我國(guó)油氣混輸技術(shù)的發(fā)展探析

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，作為工業(yè)之血的石油資源在不斷的開采過程中也顯得日趨貧匱。于是，在偏遠(yuǎn)地區(qū)及深海開采油氣的技術(shù)被越來(lái)越多的國(guó)際科研機(jī)構(gòu)及組織重視。油氣混輸技術(shù)的發(fā)展是近年來(lái)的熱門技術(shù)，本文就近年來(lái)油氣混輸技術(shù)的發(fā)展作簡(jiǎn)單的探析。

關(guān)鍵詞：油氣混輸；同步回轉(zhuǎn)；多相計(jì)量

中圖分類號(hào)：TE866 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2012） 14-0174-01

一、國(guó)外混輸技術(shù)的現(xiàn)狀

油氣混輸技術(shù)是一種將原油產(chǎn)出物進(jìn)行混合增壓直接輸送到聯(lián)合站的新技術(shù)，與傳統(tǒng)的采油工藝比較，可以減少油、氣分離設(shè)備，少建一條輸氣管線，對(duì)于海上油田可以降低平臺(tái)面積。油氣混輸技術(shù)的突破，不僅可以大大降低工程投資，對(duì)于實(shí)現(xiàn)油田的油氣全密閉集輸以及延長(zhǎng)集輸半徑有著十分重要的意義，同時(shí)能夠降低井口回壓，增加原油和天然氣產(chǎn)量，工程投入及井下維修工作量減少，方便了生產(chǎn)管理。其經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益十分可觀，使能源得到充分利用，環(huán)境狀況得到改善。

油氣混輸技術(shù)自20世紀(jì)80年代以來(lái)，國(guó)際上對(duì)其研究和應(yīng)用的步伐不斷加快。目前，已經(jīng)從試驗(yàn)階段邁向工業(yè)化應(yīng)用與完善階段，其中的兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)付諸實(shí)施：第一項(xiàng)是長(zhǎng)距離管道混輸技術(shù)。第二項(xiàng)是海底混輸增壓技術(shù)。

二、我國(guó)油氣混輸技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

目前我國(guó)在油氣混輸技術(shù)也有較大的發(fā)展，特別是我國(guó)在長(zhǎng)慶油田研究與應(yīng)用的同步回轉(zhuǎn)油氣混輸泵的研究成功，代表了我國(guó)油氣混輸方面的先進(jìn)技術(shù)。長(zhǎng)慶油田使用的同步回轉(zhuǎn)油氣混輸泵，采用了獨(dú)創(chuàng)的氣缸與轉(zhuǎn)子之間機(jī)械同步運(yùn)動(dòng)的機(jī)理，具有泵和壓縮機(jī)的雙重功能，大幅度降低了由于運(yùn)動(dòng)副之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)造成的機(jī)械磨損，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)、排油氣，且泵的進(jìn)排氣壓力與系統(tǒng)壓力自平衡。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、慣性力小、可靠性高、適應(yīng)性強(qiáng)、工作范圍寬、抗泥沙能力強(qiáng)等特點(diǎn)。

同步回轉(zhuǎn)混輸泵在長(zhǎng)慶油田投入運(yùn)行以來(lái)，經(jīng)歷了夏天和冬天，特別是在氣溫已經(jīng)下降到-17℃以下，井下的油氣比和壓力也在不斷發(fā)生變化，但同步回轉(zhuǎn)混輸泵仍能正常工作。長(zhǎng)慶油田各井場(chǎng)伴生氣和原油的壓力不同，油氣比也不相同，各井場(chǎng)到聯(lián)合站的距離不同，造成了混輸泵的排出壓力也不相同，但是各井場(chǎng)的同步回轉(zhuǎn)混輸泵運(yùn)轉(zhuǎn)均很平穩(wěn)。

“同步回轉(zhuǎn)油氣混輸泵”的開發(fā)得到了中石油、中石化相關(guān)部門的大力支持，是真正意義上的“產(chǎn)、學(xué)、研、用”成果，完全由國(guó)內(nèi)自主開發(fā)，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，其技術(shù)達(dá)到油氣混輸領(lǐng)域的國(guó)際先進(jìn)水平。

三、油氣混輸技術(shù)存在的問題及研究方向

（一）混輸管道流動(dòng)規(guī)律研究

1.天然氣凝析液流動(dòng)研究

20世紀(jì)80年代末期，將相態(tài)模型引入天然氣/凝析液混輸管路的工藝計(jì)算中，從此相態(tài)模型成為氣體/凝析液混輸管路穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)模擬的必備模型。在90年代瞬態(tài)模擬計(jì)算取得重大進(jìn)展，但模型和算法仍有很大的改進(jìn)空間。

2.油水兩相流動(dòng)研究

稠油是世界主要能源之一，世界上估算的資源量為9000億噸，相當(dāng)于稀油資源的2.5倍。我國(guó)也有豐富的稠油資源，約居世界第四位。對(duì)于和水兩相流的研究，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者們一直在不間斷地進(jìn)行。然而，由于涉及的問題多，目前主要是圍繞流型檢測(cè)、流型及其轉(zhuǎn)換機(jī)理和壓降預(yù)測(cè)等方面開展研究。

3.油氣水多相流動(dòng)研究

20世紀(jì)70年代已開始了對(duì)油氣水多相流的研究，90年代以來(lái)研究更加深入，試驗(yàn)研究已經(jīng)取得了相當(dāng)?shù)倪M(jìn)展，但僅在水平管道流型及壓降計(jì)算研究方面取得了初步的成果。由于油氣水三相流的流型比兩相流復(fù)雜得多，出現(xiàn)了不少新的流型。學(xué)者們對(duì)流型的研究結(jié)果存在一定的分歧。對(duì)于壓降計(jì)算，目前尚未建立出公認(rèn)的三相流壓降的計(jì)算方法。

（二）多相計(jì)量技術(shù)

80年代末，隨著北海、墨西哥灣大型油田的發(fā)現(xiàn)和相繼開發(fā)，多相計(jì)量裝置的開發(fā)研制取得了較大的進(jìn)展。多相流計(jì)量基本上可以分為混合均質(zhì)多相計(jì)量和直接在線計(jì)量。Mobil、Atlantic、Euromatic、BakerCAC、Texaco、英國(guó)BP等公司的多相流量計(jì)，以及挪威和美國(guó)合作開發(fā)的LP多相流量計(jì)、挪威Framo公司的MPFM和MPFM-1900多相流量計(jì)、KOS公司的MCF多相流量計(jì)、AEA公司的非插入式多相流量計(jì)等都已在各國(guó)海上和陸上油氣田得到應(yīng)用。

（三）多相混輸泵研究

在油氣水多相混輸泵方面，國(guó)外已研制出了近10種不同類型的多相泵。按照使用場(chǎng)合的不同，分為陸上多相泵和水下多相泵；按照工作原理的不同，又可以分為旋轉(zhuǎn)動(dòng)力式多相泵和容積式多相泵。由于多相流動(dòng)的復(fù)雜性，以及泵對(duì)流態(tài)和含氣率的強(qiáng)依賴性，使泵的使用范圍受到了很大地限制。

（四）稠油長(zhǎng)距離管道輸送技術(shù)

隨著對(duì)稠油開采的日趨重視，長(zhǎng)距離管道輸送的技術(shù)需求更為迫切。尤其是超稠油粘度高，有的加熱到90℃，粘度仍有104mPa.s以上，根本無(wú)法管道輸送。加熱輸送不可行（加熱站大多），摻輕質(zhì)油很不經(jīng)濟(jì)。目前在較短距離（幾十公里km）、粘度不太高的稠油用摻活性水降粘可實(shí)現(xiàn)管輸，但存在污水處理問題。因此需要尋求更經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)途徑，例如，應(yīng)用集膚效應(yīng)管輸、加入高效降粘劑、以某種形態(tài)的天然氣摻加降粘管輸，或在油田就地進(jìn)行改質(zhì)達(dá)到管輸條件等新型工藝技術(shù)。

四、結(jié)束語(yǔ)

本文就目前國(guó)內(nèi)外油氣混輸技術(shù)的發(fā)展作了簡(jiǎn)單的綜述，油氣混輸在以后的生產(chǎn)中必將更為廣泛的應(yīng)用，雖然我國(guó)在這方面的研究起步較晚，但我國(guó)已經(jīng)掌握了部分的國(guó)際先進(jìn)技術(shù)，希望我國(guó)能在以后能擁有更多的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)引領(lǐng)行業(yè)的發(fā)展。

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[3]宋艾玲.世界油氣管道現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，2006，25.

[作者簡(jiǎn)介]高巍，工程師，從事油氣管道儲(chǔ)運(yùn)行業(yè)十余年，具備豐富的管道原油輸送和原油油庫(kù)管理經(jīng)驗(yàn)。