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(xué)院油氣儲(chǔ)運(yùn)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(nèi)容第二章原油集輸流程

2了解原油集輸?shù)牟颊拘问健⑻攸c(diǎn)及適用條件；

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

3將各個(gè)油井生產(chǎn)出來的油氣產(chǎn)物進(jìn)行收集、轉(zhuǎn)輸、分離、計(jì)量、凈化、穩(wěn)定，直至生產(chǎn)合格的油、氣產(chǎn)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(lián)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(xiàn)狀河南油田1978年投入開發(fā)建設(shè)，建成了魏崗、雙河（雙、江油區(qū)）、下二門、趙凹、王集等六個(gè)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(shè)；2004年新莊、楊樓稠油油田投入開發(fā)建設(shè)。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(lián)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(xiàn)狀

河南油田已進(jìn)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(chǎn)液6.27×104m3

，日產(chǎn)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(lián)王集油田稠聯(lián)江聯(lián)下聯(lián)雙聯(lián)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(xiàn)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(jì)量站接轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)從油層采出的油(液)、氣數(shù)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(jì)量站

1）油井采出的油(液)、氣的集中計(jì)量和集中管理；

2）為完成油(液)、氣集輸提供實(shí)施各種工藝措施，在采用摻熱水(油)的油氣集輸方式時(shí)，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(jì)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(jì)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(yuǎn)傳計(jì)量技術(shù)(補(bǔ)充）

油井計(jì)量主要分為油井不分離計(jì)量技術(shù)和分離計(jì)量技術(shù)。國內(nèi)油田主要采用的是分離計(jì)量技術(shù)，分離計(jì)量技術(shù)是采用分離設(shè)備對(duì)油井采出液進(jìn)行氣液分離后，進(jìn)行油井產(chǎn)液量計(jì)量的方式，常用的分離計(jì)量技術(shù)主要有：自動(dòng)玻璃管計(jì)量、人工玻璃管計(jì)量、油井計(jì)量車、翻斗計(jì)量裝置、雙容積計(jì)量裝置、油井三相計(jì)量裝置等幾種類型。

我油田在實(shí)施油井自動(dòng)軟件計(jì)量以前主要應(yīng)用的是人工玻璃管計(jì)量。16油田公司信息中心ORACLE數(shù)據(jù)庫服務(wù)器

GPRS無線傳輸數(shù)據(jù)電信Internet主機(jī)電信無線基站工況采集監(jiān)視機(jī)油井遠(yuǎn)程計(jì)量服務(wù)器用戶終端數(shù)據(jù)呼叫數(shù)據(jù)呼叫數(shù)據(jù)呼叫

由RTU將采集到的數(shù)據(jù)點(diǎn)加密打包，通過GPRS無線傳輸?shù)交?，進(jìn)行加密打包轉(zhuǎn)發(fā)到電信intel服務(wù)器，再由電信intel服務(wù)器加密打包轉(zhuǎn)發(fā)到油田公司ORACLE服務(wù)器，再通過局域網(wǎng)專用端口傳送到采油廠監(jiān)控機(jī)保存、解釋，然后上傳到產(chǎn)液量自動(dòng)計(jì)量服務(wù)器進(jìn)行信息處理分析?；驹砑皯?yīng)用范圍17（1）抽油機(jī)井在線計(jì)量技術(shù)

原理：通過傳感器采集油井載荷與沖次數(shù)據(jù)，將地面示功圖應(yīng)用桿柱、液柱和油管三維振動(dòng)數(shù)學(xué)模型，同時(shí)考慮泵掛深度、桿柱組合、油氣比、出砂情況、油品性質(zhì)等邊界條件求解，得到井下泵功圖，然后應(yīng)用泵功圖識(shí)別技術(shù)來計(jì)算油井產(chǎn)液量。18

通過傳感器測試油嘴前后壓差，應(yīng)用多相流節(jié)流公式，建立相應(yīng)數(shù)學(xué)模型，用電流數(shù)值進(jìn)行修正，計(jì)算出產(chǎn)液量。嘴后壓力傳感器嘴前壓力傳感器（2）電泵井在線計(jì)量技術(shù)19（3）螺桿泵井在線計(jì)量技術(shù)

通過測量螺桿泵電機(jī)轉(zhuǎn)速，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，配合電流數(shù)值修正，計(jì)算出產(chǎn)液量，從而為油井的工藝簡化中存在的井口計(jì)量問題掃清了最后一個(gè)障礙。轉(zhuǎn)速傳感器20（4）太陽能全無線注水井自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)無線磁電流量計(jì)無線壓力變送器太陽能電池組件

針對(duì)油田的大多數(shù)注水井井場無供電電源，常規(guī)的自動(dòng)化采集技術(shù)不能適應(yīng)注水井現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的特點(diǎn)，并結(jié)合最新的電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)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(shí)節(jié)電使系統(tǒng)更長時(shí)間工作方面，應(yīng)用了太陽能供電技術(shù)和微功耗技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)了注水井遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集傳輸。21

（5）開發(fā)計(jì)量及分析優(yōu)化綜合軟件

形成了集數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、分析、展示的一體化綜合分析軟件，能夠進(jìn)行功圖診斷、產(chǎn)量計(jì)算、油水井預(yù)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(jì)量的精度，及時(shí)核對(duì)油井的生產(chǎn)狀況，準(zhǔn)確地掌握油井的生產(chǎn)狀態(tài)以及遠(yuǎn)程計(jì)量系統(tǒng)的工作動(dòng)態(tài)。同時(shí)為解決油井含水化驗(yàn)問題，大港油田開展了油井的計(jì)量標(biāo)定技術(shù)的研究，進(jìn)行了油水密度測試技術(shù)、油氣水三相流量技術(shù)、雙分離管計(jì)量流量技術(shù)的現(xiàn)場試驗(yàn)評(píng)價(jià)。

油水密度測試儀油氣水三相流量儀雙分離管計(jì)量流量計(jì)（6）油井計(jì)量標(biāo)定技術(shù)233．接轉(zhuǎn)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(jì)量站來的油(液)、氣混合物進(jìn)行分離、計(jì)量或脫除游離水；3）向計(jì)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(lián)合站(集中處理站)

1）接收油井、分井計(jì)量站或接轉(zhuǎn)站輸送來的油(液)和氣；

2）對(duì)油(液)和氣進(jìn)行分離、凈化；

3）對(duì)原油進(jìn)行穩(wěn)定，回收油田氣體中的凝液等；

4）將符合標(biāo)準(zhǔn)的原油、油田氣、輕烴，經(jīng)計(jì)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(lián)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(shù)28魏聯(lián)王集轉(zhuǎn)油站稠聯(lián)江聯(lián)下聯(lián)雙聯(lián)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(xiàn)狀圖第二節(jié)原油集輸流程

29下二門集氣站下二門聯(lián)合站何樓安棚集氣站江河聯(lián)合站井樓交油崗魏崗聯(lián)合站河南油田天然氣集輸現(xiàn)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(chǎn)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(chǎn)運(yùn)行費(fèi)用要低４）采用新工藝、新技術(shù)、新材料、新設(shè)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(jí)布站三級(jí)布站一級(jí)半或一級(jí)布站聯(lián)合站計(jì)量站油井接轉(zhuǎn)站聯(lián)合站計(jì)量站油井接轉(zhuǎn)站第二節(jié)原油集輸流程

321.二級(jí)布站的集輸流程

1）油氣分輸流程圖2-4二級(jí)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(diǎn)簡化了井場，分井集中周期性計(jì)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(duì)不同的油井都能適應(yīng)，對(duì)油田中后期井網(wǎng)的調(diào)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(fù)雜，工程量、設(shè)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(jí)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(diǎn)

除具有分輸流程的優(yōu)點(diǎn)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(shí)操作不適應(yīng)。采出水集中處理后，需有處理合格采出水的管網(wǎng)，配給各注水站。第二節(jié)原油集輸流程

362.三級(jí)布站圖2-6三級(jí)布站集輸流程框圖第二節(jié)原油集輸流程

37三級(jí)布站的特點(diǎn)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(shè)處理合格采出水的管網(wǎng)，可建設(shè)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(fù)雜，投資大。第二節(jié)原油集輸流程

38三級(jí)布站應(yīng)用實(shí)例

原蘇聯(lián)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(duì)密度0.84～0.86，凝固點(diǎn)-20～30℃，油氣比4～200m3/t。第二節(jié)原油集輸流程

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設(shè)計(jì)采用組裝化計(jì)量站、單管不加熱集油三級(jí)布站集輸流程。全油田共布中央集油站2座，轉(zhuǎn)油站30座，計(jì)量站900座，油水井9000口。年生產(chǎn)原油6290×104t，含水87.9％，單井產(chǎn)油量23.1～17.1t/d。井口控制壓力1.6～1.8MPa，每個(gè)叢式井場5～7口井，計(jì)量站控制井?dāng)?shù)14口。三級(jí)布站應(yīng)用實(shí)例第二節(jié)原油集輸流程

403.一級(jí)半布站圖2-3一級(jí)半布站集輸流程第二節(jié)原油集輸流程

41一級(jí)半布站的應(yīng)用情況

國外的許多油田，都采用一級(jí)半布站集輸流程，即數(shù)口井設(shè)計(jì)量閥組，在集中處理站設(shè)三相分離計(jì)量裝置對(duì)全油區(qū)油井計(jì)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(jí)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(jí)半布站應(yīng)用實(shí)例若某油田7天計(jì)量一次，每次連續(xù)計(jì)量時(shí)間

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

43江聯(lián)江河區(qū)簡化后管網(wǎng)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(jù)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(jīng)過收集、中轉(zhuǎn)、分離、脫水、原油穩(wěn)定，暫時(shí)貯存，一直到外輸計(jì)量的各個(gè)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(jì)量分離器；2—流量計(jì)；3—?dú)怏w流量計(jì)；4—一級(jí)油氣分離器；5—二級(jí)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(jì)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(fù)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(diǎn)原油和天然氣在集輸過程中的損耗低，產(chǎn)品質(zhì)量高，減少了對(duì)大氣的污染；結(jié)構(gòu)簡單，減少了原油和水的接觸時(shí)間，提高了脫水質(zhì)量并降低了脫水成本；減少了加熱爐和鍋爐的熱負(fù)荷，提高了整個(gè)油氣集輸系統(tǒng)的熱效率；有利于提高自動(dòng)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(wù)，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?shù)募凸に嚒D2-8二級(jí)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(jì)量站布置在8～10口井的適當(dāng)位置上，每口井采用單一管線將油氣混輸集中到計(jì)量站內(nèi)，計(jì)量后輸送集中處理站進(jìn)行處理。單井來的油氣先經(jīng)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(jì)量站計(jì)量分離器

集輸閥組集油站聯(lián)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(diǎn)井場上設(shè)有水套加熱爐，它除用來加熱油井產(chǎn)物外，還可用來實(shí)現(xiàn)熱油循環(huán)清蠟；計(jì)量站設(shè)備簡單；節(jié)省鋼材，對(duì)地質(zhì)條件復(fù)雜的油井適應(yīng)性較強(qiáng)；管理不便；停井或作業(yè)時(shí)需要清掃管線，否則會(huì)堵塞管線；對(duì)無氣或少氣的油井，有時(shí)井場水套爐需要另敷設(shè)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(diǎn)高于油氣集輸管線環(huán)境溫度的輕質(zhì)原油和中質(zhì)原油、單井原油產(chǎn)量大于10t/d、生產(chǎn)油氣比大于30m3/t，且采油井能連續(xù)生產(chǎn)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(diǎn)、高粘度原油（表2-1-1），為保證其有較好的流動(dòng)性，習(xí)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(jìn)行。含蠟原油的性質(zhì)是采用加熱流程的依據(jù)。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(zhì)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(yīng)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(shí)，開始析出部分石蠟結(jié)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(huì)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(shí)粘度不再是溫度的單一函數(shù)，還隨剪切速率變化，原油轉(zhuǎn)入非牛頓流體。轉(zhuǎn)入非牛頓流體的溫度稱為反常點(diǎn)或反常溫度，我國含蠟原油的反常點(diǎn)一般比其凝點(diǎn)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(jìn)入反常點(diǎn)的原油流變特性偏離牛頓流體不遠(yuǎn)，常常符合假塑性流體的流變特性。

當(dāng)溫度接近凝點(diǎn)甚至低于凝點(diǎn)時(shí)，原油中的石蠟相互連接成空間網(wǎng)絡(luò)，嚴(yán)重限制了原油的流動(dòng)，這時(shí)的原油常表現(xiàn)為屈服假塑性體，某些原油表現(xiàn)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(jì)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(jì)量站設(shè)計(jì)兩條管線，一條為出油管線。另一條為摻水管線。由計(jì)量或聯(lián)合站供水，摻水量和摻水溫度可根據(jù)油田的油品性質(zhì)，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(diǎn)是摻進(jìn)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(diǎn)能較好地適應(yīng)高粘高含蠟原油的輸送；具有井場簡單，管理集中；熱耗指標(biāo)低、對(duì)井網(wǎng)加密調(diào)整及改變采油方式的適應(yīng)性強(qiáng)；油田進(jìn)入高含水期后有利于實(shí)現(xiàn)常溫輸送；但該流程計(jì)量不夠準(zhǔn)確，摻水管及相關(guān)設(shè)備容易腐蝕、結(jié)垢。第三節(jié)常用集油工藝663.雙管摻水流程的適用條件對(duì)高含蠟、高凝點(diǎn)、高粘度的中質(zhì)和重質(zhì)原油，一般單井產(chǎn)量都不高，由于流動(dòng)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(dòng)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(jì)量問題比較復(fù)雜，對(duì)于單井產(chǎn)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(yīng)用實(shí)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(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)了不加熱集油。大慶油田在低含水期摻入活性水或熱水達(dá)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(shí)現(xiàn)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(shè)有外部熱源伴隨，以保持管線內(nèi)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(jì)量站內(nèi)設(shè)有供熱水裝置，熱水管單獨(dú)保溫，回水管與井口出油管聯(lián)合保溫伴熱進(jìn)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(jì)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(duì)回水管和油管線伴熱保溫，用的熱水由接轉(zhuǎn)站或計(jì)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(chǎn)、計(jì)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(diǎn)適應(yīng)性強(qiáng)，適用于自噴井，抽油機(jī)井，低壓、低產(chǎn)井，在油田中、后期地面建設(shè)中調(diào)整靈活、方便；井場簡單、集中計(jì)量、集中管理，易于自動(dòng)化；同雙管摻水流程比，計(jì)量方便、準(zhǔn)確；耗熱指標(biāo)高，耗鋼材量大、投資高；熱水管線腐蝕嚴(yán)重，管線易結(jié)垢，管理費(fèi)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(dāng)單井產(chǎn)量較低、油井不能連續(xù)生產(chǎn)、油井出水時(shí)，如果采用摻熱水雙管流程，將給油井計(jì)量帶來較大困難時(shí)，應(yīng)采用熱水伴熱三管流程；對(duì)凝點(diǎn)高于集輸管線埋深土壤溫度的輕質(zhì)和中質(zhì)原油必須加熱保溫才能輸送，但是當(dāng)單井產(chǎn)量小于5t/d，生產(chǎn)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(shí)施應(yīng)經(jīng)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(fù)雜，其投資和經(jīng)營費(fèi)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(jì)量站的加熱、保溫均依靠蒸汽管線的伴隨，原油從計(jì)量站到聯(lián)合站的加熱是依靠加熱爐進(jìn)行加熱后外輸。蒸汽是從計(jì)量站的鍋爐出來，通過蒸汽分配閥組一部分供計(jì)量站本身使用（如廠房、設(shè)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(chǎn)、計(jì)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(diǎn)井場簡化、集中計(jì)量、管理方便，易實(shí)現(xiàn)集中控制和自動(dòng)化；對(duì)粘度高、產(chǎn)量低的油井，地質(zhì)條件復(fù)雜的油田適應(yīng)性比較好，對(duì)間歇性生產(chǎn)的井，也能適應(yīng)，生產(chǎn)可靠，啟動(dòng)方便；對(duì)油田中、后期地面建設(shè)調(diào)整適應(yīng)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(shí)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(zhì)需要進(jìn)行處理，否則鍋爐結(jié)垢速度快，蒸汽管線腐蝕嚴(yán)重。3）雙管蒸汽伴隨流程的缺點(diǎn)第三節(jié)常用集油工藝80稠聯(lián)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(jīng)過二十年的開發(fā)和建設(shè)，已逐步形成了具有河南油田特點(diǎn)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(jì)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(lián)合站

集輸閥組稠油聯(lián)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(jì)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(lián)合站減壓伴熱閥組集輸閥組稠油聯(lián)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(bǔ)充被伴熱物體在集油工藝過程中的熱損失，使流動(dòng)介質(zhì)溫度在一定工藝范圍內(nèi)的集油工藝。電熱帶伴熱集膚效應(yīng)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(gòu)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(jié)構(gòu)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(yīng)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(shù)，適于較長距離的集油管道的伴熱和加熱。2）集膚效應(yīng)電伴熱

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

集膚效應(yīng)伴熱的工作電流可按下式計(jì)算：第三節(jié)常用集油工藝92

伴熱裝置伴熱總電壓V的計(jì)算考慮兩部分內(nèi)容，一是電纜的電壓降Vg；二是鋼管的電壓降Vl。其計(jì)算方法為：伴熱所用功率計(jì)算：第三節(jié)常用集油工藝93④集膚效應(yīng)電伴熱的技術(shù)特點(diǎn)適應(yīng)性廣泛運(yùn)行安全可靠，安裝維修方便能耗低，經(jīng)濟(jì)效益好便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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?shù)幕境霭l(fā)點(diǎn)是設(shè)法改善原油在低溫下的流動(dòng)性。主要是采用物理或化學(xué)方法，改善高凝、高粘原油在較低溫度時(shí)的流動(dòng)性，以實(shí)現(xiàn)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(shí)會(huì)成幾倍、甚至于幾十倍的增加，嚴(yán)重時(shí)管線發(fā)生堵塞。95

采取措施改善低溫流動(dòng)性，降低摩阻

通過采取適當(dāng)措施，延緩低溫下石蠟的析出、改變石蠟結(jié)晶的方式使之盡可能不連成大片網(wǎng)絡(luò)、改變原油在管道中流動(dòng)的流動(dòng)邊界條件，使之易于流動(dòng)，并表現(xiàn)有較小的流動(dòng)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(tuán)塊為分散相的流體，從而達(dá)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(qiáng)磁降粘化學(xué)方法主要是：

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

97對(duì)于凝點(diǎn)低于集輸管線埋深土壤溫度時(shí)的輕質(zhì)原油，具有較好的流動(dòng)性，一般情況不會(huì)產(chǎn)生凍堵事故，因此這種原油不論產(chǎn)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(shí)密度為0.8042g/cm3，凝點(diǎn)－9℃；新疆白堿灘原油：20℃密度為0.8570g/cm3，凝點(diǎn)為－10℃。一、自然不加熱集油第四節(jié)不加熱集油工藝

98

可利用油井進(jìn)入高含水采油后對(duì)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(shí)現(xiàn)不加熱集輸。根據(jù)乳化液理論和油田實(shí)踐，油井產(chǎn)液一般在含水60％左右開始由油包水型轉(zhuǎn)化為水包油型乳化液，使流動(dòng)阻力驟然下降，開始轉(zhuǎn)相的含水率稱為“轉(zhuǎn)相點(diǎn)”。1.各油田原油乳化液轉(zhuǎn)相點(diǎn)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(guān)系第四節(jié)不加熱集油工藝

100我國各油田原油乳化液轉(zhuǎn)相點(diǎn)一般為55％～70％。大慶原油65％左右，中原原油62％左右。原油含水達(dá)到和超過轉(zhuǎn)相點(diǎn)后，一方面流動(dòng)阻力明顯降低，另一方面由于油井產(chǎn)液隨含水增加，井口出液溫度上升，有的油田由低含水時(shí)15～20℃左右上升到30℃以上，接近甚至超過原油凝點(diǎn)，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(dá)到轉(zhuǎn)相點(diǎn)，當(dāng)含水和油井產(chǎn)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(shí)，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(jù)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(zhì)、中質(zhì)原油的井口溫度及管線輸送終點(diǎn)溫度均高于原油析蠟溫度；

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

3）輕質(zhì)、中質(zhì)原油在輸送溫度條件下，脫氣原油粘度低，油氣比高、或機(jī)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?shù)膽?yīng)用情況

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，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(jì)約3萬口（占當(dāng)年生產(chǎn)油井總數(shù)57400多口的50％以上），估計(jì)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?shù)膽?yīng)用實(shí)例

遼河牛居-青龍臺(tái)油田于1990年實(shí)現(xiàn)單管投球清蠟不加熱集輸，總井?dāng)?shù)630口，計(jì)量站48座，產(chǎn)能500×104t/a。從其原油凝點(diǎn)為29～39℃，粘度（μ50）526mP·s，最低氣油比10m3/t，最低單井產(chǎn)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(shí)（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(duì)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(jié)蠟，保持原油的正常流動(dòng)。通常根據(jù)結(jié)蠟的程度來決定投球清蠟周期，井口至計(jì)量站之間球由井口投入，計(jì)量站取出；計(jì)量站至聯(lián)合站之間由計(jì)量站投入，聯(lián)合站取出。投球可用自動(dòng)投球裝置或手動(dòng)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(diǎn)5～10℃）、凝點(diǎn)和粘度不太高（μ50小于100mPa·s）的油田。實(shí)踐證明粘度不太高的含蠟（小于30%）原油都可用這種方法實(shí)現(xiàn)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(jié)晶形式，阻止其連成大塊網(wǎng)絡(luò)；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(dòng)層；

當(dāng)油中含水時(shí)，加入藥劑有破乳、轉(zhuǎn)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(dòng)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(qiáng)磁防蠟也起到很好的降阻效果。強(qiáng)磁的作用是改變石蠟結(jié)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(diǎn)低10℃以上）、原油凝點(diǎn)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(dāng)含水較高時(shí)，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(jì)量站經(jīng)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(duì)單井而言，摻活性