CN202946927U

CN202946927U - 气举高凝点原油常温集输系统

Info

Publication number: CN202946927U
Application number: CN 201220642243
Authority: CN
Inventors: 杨芳圃; 谢成杰
Original assignee: Jianghan Petroleum Engineering Corp
Current assignee: Sinopec Energy and Environmental Engineering Co Ltd
Priority date: 2012-11-29
Filing date: 2012-11-29
Publication date: 2013-05-22
Anticipated expiration: 2022-11-29

Abstract

本实用新型涉及气举高凝点原油常温集输系统，布置于油井、计量站和油气处理站之间；主要包括：位于计量站处的原油汇管和气举气汇管、位于油气处理站处的油气分离设备、气举压缩机、凝液分离罐；各油井均通过单独的单井管线与原油汇管连通；从原油汇管通过原油干线与油气分离设备连接；油气分离设备分别连接单相原油管线和分离气体管线；分离气体管线和天然气/伴生气管线均与气举压缩机连接；气举压缩机依次通过凝液分离罐、气举气干线与气举气汇管连接；气举气汇管上连接的各气举单井管线连接在各油井上；各气举单井管线上设置紧急切断阀。实现高凝原油常温环境下，不加药、不掺稀常温输送，能够大幅简化高凝点原油集输工艺。

Description

气举高凝点原油常温集输系统

技术领域

本实用新型属于油气采集领域，具体涉及一种通过气举工艺对高凝点原油进行常温集输的系统。

背景技术

通常把凝固点在40℃以上，含蜡量高的原油叫高凝原油。高凝原油含蜡量高，凝固点高，常温下为不流动状态，原油集输十分困难，并且由于很多高凝原油流动性复杂，往往采用一种手段达不到降凝、降粘的效果。高凝原油的集输通常采用加热法、掺稀油降凝法及注入降凝剂法。

加热法是世界各国实施最早、应用最广的一种高凝油集输方法,也是一种技术上比较成熟、行之有效的方法。就加热方式来说,有直接加热和间接加热(利用热媒)两种。但加热系统设施复杂，需长期提供燃料或能源，能耗大。

采用掺稀油降凝是高凝油集输的又一常用方法，但往往掺入量大而受到油源限制。

降凝剂改善高凝点原油的流动性也被受关注，但目前还没有好的降凝剂可以完全改善高凝油的流动能力，且采用加药工艺，则需要建发电系统为各加药装置供电，地面设施复杂。因此继续开发出新的降凝剂实现管线冷输，提高高凝油开发效果，降低能耗，是当今世界攻关的难题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种投资少、节能降耗的气举高凝点原油常温集输系统，实现高凝原油（凝点40℃～50℃），常温环境下，不加药、不掺稀常温输送，能够大幅简化高凝点原油集输工艺。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

气举高凝点原油常温集输系统，布置于油井、计量站和油气处理站之间；其特征在于主要包括：位于计量站处的原油汇管和气举气汇管、位于油气处理站处的油气分离设备、气举压缩机、凝液分离罐；各油井均通过单独的单井管线与原油汇管连通；从原油汇管通过原油干线与油气分离设备连接；油气分离设备分别连接单相原油管线和分离气体管线；分离气体管线和天然气/伴生气管线均与气举压缩机连接；气举压缩机依次通过凝液分离罐、气举气干线与气举气汇管连接；气举气汇管上连接的各气举单井管线连接在各油井上；各气举单井管线上设置紧急切断阀。

按上述技术方案，多个油井位于同一井网中。

按上述技术方案，所述的气举气干线、气举气汇管和各气举单井管线均埋地设置并设置防腐保温层。

外部气源提供的天然气经压缩机压缩至10-12MPag，通过气举管道输送至气举井口，高压天然气被注入井下与地下原油形成混相流体，高含气的高凝原油流动性得到改善，可在常温条件下输送至处理站。含气原油经油气分离后回收的天然气可循环利用于气举高凝原油集输，降低能耗。

保证气举井口温度不低于原油倾点，和保证气举气不至于串入集油管道而致使集油管道爆裂的安全措施，是实施常温集输的基本保证。

要满足气举井口温度不低于原油倾点的要求，通常采用保温或提高气举气的来气温度，对于提高气举气温度受到压缩机出口温度和气举管道埋地防腐的限制，压缩机出口通常低于142℃，同时埋地管道内气体温度高于110℃，防腐保温材料投资会增加10-15%，因此，井口气举气温度控制范围在原油倾点之上。针对距离较远的油井采用保温措施。气举管道设置紧急切断阀，保护集油管道压力安全。

气体与高凝点原油混合后，流动性得到改善，从而实现常温输送。气体与原油混合比例及混合流体在集输管道中的流速对常温输送的效果起关键作用。

气体与原油混合比例一般如下确定：

气液混合物的粘度与气液比成反比,基本上等于液体的粘度除以工作状况下气液比。即:

u_m=u₁/G

其中:

u_m–气液混合物的动力粘度；

u₁–液体动力粘度；

G-气体与液体的混合比（工作状态下），m³/m³；

气液混合物油气混输流速模型如下：

最好满足u_m ⁵≥[4Q_m(316gR_L ^0.302)²]/π

起码满足u_m ⁵>[4Q_m(0.1gR_L ^-104516)²]/π

限制油气混输流速V=F×C/(ρ_m)^1/2

其中：

R_L=Q_L/Q_m；Q_m=Q_L+Q_q；

π–圆周率；

u_m–气液混合物的动力粘度；

Q_m–混合物工作状态体积流量m³/s；

Q_L–液相体积流量m³/s；

Q_L–气相工作状态体积流量m³/s；

R_L-体积含液率；

F-修正系数；不含砂情况下，F=1；含砂情况下，F=0.8;

ρ_m-混合物密度，lb/ft³;

C-常数；正常流态下C=100;

V-油气混输流速，ft/s。

气液混合物油气混输流速V越大，气液混合越好，越有利于流动,速度最好大于10m/s；但速度越大，对管道的冲蚀和环烷酸腐蚀越大，最好将油气混输流速限制在12m/s以内；不能低于2.2m/s.

相对于现有技术，本实用新型的有益效果是：

利用气举产生的伴生气及合理的混合流速，改善原油流动性，实现高凝原油（凝点40℃～50℃），常温环境下，不加药、不掺稀常温输送。不需在井口采用加热、加药或掺稀等措施，即可实现常温集输。使高凝原油集输的流程及配套设施的建设得以简化，减少投资，操作、管理简捷，劳动强度小。且气举产生的“伴生气”在处理站经过油气分离处理回收之后可循环利用于气举工艺，节能降耗。

附图说明

以下结合附图和各实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为根据本实用新型实施的气举高凝点原油常温集输系统示意图；

1-油井；2-单井管线（介质为高含气原油）；3-原油汇管；4-原油干线；5-油气分离设备；6-单相原油管线；7-天然气/伴生气管线；8-气举压缩机；9-凝液分离罐；10-气举气干线；11-气举气汇管；12-气举单井管线；13-紧急切断阀；14-计量站；15-油气处理站。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本实用新型作进一步详细的说明。

根据本实用新型实施的气举高凝点原油常温集输系统，布置于油井1、计量站14和油气处理站15之间；其特征在于主要包括：位于计量站14处的原油汇管3和气举气汇管11、位于油气处理站15处的油气分离设备5、气举压缩机8、凝液分离罐9；各油井1均通过单独的单井管线2连接在原油汇管3上；从原油汇管3出来的高含气原油通过原油干线4进入油气分离设备5；油气分离设备5分离出的原油经过单相原油管线进入原油处理和储存环节，分离出的气体或外部气源提供的天然气通过天然气/伴生气管线7进入气举压缩机8，然后进入凝液分离罐9，除去凝液的压缩气体经过气举气干线10进入气举气汇管11；随后，气举气汇管11中的气举气经过各气举单井管线12进入各油井1。各气举单井管线12上设置紧急切断阀13，保护集油管道压力安全。多个油井1位于同一井网中。

气举气干线10、气举气汇管11和各气举单井管线12均埋地设置并设置防腐保温层。

本实用新型的系统根据含气原油在适当的条件下流动性会得到较大改善的原理，采用气举的方法使高凝点原油在常温下进行输送。

外部气源提供的天然气7经气举压缩机8压缩至10-12MPag，通过气举管道10，12输送至气举井口1，高压天然气被注入井下与地下原油形成混相流体，高含气的高凝原油流动性得到改善，可在常温条件下输送至处理站15。含气原油经油气分离设备5后回收的天然气7可循环利用于气举工艺，降低能耗。

要满足气举井口温度不低于原油倾点的要求，通常采用保温或提高气举气的来气温度，对于提高气举气温度受到压缩机出口温度和气举管道埋地防腐的限制，压缩机出口通常低于142℃，同时埋地管道内气体温度高于110℃，防腐保温材料投资会增加10-15%，因此，井口气举气温度控制范围在原油倾点之上。针对距离较远的油井采用保温措施。

采用本系统，将油气混输流速限制在12m/s以内；不能低于2.2m/s；利用气举产生的伴生气及合理的混合流速，改善了原油流动性，实现了高凝原油在常温环境下油气集输密闭率100%，天然气回收利用率100%。可以最大限度简化油田地面设施，节省投资。

该系统在苏丹六区三期的油田开发中进行了应用。苏丹六区三期的JAKE油田为高凝点原油（33-50℃），最高凝点达到50℃，井口温度36℃-50℃。气举采油在Jake油田的应用非常成功。该油田设计规模75万吨/年，生产油井17口。采用不加剂、不掺油常温集输工艺，与常规加药方案相比，节省投资68.76万美金，操作费用节省41.66万美金/年。

Claims

1.气举高凝点原油常温集输系统，布置于油井、计量站和油气处理站之间；其特征在于主要包括：位于计量站处的原油汇管和气举气汇管、位于油气处理站处的油气分离设备、气举压缩机、凝液分离罐；各油井均通过单独的单井管线与原油汇管连通；从原油汇管通过原油干线与油气分离设备连接；油气分离设备分别连接单相原油管线和分离气体管线；分离气体管线和天然气/伴生气管线均与气举压缩机连接；气举压缩机依次通过凝液分离罐、气举气干线与气举气汇管连接；气举气汇管上连接的各气举单井管线连接在各油井上；各气举单井管线上设置紧急切断阀。

2.根据权利要求1所述的气举高凝点原油常温集输系统，其特征在于：多个油井位于同一井网中。

3.根据权利要求1或2所述的气举高凝点原油常温集输系统，其特征在于：所述的气举气干线、气举气汇管和各气举单井管线均埋地设置并设置防腐保温层。