀油氣水三相流量儀雙分離管計量流量計（6）油井計量標定技術233．接轉站1）油氣收集系統(tǒng)中以為液體增壓為主要功能；2）將從分井計量站來的油(液)、氣混合物進行分離、計量或脫除游離水；3）向計量站供摻水、保溫、熱洗清蠟用的熱水，投加防垢劑、破乳劑。第一節(jié)集輸站場的類型和功能

244．聯合站(集中處理站)

1）接收油井、分井計量站或接轉站輸送來的油(液)和氣；

2）對油(液)和氣進行分離、凈化；

3）對原油進行穩(wěn)定，回收油田氣體中的凝液等；

4）將符合標準的原油、油田氣、輕烴，經計量后分別輸送到礦場油庫和用戶；

5）含水原油中脫出的含油污水送至污水處理裝置，處理后回注油層。第一節(jié)集輸站場的類型和功能

25第一節(jié)集輸站場的類型和功能

26江河示范區(qū)井站位置圖19#站15#站35#站14#站江聯第一節(jié)集輸站場的類型和功能

27第二節(jié)原油集輸流程

Crudegathering&transportationprogress

集輸流程的布站形式油氣集輸工藝流程密閉集輸技術28魏聯王集轉油站稠聯江聯下聯雙聯新莊油田楊樓油田古城油田趙凹油田井樓油田河南油田原油集輸系統(tǒng)現狀圖第二節(jié)原油集輸流程

29下二門集氣站下二門聯合站何樓安棚集氣站江河聯合站井樓交油崗魏崗聯合站河南油田天然氣集輸現狀圖第二節(jié)原油集輸流程

30

一、確定原油集輸流程的基本原則１）有利于油田持續(xù)安全生產２）降低油氣集輸工藝過程的油氣損耗和自耗油、氣量３）工程投資要省，生產運行費用要低４）采用新工藝、新技術、新材料、新設備

第二節(jié)原油集輸流程

31二、集輸流程的布站形式集輸流程的布站形式有：二級布站三級布站一級半或一級布站聯合站計量站油井接轉站聯合站計量站油井接轉站第二節(jié)原油集輸流程

321.二級布站的集輸流程

1）油氣分輸流程圖2-4二級布站油氣分輸流程框圖第二節(jié)原油集輸流程

33油氣分輸流程的特點簡化了井場，分井集中周期性計量，油、氣分別處理；出油、集油、集氣管線分別采用不同的輸送工藝；對不同的油井都能適應，對油田中后期井網的調整比較靈活，操作方便可靠，且易于集中控制管理；但油、氣分輸、集氣系統(tǒng)復雜，工程量、設備、鋼材、投資消耗量大。第二節(jié)原油集輸流程

342）油氣混輸流程

圖2-5二級布站油氣混輸流程框圖第二節(jié)原油集輸流程

35油氣混輸布局特點

除具有分輸流程的優(yōu)點外，簡化了集氣系統(tǒng)。原油穩(wěn)定及回收天然氣凝液在處理量變化幅度大時操作不適應。采出水集中處理后，需有處理合格采出水的管網，配給各注水站。第二節(jié)原油集輸流程

362.三級布站圖2-6三級布站集輸流程框圖第二節(jié)原油集輸流程

37三級布站的特點將油氣分離、原油脫水與采出水處理和注水集中建站，使采出水就地利用；避免了建設處理合格采出水的管網，可建設規(guī)模較大的原油穩(wěn)定和回收天然氣凝液的裝置。但系統(tǒng)復雜，投資大。第二節(jié)原油集輸流程

38三級布站應用實例

原蘇聯薩莫特洛爾油田位于西西伯利亞，氣候條件惡劣，年平均溫度-30℃，最低溫度-53℃，屬于凍土和永凍土地帶。地面湖泊、沼澤占地近50％。原油相對密度0.84～0.86，凝固點-20～30℃，油氣比4～200m3/t。第二節(jié)原油集輸流程

39

設計采用組裝化計量站、單管不加熱集油三級布站集輸流程。全油田共布中央集油站2座，轉油站30座，計量站900座，油水井9000口。年生產原油6290×104t，含水87.9％，單井產油量23.1～17.1t/d。井口控制壓力1.6～1.8MPa，每個叢式井場5～7口井，計量站控制井數14口。三級布站應用實例第二節(jié)原油集輸流程

403.一級半布站圖2-3一級半布站集輸流程第二節(jié)原油集輸流程

41一級半布站的應用情況

國外的許多油田，都采用一級半布站集輸流程，即數口井設計量閥組，在集中處理站設三相分離計量裝置對全油區(qū)油井計量。我國勝利寧海油田等曾試用過這種流程；吐哈鄯善油田已局部采用這種流程，吐哈丘陵油田已全面采用這種流程，塔里木東河塘油田則采用一級布站集輸流程，取得了簡化工藝、降低投資的效益。第二節(jié)原油集輸流程

42一級半布站應用實例若某油田7天計量一次，每次連續(xù)計量時間

1h，則每座計量裝置可計量的油井可達168口，也即一個油井總數為168口井的油區(qū)（塊）只用一座計量裝置，放在聯合站即可。但若按原二級布站考慮，要設16～17座計量站。一級半布站可節(jié)省投資至少20％，而且由于流程簡化，便于實現油田自動控制，從而便于油田管理。第二節(jié)原油集輸流程

43江聯江河區(qū)簡化后管網圖主線一主線二主線三簡化為單管集輸流程、采用串接、T接方式。摻水井采用T接、枝狀摻水。第二節(jié)原油集輸流程

44三、原油密閉集輸流程

根據油田油氣集輸工藝的密閉程度，分為開式集輸流程與密閉集輸流程兩種。石油及天然氣等混合物從油井中出來，經過收集、中轉、分離、脫水、原油穩(wěn)定，暫時貯存，一直到外輸計量的各個過程都是與大氣隔絕的集輸流程叫密閉集輸流程。若其中有部分過程不與大氣隔絕就叫開式集輸流程。第二節(jié)原油集輸流程

45附圖1開式集輸流程圖1—計量分離器；2—流量計；3—氣體流量計；4—一級油氣分離器；5—二級油氣分離器；6—含水油罐；

7—一段脫水泵；8—沉降罐含油污水排除泵；9—沉降罐；10—脫水加熱爐；11—二段脫水泵；12—脫水器；13—不含水油罐；14—外輸油泵；15—外輸加熱爐；16—外輸油流量計第二節(jié)原油集輸流程

46圖2-7密閉、集輸流程示意圖l—油井；2—三相分離器；3—四合一裝置；4—二合一裝置；5—發(fā)球筒；6—輸油泵；7—摻水泵；8—收球筒；9、20—加熱爐；10—沉降罐；11、13、14、18—緩沖罐；12—脫水罐；15、17—輸油泵；16—污水泵；19—送料泵；21—穩(wěn)定油罐；22—負壓脫氣塔；23—塔底泵；24—外輸泵第二節(jié)原油集輸流程

47密閉集輸流程的優(yōu)點原油和天然氣在集輸過程中的損耗低，產品質量高，減少了對大氣的污染；結構簡單，減少了原油和水的接觸時間，提高了脫水質量并降低了脫水成本；減少了加熱爐和鍋爐的熱負荷，提高了整個油氣集輸系統(tǒng)的熱效率；有利于提高自動化程度，提高管理水平；工藝流程簡單、緊湊，省鋼材，投資少。第二節(jié)原油集輸流程

48第三節(jié)常用集油工藝

Processfrequentlyused

forcrudegathering

為完成油氣的收集和輸送任務，而采取的工藝措施稱為集油工藝。加熱集油工藝摻液集油工藝熱源伴隨保溫集油工藝49一、單管加熱集油工藝

單管加熱集油工藝是指井口加熱、一條集輸管道、油氣混輸的集油工藝。圖2-8二級布站的加熱集油流程框圖第三節(jié)常用集油工藝50

1.井口加熱單管流程

井口加熱單管流程是將計量站布置在8～10口井的適當位置上，每口井采用單一管線將油氣混輸集中到計量站內，計量后輸送集中處理站進行處理。單井來的油氣先經過水套加熱爐加熱。第三節(jié)常用集油工藝51井加熱爐井場計量站計量分離器

集輸閥組集油站聯合站井口加熱單管集輸流程第三節(jié)常用集油工藝522.井口加熱單管流程的特點井場上設有水套加熱爐，它除用來加熱油井產物外，還可用來實現熱油循環(huán)清蠟；計量站設備簡單；節(jié)省鋼材，對地質條件復雜的油井適應性較強；管理不便；停井或作業(yè)時需要清掃管線，否則會堵塞管線；對無氣或少氣的油井，有時井場水套爐需要另敷設供氣管線。第三節(jié)常用集油工藝533.井口加熱單管流程的適用條件

適用于原油凝點高于油氣集輸管線環(huán)境溫度的輕質原油和中質原油、單井原油產量大于10t/d、生產油氣比大于30m3/t，且采油井能連續(xù)生產的油田。第三節(jié)常用集油工藝544.含蠟原油的流變特性

由于我國絕大部分油田為高含蠟、高凝點、高粘度原油（表2-1-1），為保證其有較好的流動性，習慣上都采用加熱保溫的方法，以確保集輸處理過程的正常進行。含蠟原油的性質是采用加熱流程的依據。第三節(jié)常用集油工藝55表2-1-1主要油田高含蠟易凝原油性質第三節(jié)常用集油工藝56附圖3流體的流變曲線1—牛頓流體；2—塑性流體；3—假塑性流體。牛頓流體剪切應力：第三節(jié)常用集油工藝571)高含蠟原油在不同溫度下的流變特性

在較高溫度下為牛頓流體。在較高溫度下，蠟全部溶解于原油中，原油基本上為液態(tài)的單相體系。粘度只隨溫度而變化，具有完全的牛頓流體特性；溫度稍降低時，開始析出部分石蠟結晶，雖是液態(tài)烴與蠟晶顆粒的兩相體系，但粘度只隨溫度變化，仍為牛頓流體，但“析蠟溫度”以后的粘溫曲線會有所變化。第三節(jié)常用集油工藝58

在較低溫度下為非牛頓流體。在較低溫度下，原油中析出大量的蠟晶并互相聚集成海綿塊狀，這時粘度不再是溫度的單一函數，還隨剪切速率變化，原油轉入非牛頓流體。轉入非牛頓流體的溫度稱為反常點或反常溫度，我國含蠟原油的反常點一般比其凝點高5～15℃。2）高含蠟原油在不同溫度下的流變特性第三節(jié)常用集油工藝59附圖4含蠟原油的粘溫曲線第三節(jié)常用集油工藝60剛進入反常點的原油流變特性偏離牛頓流體不遠，常常符合假塑性流體的流變特性。

當溫度接近凝點甚至低于凝點時，原油中的石蠟相互連接成空間網絡，嚴重限制了原油的流動，這時的原油常表現為屈服假塑性體，某些原油表現為賓漢姆塑性體。３）高含蠟原油在不同溫度下的流變特性第三節(jié)常用集油工藝61二、摻液集油工藝

摻液集輸工藝從分井計量站到采油井井口有兩條管道，一條集油管道，一條摻液管道。圖2-9雙管摻液集油工藝流程框圖第三節(jié)常用集油工藝621.雙管摻水流程

雙管摻水流程有摻熱水和摻活性水兩種情形。該流程井口至計量站設計兩條管線，一條為出油管線。另一條為摻水管線。由計量或聯合站供水，摻水量和摻水溫度可根據油田的油品性質，不同含水期及工藝要求而定。第三節(jié)常用集油工藝63附圖5雙管摻熱水流程第三節(jié)常用集油工藝64

摻活性水流程與摻熱水流程在流程布局上差不多，不同點是摻進帶有表面活性劑的水，由于表面活性劑的作用，可以使原油粘度降低，起到防蠟的作用。摻水溫度為常溫，能節(jié)約大量燃料。近來的趨勢是人們把這種防蠟降粘劑和脫水用的破乳劑常合為一劑一次從井口加入，起到降粘防蠟和管道脫水的作用。第三節(jié)常用集油工藝652.雙管摻水流程的特點能較好地適應高粘高含蠟原油的輸送；具有井場簡單，管理集中；熱耗指標低、對井網加密調整及改變采油方式的適應性強；油田進入高含水期后有利于實現常溫輸送；但該流程計量不夠準確，摻水管及相關設備容易腐蝕、結垢。第三節(jié)常用集油工藝663.雙管摻水流程的適用條件對高含蠟、高凝點、高粘度的中質和重質原油，一般單井產量都不高，由于流動性差，宜采用井口摻熱水或摻熱活性水的雙管流程，以改善流體的流動性能。例如河南魏崗、大港羊三木油田的原油就屬這類；凡需要加熱輸送的原油，均可采用井口摻熱水的雙管流程。但因雙管摻水流程的計量問題比較復雜，對于單井產量較低、間歇采油的油井，不宜采用摻熱水的雙管流程。第三節(jié)常用集油工藝674.雙管摻水流程的應用實例

大港油田1976年以來逐步完善了摻活性水不加熱集輸流程，在脫后污水中加入表面活性劑AE1910，再將其摻入油井套管環(huán)形空間及出油管線，實現原油不加熱輸送。

第三節(jié)常用集油工藝68勝利賓南油田摻活性水，摻水溫度8～50℃，加入2070藥劑，加藥量為萬分之一，實現了不加熱集油。大慶油田在低含水期摻入活性水或熱水達到降粘保溫輸送的目的。還定期注入高在熱水洗井清蠟，在中高含水期可摻入常溫水，利用摻水管線實現常溫集油。該流程較好地解決了大慶高寒地區(qū)高凝原油的集油保溫和洗井清蠟問題。第三節(jié)常用集油工藝69三、熱源伴熱保溫集油工藝

熱源伴熱保溫集油工藝是在出油、集油管線上設有外部熱源伴隨，以保持管線內流體的溫度。熱水伴熱集油蒸汽伴熱集油電伴熱集油第三節(jié)常用集油工藝70

在計量站內設有供熱水裝置，熱水管單獨保溫，回水管與井口出油管聯合保溫伴熱進站，這是一種通過管道間換熱來間接加熱的集油工藝。1．熱水伴熱集油工藝圖2-10熱水伴隨保溫集油工藝流程框圖第三節(jié)常用集油工藝711)熱水伴隨三管流程

熱水伴隨三管流程：井口至計量站有三根管，一根集輸油氣，一根輸送熱水，另一根回水管。對回水管和油管線伴熱保溫，用的熱水由接轉站或計量站提供，再分配至各井。第三節(jié)常用集油工藝72附圖6三管流程示意圖1—生產、計量分離器；2—除油分離器；3—緩沖油罐；4—外輸油泵；5—外輸加熱爐；6—緩沖水罐；7—循環(huán)水泵；8—循環(huán)水加熱爐第三節(jié)常用集油工藝732)熱水伴隨三管流程的特點適應性強，適用于自噴井，抽油機井，低壓、低產井，在油田中、后期地面建設中調整靈活、方便；井場簡單、集中計量、集中管理，易于自動化；同雙管摻水流程比，計量方便、準確；耗熱指標高，耗鋼材量大、投資高；熱水管線腐蝕嚴重，管線易結垢，管理費用高。第三節(jié)常用集油工藝743)熱水伴隨三管流程的適用條件當單井產量較低、油井不能連續(xù)生產、油井出水時，如果采用摻熱水雙管流程，將給油井計量帶來較大困難時，應采用熱水伴熱三管流程；對凝點高于集輸管線埋深土壤溫度的輕質和中質原油必須加熱保溫才能輸送，但是當單井產量小于5t/d，生產油氣比小于15m3/t，不能采用井口加熱單管流程，可以采用熱水伴熱三管流程，也可采用井口摻熱水（或活性水）雙管流程，具體實施應經可行性研究之后確定。第三節(jié)常用集油工藝75

蒸汽伴熱集油工藝和熱水伴熱集油工藝，這兩種集油工藝都熱量損失大，集輸流程復雜，其投資和經營費用都比較高，除非特殊需要，一般不采用熱水（或蒸汽）伴熱集油工藝。2．蒸汽伴熱集油工藝

第三節(jié)常用集油工藝761）雙管蒸汽伴隨流程

原油從井口到計量站的加熱、保溫均依靠蒸汽管線的伴隨，原油從計量站到聯合站的加熱是依靠加熱爐進行加熱后外輸。蒸汽是從計量站的鍋爐出來，通過蒸汽分配閥組一部分供計量站本身使用（如廠房、設備以及原油的加熱保溫用），另一部分去各井的蒸汽伴隨管線。第三節(jié)常用集油工藝77附圖7雙管蒸汽伴隨流程

1——生產、計量分離器；2—除油分離器；3—緩沖油罐；4—外輸油泵；5—外輸加熱爐；6—鍋爐；7—水池第三節(jié)常用集油工藝782）雙管蒸汽伴隨流程的優(yōu)點井場簡化、集中計量、管理方便，易實現集中控制和自動化；對粘度高、產量低的油井，地質條件復雜的油田適應性比較好，對間歇性生產的井，也能適應，生產可靠，啟動方便；對油田中、后期地面建設調整適應性比較靈活。第三節(jié)常用集油工藝79

蒸汽耗能大，一般每小時在250～300公斤／公里的量，熱損耗大，效率低。耗水量大，需要有專門供水系統(tǒng)，水質需要進行處理，否則鍋爐結垢速度快，蒸汽管線腐蝕嚴重。3）雙管蒸汽伴隨流程的缺點第三節(jié)常用集油工藝80稠聯新莊油田楊樓油田古城油田井樓油田下二門淺層系

河南油田稠油區(qū)塊示意圖

河南油田稠油經過二十年的開發(fā)和建設，已逐步形成了具有河南油田特點的稠油地面集輸工藝和供熱系統(tǒng)。

第三節(jié)常用集油工藝81河南油田：單井注采合一、蒸汽伴熱集輸流程

集輸、供熱系統(tǒng)配汽閥組減壓伴熱閥組注汽鍋爐井注汽站計量站注汽鍋爐配汽閥組減壓伴熱閥組井高壓分汽閥組高壓分汽閥組注汽干管注汽支管單井注采合一管線集輸閥組集油站稠油聯合站

集輸閥組稠油聯合站摻水管線第三節(jié)常用集油工藝82河南油田：單井注采分開、摻水降粘集輸流程

集輸、供熱系統(tǒng)配汽閥組注汽鍋爐井注汽站計量站注汽鍋爐配汽閥組井高壓分汽閥組高壓分汽閥組注汽干管注汽支管單井注采合一管線集輸閥組集油站稠油聯合站減壓伴熱閥組集輸閥組稠油聯合站摻水管線摻水管線單井注汽管線第三節(jié)常用集油工藝83

電伴熱集油是指用電能補充被伴熱物體在集油工藝過程中的熱損失，使流動介質溫度在一定工藝范圍內的集油工藝。電熱帶伴熱集膚效應電伴熱3．電伴熱集油工藝第三節(jié)常用集油工藝84

電伴熱系統(tǒng)主要由電源、電熱帶、溫控器（恒功率式電熱帶）或恒溫器（變功率式電熱帶）以及接線盒、二通、三通、尾端等附件構成。1）電熱帶伴熱

第三節(jié)常用集油工藝85圖2-11恒功率型電熱帶外型第三節(jié)常用集油工藝86圖2-12恒功率型電熱帶結構原理第三節(jié)常用集油工藝87圖2-13變功率電熱帶工作原理圖第三節(jié)常用集油工藝88

集膚效應電伴熱又叫管道工頻加熱法，是用于管道伴熱保溫的新技術，適于較長距離的集油管道的伴熱和加熱。2）集膚效應電伴熱

第三節(jié)常用集油工藝89①集膚效應電伴熱構成圖2-14集膚效應電伴熱構成圖l—集油管道；2—保溫層；3—保護外殼；4—伴熱管第三節(jié)常用集油工藝90②集膚效應電伴熱原理和特點圖2-15集膚效應電伴熱原理圖第三節(jié)常用集油工藝91③集膚效應伴熱的工程計算方法管線的散熱量可按下式計算：

集膚效應伴熱的工作電流可按下式計算：第三節(jié)常用集油工藝92

伴熱裝置伴熱總電壓V的計算考慮兩部分內容，一是電纜的電壓降Vg；二是鋼管的電壓降Vl。其計算方法為：伴熱所用功率計算：第三節(jié)常用集油工藝93④集膚效應電伴熱的技術特點適應性廣泛運行安全可靠，安裝維修方便能耗低，經濟效益好便于實現自動化第三節(jié)常用集油工藝94第四節(jié)不加熱集油工藝

Heatlesscrudegatheringprocess

原油不加熱集輸的基本出發(fā)點是設法改善原油在低溫下的流動性。主要是采用物理或化學方法，改善高凝、高粘原油在較低溫度時的流動性，以實現不加熱輸送。

低溫下集輸管線壓降過大、井口回壓過高，不能正常集輸。低溫下原油為非牛頓流體，其管輸摩阻壓降比牛頓流體時會成幾倍、甚至于幾十倍的增加，嚴重時管線發(fā)生堵塞。95

采取措施改善低溫流動性，降低摩阻

通過采取適當措施，延緩低溫下石蠟的析出、改變石蠟結晶的方式使之盡可能不連成大片網絡、改變原油在管道中流動的流動邊界條件，使之易于流動，并表現有較小的流動摩阻壓降，原油或者不能形成穩(wěn)定的非牛頓流體，或者形成以牛頓流體為連續(xù)相、非牛頓流體團塊為分散相的流體，從而達到不用加熱集輸。第四節(jié)不加熱集油工藝

96物理方法主要有：雙管摻活性水投球清蠟強磁降粘化學方法主要是：

原油中加入某種化學添加劑，使原油在輸送過程中降粘或降凝，以改善流動性。第四節(jié)不加熱集油工藝

97對于凝點低于集輸管線埋深土壤溫度時的輕質原油，具有較好的流動性，一般情況不會產生凍堵事故，因此這種原油不論產量大小和油氣比高低，都可采用井口自然不加熱單管流程。例如青海冷湖、新疆自堿灘油田的原油就屬這類。青海冷湖原油：20℃時密度為0.8042g/cm3，凝點－9℃；新疆白堿灘原油：20℃密度為0.8570g/cm3，凝點為－10℃。一、自然不加熱集油第四節(jié)不加熱集油工藝

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可利用油井進入高含水采油后對油氣集輸十分有利的條件，基本上不采用額外的措施即可實現不加熱集輸。根據乳化液理論和油田實踐，油井產液一般在含水60％左右開始由油包水型轉化為水包油型乳化液，使流動阻力驟然下降，開始轉相的含水率稱為“轉相點”。1.各油田原油乳化液轉相點第四節(jié)不加熱集油工藝

99附圖8原油乳狀液粘度與含水率的關系第四節(jié)不加熱集油工藝

100我國各油田原油乳化液轉相點一般為55％～70％。大慶原油65％左右，中原原油62％左右。原油含水達到和超過轉相點后，一方面流動阻力明顯降低，另一方面由于油井產液隨含水增加，井口出液溫度上升，有的油田由低含水時15～20℃左右上升到30℃以上，接近甚至超過原油凝點，因此不用附加措施即可“自然”不加熱集輸。原油含水即使未達到轉相點，當含水和油井產液高到一定程度，使井口出油溫度高于允許的最低集輸溫度時，即可采用不加熱集輸。第四節(jié)不加熱集油工藝

101附圖9單管不加熱集輸流程第四節(jié)不加熱集油工藝

1022.不加熱集輸流程的效果

不加熱集輸不僅節(jié)能效果顯著。而且由于精減了加熱保溫系統(tǒng)，工程量減少，投資降低，據有些油田測算，單管不加熱集輸系統(tǒng)投資比三管加熱流程降低20％～30％。第四節(jié)不加熱集油工藝

1033.不加熱集輸流程適用條件

1）輕質、中質原油的井口溫度及管線輸送終點溫度均高于原油析蠟溫度；

2）輕質、中質原油的井口溫度及管線輸送終點溫度低于析蠟溫度，而高于脫氣原油凝點，需要清蠟防蠟的措施。沿線地溫低于原油凝點時，尚需解堵措施。

3）輕質、中質原油在輸送溫度條件下，脫氣原油粘度低，油氣比高、或機械采油，需有清蠟、防蠟、電熱解堵的措施；

4）含水原油的自然含水率高于60%，井口出油溫度高于允許的最低集輸溫度第四節(jié)不加熱集油工藝

1044.不加熱集輸的應用情況

據不完全統(tǒng)計，全國陸上油田至1995年底各油田各種類型的不加熱集輸井估計約3萬口（占當年生產油井總數57400多口的50％以上），估計節(jié)約耗氣超過10億m3/a。第四節(jié)不加熱集油工藝

1055.不加熱集輸的應用實例

遼河牛居-青龍臺油田于1990年實現單管投球清蠟不加熱集輸，總井數630口，計量站48座，產能500×104t/a。從其原油凝點為29～39℃，粘度（μ50）526mP·s，最低氣油比10m3/t，最低單井產量0.9t/d，最低輸油溫度-18℃，最大集輸半徑7.6km。井口回壓最大為1～1.2MPa，比加熱集輸時（約0.6～0.8MPa）略有提高。第四節(jié)不加熱集油工藝

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對管線保溫可減少流體與管壁的溫差，從而減緩石蠟的沉積。定期由井口向集油管線投球，以清除管壁的部分結蠟，保持原油的正常流動。通常根據結蠟的程度來決定投球清蠟周期，井口至計量站之間球由井口投入，計量站取出；計量站至聯合站之間由計量站投入，聯合站取出。投球可用自動投球裝置或手動裝置。二、管線保溫、投球清蠟不加熱集油第四節(jié)不加熱集油工藝

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適用于含水較低或不含水（如新開發(fā)區(qū)塊）、井口出油溫度較低（低于原油凝點5～10℃）、凝點和粘度不太高（μ50小于100mPa·s）的油田。實踐證明粘度不太高的含蠟（小于30%）原油都可用這種方法實現不加熱集輸。

第四節(jié)不加熱集油工藝

108井口加入少量的破乳劑或降粘劑，其作用是可改變原油中析出石蠟的結晶形式，阻止其連成大塊網絡；藥劑在管壁形成一層光滑的薄膜，阻止石蠟向管壁沉積，并形成阻力很小的流動層；

當油中含水時，加入藥劑有破乳、轉相作用，降粘減阻作用更為明顯。由于藥劑的作用，使原油在低溫下的流動阻力比較低，保證油氣的正常集輸。三、乳化降粘不加熱集油第四節(jié)不加熱集油工藝

109有些油田采用井口加藥并配以強磁防蠟也起到很好的降阻效果。強磁的作用是改變石蠟結晶形式，阻止石蠟在管壁的沉積。適用井口出油溫度比較低（比原油凝點低10℃以上）、原油凝點較高（36℃以下）、粘度較高（μ50為100～200mPa·s以下），原油含水不太高（20％以下）的油田，當含水較高時，效果更好。第四節(jié)不加熱集油工藝

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這種集油工藝是將表面活性劑加入脫油后的污水中，在計量站經摻水泵輸至井口摻入集油管線，其集油工藝的流程與雙管摻液集油工藝流程相似。

四、雙管摻活性水不加熱集油第四節(jié)不加熱集油工藝

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對單井而言，摻活性