陶慶華,鄭 耿
(中國石化江漢油田分公司江漢采油廠,湖北 潛江433123)
江漢油田單井集輸主要有不加熱單管集輸、井口加熱單管集輸、雙管摻輸、三管伴熱4種模式。就王廣集輸系統(tǒng)來講,集油模式主要采用的是三管伴熱、集中翻斗計量的三級布站工藝,單井加藥、解鹽摻水為系統(tǒng)伴熱水。這種集輸模式存在集輸管網(wǎng)復雜、建設投資高、運行能耗大等問題。油井三管伴熱、摻熱水加藥、解鹽大大提高了王廣區(qū)塊的集輸能耗,針對這些問題,以王廣集輸系統(tǒng)為研究對象,開展了油井常溫集輸及配套工藝的研究。
王廣集輸系統(tǒng)所轄5個接轉(zhuǎn)站,有油井92口,開井數(shù)81口,其中摻熱水的油井有42口。由于系統(tǒng)所轄接轉(zhuǎn)站數(shù)量太多,所有接轉(zhuǎn)站都是計量接轉(zhuǎn)站,要負責單井摻水、伴熱,因而集輸系統(tǒng)用于接轉(zhuǎn)站的能耗較多、單耗較高。
王廣集輸系統(tǒng)摻熱水的油井有42口,日摻熱水96.4 m3,摻熱水的加熱爐出口平均溫度為55.6℃,加熱這些水需要日耗伴生氣320Nm3,年耗氣量約(1.15×105)Nm3,浪費大量的熱能。
實際上,王廣集輸系統(tǒng)所轄接轉(zhuǎn)站用于接轉(zhuǎn)的能耗是很低的,5個接轉(zhuǎn)站輸油泵運行總功率37.81kw,而5個接轉(zhuǎn)站熱水泵電耗總和達121.01kw。整個接轉(zhuǎn)站用于接轉(zhuǎn)的能耗僅占接轉(zhuǎn)站總能耗的13.1%,接轉(zhuǎn)站的83.5% 能耗是用于負責單井摻水、伴熱(表1)。
表1 王廣集輸系統(tǒng)所轄接轉(zhuǎn)站能耗情況表
針對油井摻熱水、單井伴熱導致接轉(zhuǎn)站能耗過高的問題,開展了單井常溫集輸試驗。
單井常溫集輸技術是利用油井自身的能量和溫度,通過應用特殊管材、加藥降粘,采用串接、T接、樹狀、環(huán)狀工藝流程,以及通過延伸集輸干線縮短單井管線長度的工藝,來實現(xiàn)油井在常溫不加熱的情況下保證正常集輸?shù)囊豁椆に嚰夹g。
主要從單井常溫集輸方面進行研究,配套單井摻?jīng)鏊J?,從而達到簡化集輸模式、節(jié)能降耗的目的。
油井要實現(xiàn)常溫集輸,需確定兩個參數(shù),一是末點溫度大于凝固點。二是井口回壓小于1.2MPa,滿足生產(chǎn)要求。
初期,在王廣區(qū)塊特選4口高含水單井,對4口單井進行停伴熱實驗,觀察回壓及溫度變化(表2,3,4)。
表2 單井停伴熱試驗油井基礎參數(shù)表
表3 4口試驗油井停伴熱前后參數(shù)對比表
表4 4口試驗油井停伴熱前后壓力變化對比表
試驗結(jié)果表明:
1)單井停伴熱前后油井產(chǎn)液量基本保持不變,單井平均耗電量基本保持不變。
2)王西12-41、王西12-13、廣17斜-4單井產(chǎn)液量均大于3 0t/d,含水大于75%,停伴熱前后井口回壓變化不明顯;
3)王西8-3B產(chǎn)液量小于10t/d,含水為87.6%,停伴熱后井口回壓有所升高,但最高回壓小于0.8Mpa,滿足正常集輸需求。
單井停伴熱集輸試驗取得成功后,選取井組進行現(xiàn)場應用試驗。
選王15站、王西18-8點、周8站、廣18站的4個高含水、中低含水站點的部分油井,進行小井組常溫集輸試驗,來驗證常溫集輸、翻斗計量等新工藝新技術在王廣集輸系統(tǒng)推廣的可行性(表5)。
表5 井組試驗油井基礎參數(shù)表
(接上表)
將各站點所選油井進行枝狀集油工藝改造,各小井組油井就近枝狀串聯(lián)合走一條干線進站,原三管伴熱流程保留。
2012年1月,環(huán)境溫度較低,開始將王15站(2口)、周8站(4口)、王西18-8點(3口)、廣18站(4口)試驗區(qū)油井一起倒進試驗流程,進行停伴熱實驗,采用翻斗計量,每4小時記錄一次干線數(shù)據(jù)(表6)。
表6 油井枝狀串聯(lián)停伴熱集輸單井最高回壓表
1)2012年1月11日,將對王15站試驗區(qū)2口油井(王西9-8、王西斜11-7B)進行停伴熱試驗(圖1),停伴熱后回壓變化不大,可以正常集輸。
圖1 王15站停伴熱井口干線回壓變化曲線圖
2)周8站4口油井井組停伴熱試驗(圖2),干線回壓偶爾偏高,最高為0.85Mpa,可以正常集輸。
圖2 周8站停伴熱井口干線回壓變化曲線圖
3)王西18-8點干線長度1.30km,3口井合量,單井井口回壓偶爾偏高。2012年2月27日起王西16-8井改為舊管線輸油,其他兩口井繼續(xù)合量,井口回壓有所下降,王西15-8B井平均回壓為0.8MPa,王西15斜-9B井井平均回壓為0.74MPa。
冬季高含水井停伴熱集輸,井口回壓會上升,可以正常集輸。干線距離大于1km,存在一定的集輸風險。
4)廣18站四口油井井組停伴熱后,干線回壓偶爾偏高(圖3),干線回壓滿足正常集輸需求。
圖3 廣18站停伴熱井口干線回壓曲線圖
單井常溫集輸方面,低含水、低液的廣18斜-1井井口回壓在0.5MPa~1.4MPa之間來回波動,單井至試驗閥組段未伴熱油管線中原油已經(jīng)在管線中凝固,油井靠回壓升高將油壓進閥組運行。由于原油溫度較低,翻斗計量分離器運行存在問題。
試驗結(jié)果表明:
1)冬季較冷時,50t/d以上的中低含水(50%~80%)井組,干線長度小于0.6km,停伴熱后可以正常集輸。
2)冬季較冷時,3t以下低液單井分枝80m左右回壓較高,但可以運行,枝狀集輸工藝上應考慮避免液量低的井管線長度超過100m。
3)冬季較冷時,在原油無伴熱情況下,翻斗計量分離器的計量準確性和正常運行方面存在問題。
2012年4月,在廣18站、周8站將不同油井進行組合倒進試驗區(qū),保證試驗液量由高到低分別倒進試驗流程,進行井組停伴熱試驗,觀察能否正常生產(chǎn)和回壓變化情況(表7)。
周8站小井組夏季常溫集輸回壓較低,一般小于0.5MPa,壓力滿足正常生產(chǎn)需求。廣18站小井組停伴熱集輸回壓小于0.75MPa,滿足正常集輸需求。
表7 夏季停伴熱井組實驗數(shù)據(jù)表
對王15站等4個站點的部分油井進行了小井組常溫集輸改造后,站點集輸能耗有所下降(表8)。
表8 停伴熱集輸前后站內(nèi)能耗對比
1)夏季油井可以實現(xiàn)常溫集輸,井口回壓較低,滿足正常需求。
2)冬季較冷時,50t/d以上的中低含水(50%~80%)單井或井組,集輸距離小于0.6km停伴熱后可以正常集輸;3t以下低液單井分枝集輸距離80m左右回壓較高,但可以運行,枝狀集輸工藝上應考慮避免液量低的井管線長度超過100m。
3)王廣試驗區(qū)進行常溫集輸工藝改造后,集輸系統(tǒng)單耗降為9.9kgce/t,小井組停伴熱工藝改造的站點能耗明顯下降。
4)江漢油區(qū)老油田改造和新油田建設可以根據(jù)實際情況,將三管伴熱集輸工藝改為單管常溫集輸工藝,可大大降低建設投資,節(jié)約集輸系統(tǒng)能耗,降低管網(wǎng)維護費用。
5)采用常溫集輸工藝,新區(qū)塊摻水單井可建摻清水管線,老區(qū)快可利用原伴熱管線進行產(chǎn)清水,將原本摻伴熱水流程改為單井摻?jīng)鏊铀?、解鹽工藝,既滿足了生產(chǎn)需求,又節(jié)約了系統(tǒng)能耗。
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