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萨北油田特高含水期原油低温集输及处理工艺研究

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萨北油田特高含水期原油低温集输及处理工艺研究

作者：付林笙东北石油大学

学位级别：硕士

萨北油田开发建设经历了一次加密调整、二次加密调整、三次加密井建设,由于当时油井产液含水、温度较低,且原油的粘度高、凝点高、含蜡量高,地理位置处于严寒地区,给原油集输增加了困难。为了保证原油的正常集输,设计时采用了双管掺热... 详细信息

萨北油田开发建设经历了一次加密调整、二次加密调整、三次加密井建设,由于当时油井产液含水、温度较低,且原油的粘度高、凝点高、含蜡量高,地理位置处于严寒地区,给原油集输增加了困难。为了保证原油的正常集输,设计时采用了双管掺热水保温,热水洗井清蜡的常规掺水流程。随着萨北油田现进入高含水开发后期,油井采出液综合含水率已达到90%以上。采出液含水率的不断升高,油井产水量上升,集输系统耗气及耗电呈上升趋势,加之水的热容量比原油的热容量大,导致双管掺水集油工艺的能耗不断上升。同时由于采出液的水力特性和乳化特性等均发生变化,其掺水温度、掺水量等技术界限也发生变化,按照原有的集输技术界限运行的集油方式造成了大量能源的浪费。为了控制集输能耗,降低生产成本,对油井低温集输技术界限进行研究并应用于生产中是十分必要的本文试验研究了利用萨北油田高含水原油集输特性,开展了一系列室内试验及现场试验研究,在优化集输工艺,降低集输能耗方面取得了一定的成果,研究出一套从井口到计量间、转油站、联合站的低温油气集输油气集输工艺运行方式,并摸索出各系统在低温运行工况下的运行参数及界限,以及低温运行工况下各系统配套工艺技术,为今后油田大规模推广及新油田开发工艺规划设计提供技术参考。该项试验研究成果,有效降低了油田生产能耗的上升趋势。截至2009年底,萨北油田在运的近3000口油井中,全部实现夏季掺掺常温水,掺水炉全部停运。冬季掺低温水,掺水炉运行数量减少2/3左右,油气集输系统生产加热及处理温度大幅度降低,通过能耗的降低,取得了较好的经济效益和社会效益。

关键词：特高含水采出液温度界限低温集输

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庆新油田环状集油流程低温集输技术研究

庆新油田环状集油流程低温集输技术研究

作者：范强东北石油大学

学位级别：硕士

大庆油田开采后期油田产液逐渐进入高含水开采的阶段,原油集输能耗急剧上升,约占地面工程能耗的70%以上。目前大庆油田采油总液量逐年上升,井口出油温度有所升高,具备实现部分油井全年或季节性低温集输,甚至停掺输送的条件。随着庆新油... 详细信息

大庆油田开采后期油田产液逐渐进入高含水开采的阶段,原油集输能耗急剧上升,约占地面工程能耗的70%以上。目前大庆油田采油总液量逐年上升,井口出油温度有所升高,具备实现部分油井全年或季节性低温集输,甚至停掺输送的条件。随着庆新油田采出液总液量不断的上升,管道输油量随之不断增加,管道输油能耗迅速增长。为了降低原油集输过程中的能耗,针对环状集输工艺流程,对原油析蜡特性参数及低温流变性进行了分析,同时进行了室内模拟实验,确定了不同工况条件下安全低温集输的界限。并研究了低温集输管路管壁沉积物的沉积规律,结合现场试验进一步优化庆新油田低温集输的运行参数。运用热力计算法和水力计算法得出管道内温降模型,对油田降低地面能耗、保证安全生产、方便生产管理、提高评价分析的准确性提供重要支持。实施低温集输可以控制并降低原油集输系统的热耗,节约大量资源,是降低油气集输能耗的主要措施之一。

关键词：集输能耗低温集输环状集输运行参数温降模型

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特高含水原油低温集输粘壁特性研究

特高含水原油低温集输粘壁特性研究

作者：张瀚文中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

随着国内油田逐渐进入开采后期,低温集输技术得到了大规模的试验和应用,提出粘壁温度作为综合含水率70～90%的高含水低温集油的评价指标已进入推广阶段且效果显著。但在现场降温试验中发现含水率在90%以上的特高含水原油管线实际运行温... 详细信息

随着国内油田逐渐进入开采后期,低温集输技术得到了大规模的试验和应用,提出粘壁温度作为综合含水率70～90%的高含水低温集油的评价指标已进入推广阶段且效果显著。但在现场降温试验中发现含水率在90%以上的特高含水原油管线实际运行温度与粘壁温度预测结果之间存在一定误差,特高含水原油低温集输可在更低温度下安全运行。因此,针对特高含水原油粘壁特性开展低温集输温度边界条件研究,对扩大低温集输适用范围、完善油田低温集输技术具有重要意义。本文通过搅拌模拟罐和旋转流变仪装置进行了特高含水条件下粘壁凝油屈服特性实验,从宏观和微观角度探究了粘壁凝油屈服应力的变化规律,利用因子分析法确定了影响粘壁凝油屈服应力的主要因素,并建立了特高含水条件下粘壁凝油屈服应力预测模型,模型预测结果和实验结果的平均相对误差为14.61%。利用室内环道装置提出了特高含水原油粘壁凝油冲刷实验方法,该方法可直接观测特高含水期油相的形态变化,为低温集输温度边界的确定提供理论基础。分析了粘壁凝油冲刷效果的影响因素,确定了屈服应力是阻碍粘壁凝油在管道内被冲刷剥离最主要的影响因素,并建立了特高含水原油粘壁凝油冲刷应力与屈服应力的关系式,模型预测结果和实验结果的平均相对误差为12.72%。粘壁凝油冲刷实验结果揭示了管壁凝油块剥离的物理机制为油流冲刷应力与粘壁凝油屈服应力间的竞争关系。由此建立了特高含水期含蜡原油低温集输温度边界预测模型,并编制了特高含水原油低温集油温度预测软件。利用油田单井集油管线的现场降温试验对预测模型进行了验证,集油管线采取低温集输后进间温度降低了10～17℃,现场结果与软件预测值误差在2℃范围内,满足工程运用需求。

关键词：特高含水原油粘壁凝油低温集输温度边界条件冲刷应力

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聚驱油气集输系统低温集输工艺技术研究

聚驱油气集输系统低温集输工艺技术研究

作者：赵洪洋东北石油大学

学位级别：硕士

低温集输是一种能够大幅度降低系统能耗的集输工艺。目前,该工艺主要应用于油田水驱系统。对于聚驱系统和三元驱系统,由于油井采出液成分复杂,流变性变化较大,低温集输工艺技术界限尚不明晰,未能广泛应用。针对大庆油田某采油厂聚驱集... 详细信息

低温集输是一种能够大幅度降低系统能耗的集输工艺。目前,该工艺主要应用于油田水驱系统。对于聚驱系统和三元驱系统,由于油井采出液成分复杂,流变性变化较大,低温集输工艺技术界限尚不明晰,未能广泛应用。针对大庆油田某采油厂聚驱集输系统,开展了低温集输技术研究。该研究对于控制能耗损失,降低生产成本,提高油田经济效益具有重要意义。根据该采油厂实际生产情况,综合考虑采出液物理性质、含聚浓度等因素,选择水驱转油站、低含聚驱转油站、中含聚驱转油站、高含聚驱转油站各一座,制定了生产运行数据采集方案,并进行了数据采集,包括油井产液量、含水率、掺水量、采出液物性、集输管线起点和终点温度、压力等相关参数。分析了不同含聚浓度油井采出液物性,其流变性受温度、含水率和含聚浓度影响较大,呈现非牛顿流动结构。利用所采集的集输管线生产数据,拟合了不同月份不同管径的传热系数,拟合后的计算误差小于5%。分析对比了Baker模型、B-B模型和Dukler模型对聚驱油气水混输管道水力计算的精度,并分别采用最小二乘法和神经网络学习法对三种计算模型进行了修正。结果表明,通过神经网络学习法修正后的Baker计算模型精度最高,计算误差小于10%,适用于油田聚驱系统集油管线水力计算。通过熵权法-灰色关联法对聚驱油气集输系统低温集输工艺技术界限影响因素进行分析,结果表明环境温度、油井产液量、产出液的含聚浓度和含水率影响较高。通过神经网络法进行了油井停掺水生产可行性分析模型,分析结果与实际生产情况误差约为5.2%,鲁棒性较强,能够指导现场生产。以生产运行费用最小为目标,以单井掺水量和加热炉出口温度为控制变量,以安全集输为约束条件建立了聚驱集输系统生产运行参数优化数学模型,并给出了粒子群求解算法。在此基础上,通过C#编制了聚驱低温集输系统生产管理系统（APMS）。该软件包括水力热力模拟、生产运行优化、计算结果查询等功能模块,可以实现油田聚驱集输管网的仿真计算和优化运行。利用该软件对四座转油站集输系统进行了生产运行参数优化。优化后四座转油站日生产费用同比降低了28%,能耗降低了21%,每年可节省能耗费用843万元,节能降耗显著。

关键词：聚驱系统低温集输神经网络优化模型粒子群 APMS

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卫星油田低温集输界限研究及工艺参数优化

卫星油田低温集输界限研究及工艺参数优化

作者：司明林东北石油大学

学位级别：硕士

目前,我国大多数油田都已进入高含水开发期,随着油井综合含水率的上升,油气集输系统开始出现运行效率降低的现象。在生产中,大量的混输掺水加热造成转油站耗气量、耗电量呈急剧上升趋势,因此对油井实施不加热输送便成为矿场油气集输系... 详细信息

目前,我国大多数油田都已进入高含水开发期,随着油井综合含水率的上升,油气集输系统开始出现运行效率降低的现象。在生产中,大量的混输掺水加热造成转油站耗气量、耗电量呈急剧上升趋势,因此对油井实施不加热输送便成为矿场油气集输系统节能降耗的主要措施之一。卫星油田位于黑龙江省大庆市和安达市境内,与升平油田、宋芳屯油田相邻,单井产量低、生产气油比低、井口出液温度低、集油半径大及原油凝固点高等实际生产特点使其集输能耗处于比较高的水平。因此,针对卫星油田的生产实际,亟需系统地优化其低温集输工艺参数,制定有效的低温集输方案,降低原油生产成本,实现油田地面生产系统的安全、节能运行。本文在对卫星油田的原油物性及油水乳状液低温流变性进行分析的基础上,基于一套成型的掺水集输室内模拟试验装置开展低温集输工艺参数优化的相关室内模拟试验,通过研究试验结果中流体流型及管路压降变化特征,确定了相应工况下的安全回油温度界限;进而根据安全回油温度界限确定了卫星油田所辖全部集油环的低温掺水集输工艺运行参数;并运用两级递阶优化方法对卫星油田所辖转油站进行集输工艺运行参数优化分析,确定了在转油站系统生产运行费用最优情况下相关的低温掺水集输工艺运行参数。在室内模拟试验研究的基础上,结合卫星油田地面生产运行实际情况,开展了全范围降温集输现场试验。现场试验表明,卫星油田环状流程完全具备开展低温集油的可行性,能够实现在凝固点附近及以下安全回油,包括掺水量、掺水温度等在内的低温输油界限与室内研究结果基本符合,整个现场试验期间（按10天计）,节气1.01×10~4m~3,节电1.77×10~4kW·h,折合节约生产成本2.7万元左右。

关键词：卫星油田低温集输节能降耗环状工艺参数优化

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低温集输工艺技术研究与应用

石油工程建设 2013年第5期39卷 61-63,10页

作者：王忠民大庆油田第九采油厂黑龙江大庆163853

通过对结蜡机理、管材对结蜡的影响、流速对结蜡的影响、结蜡量与含水率的关系、温度对结蜡的影响等方面进行室内实验研究,同时引入原油失流点测试研究,对高含水油不同状态下的集输性能进行分析实验,初步确定了原油低温集输界限,经现场... 详细信息

通过对结蜡机理、管材对结蜡的影响、流速对结蜡的影响、结蜡量与含水率的关系、温度对结蜡的影响等方面进行室内实验研究,同时引入原油失流点测试研究,对高含水油不同状态下的集输性能进行分析实验,初步确定了原油低温集输界限,经现场应用取得了较好的节能效果和社会效益。

关键词：含蜡原油集输性能低温集输界限应用节能效果

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低温集输对脱水系统的影响及应对措施

石油石化节能 2012年第1期2卷 49-50,54页

作者：李丹大庆油田有限责任公司第五采油厂

合理利用油气集输系统的能量是降低油田开发成本、提高油田开采经济效益的重要环节。虽然通过低温集输可以减少天然气的用量,但又会给脱水系统带来许多不稳定因素,因此针对某联合站在实施低(常)温集输试验过程中出现的一些问题,采取一... 详细信息

合理利用油气集输系统的能量是降低油田开发成本、提高油田开采经济效益的重要环节。虽然通过低温集输可以减少天然气的用量,但又会给脱水系统带来许多不稳定因素,因此针对某联合站在实施低(常)温集输试验过程中出现的一些问题,采取一系列配套措施,保证脱水系统平稳运行,达到了降耗的目的。

关键词：低温集输配套措施节能降耗

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低温集输技术界限及运行优化

油气田地面工程 2022年第8期41卷 43-46页

作者：邓辉大庆油田有限责任公司第七采油厂监督管理中心

随着油田持续开发,辖井数增加,产液量波动增大,站外管道距离延长,各节点所需生产参数差距增大,能耗控制难度越来越大。为建设效益节约型企业,响应“节能降耗、降本增效”号召,实施能源消耗总量和单耗双控行动,开展油田地面系统低温集输... 详细信息

随着油田持续开发,辖井数增加,产液量波动增大,站外管道距离延长,各节点所需生产参数差距增大,能耗控制难度越来越大。为建设效益节约型企业,响应“节能降耗、降本增效”号召,实施能源消耗总量和单耗双控行动,开展油田地面系统低温集输技术界限优化势在必行。通过能量守恒定律,以“定末端温度,求起点温度”的方法,指导系统用能最优化。以油井采出液进入脱水站满足脱水工艺需求的温度为末端温度,用流体温降公式和混合液温度加权平均公式,确定停掺水集输、单井掺水量、掺水温度等低温集输技术界限。通过多方案对比,选取最优化的掺水温度和掺水量,得到能耗最低的方案,在满足生产要求的基础上,实现能耗最低并达到优化运行。同时,跟踪井口回压、产液量、异常井运行等关键参数,及时进行沟通调整,建立健全组织管理机制,采取有效保运措施,保障低温集输平稳运行。

关键词：低温集输技术界限能耗运行优化

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高含水原油在不同管材中的低温集输特性研究

辽宁石油化工大学学报 2024年第3期44卷 37-44页

作者：叶文婷张江江徐沛扬苗嘉旭庄明璋何利民吕宇玲杨东海中石化西北油田分公司新疆乌鲁木齐830011 中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东青岛266580

目前,我国大部分油田已进入高含水期,采出液的流动特性发生变化,使降低集输温度成为可能。然而,关于管道材质对低温集输特性影响的研究相对较少。因此,利用现场实验装置对钢管与玻璃钢管中高含水原油低温集输特性进行了研究。结果表明,... 详细信息

目前,我国大部分油田已进入高含水期,采出液的流动特性发生变化,使降低集输温度成为可能。然而,关于管道材质对低温集输特性影响的研究相对较少。因此,利用现场实验装置对钢管与玻璃钢管中高含水原油低温集输特性进行了研究。结果表明,管线降低掺水量之后,井口回压上升,实验管道末点的油温缓慢下降;不同掺水量下井口回压上升过程不同,高掺水量下更容易实现低温集输;当掺水量相同时,玻璃钢管的黏壁温度低于钢管的黏壁温度,玻璃钢管低温集输的最低掺水量低于相同情况下钢管的掺水量。对黏壁温度实验数据进行拟合,得到了不同管材的黏壁温度计算模型,计算结果准确度较高,对高含水期油田实际生产中低温集输的可行性判断及其安全运行管理具有指导意义。

关键词：油水管流低温集输高含水期现场实验