單3塊沙一段稠油集輸地面工程研究

摘 要：根據油藏開發方案提供的產能預測數據，對單家寺油田單3塊沙一段的21口新油井的地面工程進行方案設計，集輸方式采用單管密閉不加熱輸送工藝。以實際生產情況對關鍵參數進行分析，探討稠油不加熱集輸技術的應用條件，為稠油的經濟、安全輸送提供有益的借鑒。

關鍵詞：地面工程;集輸方式;設計方案;單管

中圖分類號：TE868 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）25-0142-02

1 油氣地面集輸工藝簡介

油氣集輸工藝是將油田開采出的原油和天然氣進行收集、儲存、輸送和初步加工、處理的復雜生產工藝過程[1]。在地面集輸流程中，按照降黏方式可以分為以下幾種。

1.1 加熱集輸流程

對輕質原油及低凝固點、低黏度的原油，常采用加熱輸送。

特點：井口加熱，計量站分離計量，再加熱混輸至接轉站或集中處理站。加熱集輸流程是目前我國油田應用較普遍的一種集輸流程。

1.2 伴熱集輸流程

伴熱集輸流程是一種用熱介質對集輸管線進行伴熱的集輸流程。

特點：流程簡單，適用于低壓、低產、原油流動性差的油區集輸，但需有蒸汽產生設備或循環水加熱爐，一次性投資大，運行中熱損失大，熱效率較低。

1.3 摻和集輸流程

摻和集輸流程是將具有降黏作用的介質摻入井口出油管線中，以達到降低油品黏度，實現安全輸送的目的。

特點：將熱活性水從井口摻入油井的出油管線中，使原油形成水包油型的乳狀液，使原來油與油、油與管壁間的摩擦變為水與水、水與管壁間的摩擦，以達到降低油品黏度的目的。

1.4 井口不加熱集輸流程

油田開采進入中、后期，油井產液中含水不斷增加，溫度提高，輸送阻力減小，可以采用為井口不加熱流程。

2 開發方案及地面工程現狀

2.1 油氣儲量及開發方案

單家寺油田單3塊沙一段動用含油面積1.35km2，地質儲量181.9×104t，剩余儲量172.5×104t。

采用先吞吐后轉蒸汽驅方式開發，吞吐階段共部署新油井21口，其中水平井14口，側分支水平井7口，利用老井9口（5口生產，4口監測），第4年進入汽驅階段，有5口油井轉蒸汽驅;第5年又有6口油井轉蒸汽驅。

新鉆油井共計21口，2井式叢式井臺5座，其余均為單井。

2.2 地面工程現狀

單家寺油田單3塊已建集輸工藝采用單管密閉不加熱集輸工藝。油氣集輸系統距離最近的首站約1.5km。

區塊附近建有8座計量站，分別為4#、6#、15#、16#、17#、48#、49#及50#計量站，原油輸至首站處理。

首站投建于1988年，目前處理液量能力為17 000m3/d，外輸能力5 500m3/d，原油輸至稠油末站，外輸原油含水≤2%。目前進站液量14 500m3/d，外輸油量4 700m3/d，進站溫度55℃，進站壓力0.25MPa。

3 方案設計

3.1 基礎數據

3.1.1 原油物性。①原油密度（20℃），0.968 5～0.995 8g/cm3。②原油黏度（50℃），8 940～43 000mPa·s。根據單39-5井黏溫曲線，單39-5井原油黏溫關系敏感。特別是當溫度由50℃上升到75℃時，黏度急劇下降，對稠油集輸有利。③凝固點，24～26℃。

3.1.2 開發鉆采基本數據。①新鉆油井，21口;②新井單井平均最大產油量，18.4t/d;③新井單井平均最大產液量，114.68m3/d;④新井單井平均最小產液量，22.32m3/d;⑤井口溫度，65～75℃。

3.2 方案

3.2.1 油氣集輸工藝。隨著油田開采進入中、后期，由于油井產液中含水量增高，一方面使采出液的溫度有所提高，另一方面使采出液可能形成水包油型乳狀液，從而輸送阻力大為減小，為井口不加熱，油井產物在井口溫度和壓力下直接混輸至計量站創造條件[2]。

方案設計根據單39-5井黏溫變化情況，在井口溫度約65～75℃下原油黏度約1 000～2 700mPa·s，同時結合已建油氣集輸工藝，本次單井仍采用單管不加熱密閉集輸方式。

3.2.2 管線管徑計算。根據水力、熱力計算結果及集輸管網布置方案，與計量站距離<500m單井選擇Φ89×4管線，與計量站距離≥500m的同臺井2井串聯進已建計量站，管線選擇Φ114×4管線，新建計量站至首站外輸管線規格為Φ159×6，以上管線計算最高單井井口回壓為1.177MPa;新井投產后首站進站溫度61～62℃，遠高于凝固點。

3.3 計量方式選擇

對比目前國內常用的單井計量方式。

3.3.1 量油分離器。油氣混合物經油管線進入分離器后，噴灑在散油帽上，擴散后的油靠重力沿管壁下滑到分離器的下部，經排油管排出。同時，氣體因密度小而上升，經分離傘集中向上改變流動方向，將氣體中的小油滴黏附在傘壁上，聚集后附壁而下，脫油后的氣體經分離器頂部出氣管進入管線進行測氣。

3.3.2 翻斗計量分離器。翻斗計量的原理是應用兩斗式翻斗分離器工作原理，隨著正在計量的工作斗的液面逐漸升高，整個翻斗系統重心也逐漸偏移，當液體進入其中的一個計量翻斗時，隨著進入流體的不斷增加，這個翻斗的力矩不斷增加，當達到了翻斗翻轉的條件，系統重心偏移過軸的中心以后，原有平衡將被打破，計量翻斗自動翻倒，將斗內液體傾倒在罐內，同時另一個工作斗開始工作。

3.3.3 旋流分離多相計量裝置。旋流分離多相計量裝置通過氣液兩相分離器對單井產出液進行氣液分離，分離器氣相出口設天然氣流量計進行計量，液相出口設質量流量計進行計量，計量數據均可遠傳至計算機系統實現數據自動統計。

3.3.4 活動計量車。對于管輸串接而無法采用常規計量的油井，常采用活動計量車計量。該種計量方式靈活、簡便，但是勞動強度大，受天氣條件的影響比較大。

3.4 節能措施

①單井集油采用密閉集輸工藝流程，減少油氣損耗;②主要油氣設備和管線均采取保溫措施，減少了熱能損失;③主要電氣設備和材料，均采用國家推薦的節能型產品。

4 結論及建議

在采用不加熱集輸工藝時，要密切注意影響集輸工藝的因素：凝固點、原油中的雜質、管線老化粗糙度、單井管線長度等，前3種因素在設計中均難以控制，而單井管線的長度在設計中是可控項，也是采用地面不加熱集輸工藝的關鍵參數之一，應加以控制;對于稠油不加熱集輸工藝，在冬季對溫度尤其敏感，應加強對油井的管理，及時處理防止管線凍、堵、凝的發生。

參考文獻：

[1]李碩.單管不加熱集油工藝適用性淺析[J].內蒙古石油化工，2014（12）：47.

[2]王光然.油氣集輸[M].北京：石油工業出版社，2006.