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原油輸送管道安全運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化

文檔作者：應(yīng)斌文檔來源：中原油田分公司油氣儲(chǔ)運(yùn)管理處		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年07月16日
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蒼 6期(2014．06) 規(guī)劃設(shè)計(jì))
原油輸送管道安全運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化
應(yīng)斌 中原油田分公司油氣儲(chǔ)運(yùn)管理處
摘要：中原油田目前采取提高出站溫度的方式降低低輸量帶來的風(fēng)險(xiǎn)，冬季輸油過程中投
加降凝劑是保證管線安全運(yùn)行的有力措施。當(dāng)熱力水力核算均滿足要求時(shí)方可確定合輸點(diǎn)，否
則應(yīng)重新擬定合輸點(diǎn)并重新核算，直至滿足要求。地溫計(jì)算時(shí)應(yīng)按夏季最低地溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)
算，反推出站溫度，根據(jù)降凝劑加劑溫度、原油初餾點(diǎn)、管道保溫層、防腐層的耐壓能力等因
素的要求確定各廠線的出站溫度，并重新計(jì)算降低出站溫度后的理論進(jìn)站溫度和理論停輸時(shí)間。
關(guān)鍵詞：原油管道；低輸量；停輸時(shí)間；出站溫度
doi：lO．3969／j．issn．1006—6896．2014．6．030
1 原油管道輸送工藝
應(yīng)對(duì)低輸量問題國(guó)外常采取摻稀油輸送和加藥
改性輸送措施。隨著我國(guó)原油管道低輸量問題的出
現(xiàn)，國(guó)內(nèi)學(xué)者在原油流變學(xué)研究的基礎(chǔ)上，先后開
展了原油熱處理、添加降凝劑和加劑綜合處理等輸
送lT藝技術(shù)的研究。中原油田在成熟的加熱輸送基
礎(chǔ)上，針對(duì)現(xiàn)役管道輸量逐年下降、開采難度不斷
升高的情況，結(jié)合信息化監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)管道低輸量運(yùn)
行情況的安全性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行研究。
2 管道安全運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化
2．1 原油基礎(chǔ)數(shù)據(jù)整合
原油管道安全運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化必須以管道運(yùn)行參
數(shù)以及原油物性參數(shù)等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，資料數(shù)據(jù)的完
整性是管道安全運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化的關(guān)鍵，資料數(shù)據(jù)的
準(zhǔn)確性及完整程度直接影響對(duì)管道實(shí)際運(yùn)行情況的
分析，進(jìn)而影響參數(shù)優(yōu)化的準(zhǔn)確性以及優(yōu)化方案的
制訂和效果。面對(duì)管道歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)以及原油物性
等龐大、種類繁多的數(shù)據(jù)信息，科學(xué)高效地提取和
組織數(shù)據(jù)、建立結(jié)構(gòu)合理的數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)庫(kù)，是
參數(shù)優(yōu)化必須要面對(duì)和解決的問題。
2．2 引入平均計(jì)算內(nèi)徑
隨著油田開采的延續(xù)，油田產(chǎn)量遞減，管線腐
蝕穿孔越來越嚴(yán)重，需逐年對(duì)各腐蝕管段進(jìn)行更
換。由于實(shí)際輸量遠(yuǎn)達(dá)不到油田初期的設(shè)計(jì)輸量，
所以更換后的管徑變小，出現(xiàn)同一條管線但管徑大
小不一的現(xiàn)象。在不同管徑的交接處無法準(zhǔn)確獲得
相應(yīng)的溫度、壓力等輸油參數(shù)，因而在很多參數(shù)計(jì)
算的過程中無法進(jìn)行分段計(jì)算。根據(jù)沿程摩阻的計(jì)
算公式可知，兩段管線的沿程摩阻之和等于總摩
阻，當(dāng)流體處于相同流態(tài)時(shí)，流量、平均管線溫度
下的黏度、流態(tài)系數(shù)均相同，因此可對(duì)計(jì)算公式進(jìn)
行簡(jiǎn)化，引入平均計(jì)算內(nèi)徑，即將該管道模擬為具
有相同沿程摩阻的等管徑管道。
2．3 集輸管線運(yùn)行現(xiàn)狀分析
與長(zhǎng)輸管道相比，原油集輸管道因油品的凝點(diǎn)
低、黏度大的特點(diǎn)，使其運(yùn)行工況相對(duì)比較復(fù)雜。
現(xiàn)階段采取加熱輸油方式，準(zhǔn)確分析管線運(yùn)行工況
是優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)過程中的一項(xiàng)關(guān)鍵性工作。根據(jù)整
合后的歷史數(shù)據(jù)，依據(jù)雷諾數(shù)計(jì)算公式計(jì)算各條管
線的流態(tài)，在相同流態(tài)下，反推管道總傳熱系數(shù)。
對(duì)各條管線的總傳熱系數(shù)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，按
季節(jié)選取總傳熱系數(shù)計(jì)算取值。最終利用輸油管線
工藝參數(shù)優(yōu)化計(jì)算數(shù)學(xué)模型對(duì)各條管線結(jié)蠟層厚
度、水力熱力核算、允許最小排量、安全停輸H,If．q
等參數(shù)進(jìn)行計(jì)算分析，充分掌握現(xiàn)役管道運(yùn)行
情況。
2．4 安全運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)
中原油田目前采取提高出站溫度的方式降低低
輸量帶來的風(fēng)險(xiǎn)，但在輸量繼續(xù)降低的情況下，單
純依靠提高出站溫度的方式確保管線安全將逐漸無
法滿足工藝的要求。因此，在不改變現(xiàn)有設(shè)備的情
況下優(yōu)化工藝參數(shù)，確保管道在安全、穩(wěn)定的T況
下運(yùn)行具有重要意義。
(1)間歇輸油方案。問歇輸送常用于大管徑的
成品油長(zhǎng)輸管道中，原油集輸管道由于其長(zhǎng)度短、
凝點(diǎn)高的特點(diǎn)應(yīng)用較少，但可在原油產(chǎn)量低于一定
值時(shí)采取間歇輸送。
(2)加劑輸油方案。隨著中原油田各采油廠產(chǎn)
量下降，各條輸油管線管輸排量日益減少，在冬季
氣溫低的情況下，小排量運(yùn)行影響到管線安全性，
為此在冬季輸油過程中投加降凝劑是保證管線安全
一50一 油氣田地面工程(
ht~p：／／www．yqtdmgc．corn)
第33卷第6期(2014．06)(集輸處理)
油田開采中后期的污水處理
閆方平 劉世恩 郭紅’ 王潔
l承德石油高等?？茖W(xué)校2中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司
摘要：絮凝一氣泡法處理技術(shù)是在絮凝理論的基礎(chǔ)上再使用氣泡處理技術(shù)，二者結(jié)合使用
達(dá)到油田污水處理效果 綜合試驗(yàn)分析可知，絮凝一氣泡法聯(lián)合處理污水效果更好。油田廢水
中原油乳化程度高、分散性高、穩(wěn)定性強(qiáng)、不易清除，加入配備的絮凝劑，使用氣泡進(jìn)行處
理，提高絮體穩(wěn)定性和吸附面積，可以促進(jìn)顆粒和原油吸附在絮體上，從而達(dá)到良好處理污水
效果。
關(guān)鍵詞：油田；污水；絮凝；微納氣泡；處理技術(shù)
doi：lO．3969／i．issn．1006—6896．2014．6．031
油田污水根據(jù)油田不同地區(qū)、不同底層、不同
開采方式等其含量及物質(zhì)濃度各不相同，污水成分
十分復(fù)雜，包含多種有機(jī)物和無機(jī)物雜質(zhì)，含有各
種油類、鹽類、添加劑等物質(zhì)。總體上，油田污水
水質(zhì)具有一些共同性質(zhì)和特點(diǎn)，如固體懸浮物多、
含油量高、礦化度高、含有各種無機(jī)鹽離子、容易
結(jié)垢和腐蝕、細(xì)菌含量和化學(xué)需氧量(COD)較
高、油田污水溫度較高。
油田污水含有多種有害物質(zhì)，對(duì)水源、土壤、
人體都有較大的污染和傷害，直接回注對(duì)油藏也有
較大的傷害。
1 絮凝一氣泡法污水處理技術(shù)
絮凝一氣泡法處理技術(shù)是在絮凝理論的基礎(chǔ)上
再使用氣泡處理技術(shù)，二者結(jié)合使用達(dá)到油田污水
處理效果。絮凝技術(shù)是指根據(jù)油田污水成分和性質(zhì)
特征配備對(duì)應(yīng)的絮凝溶劑，通過反應(yīng)或結(jié)合效應(yīng)將
污水中的顆粒、油污、膠體等形成絮狀物沉淀的物
質(zhì)，然后進(jìn)行分離清除。氣泡處理技術(shù)是利用微納
氣泡，其直徑<50 m，在水中上浮速度慢、停留
時(shí)問長(zhǎng)，破裂時(shí)產(chǎn)生的·OH自由基可以吸附油
滴、懸浮顆粒等，能處理污水中的有害有機(jī)物。絮
凝一氣泡法處理技術(shù)可以對(duì)油田污水進(jìn)行充分處
理，回收再利用。
2 試驗(yàn)原理及方法
選取某油田污水作為試驗(yàn)對(duì)象，配備相應(yīng)的絮
凝劑，準(zhǔn)備有效的微納氣泡發(fā)生器，試驗(yàn)原理及方
法如下：
(1)選取某油田污水樣品，對(duì)其污水水質(zhì)進(jìn)行
運(yùn)行的有力措施。截至目前，添加降凝劑也是降低
含蠟原油凝點(diǎn)的主流方向。
(3)并行管線輸油工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)。某條線因輸
量急劇降低，進(jìn)庫(kù)溫度接近油品凝點(diǎn)，凝管風(fēng)險(xiǎn)顯
著增大。采用加劑輸送需要增設(shè)加劑設(shè)備，改造輸
油工藝，依照輸量下降幅度分析其投入成本過高；
采用間歇輸送，經(jīng)理論計(jì)算后安全停輸時(shí)間較短，
若發(fā)生緊急情況無法延長(zhǎng)停輸時(shí)間。將低輸量管道
與臨近管道在最近距離點(diǎn)進(jìn)行合輸，不但可以解決
入庫(kù)溫度低、風(fēng)險(xiǎn)大的問題，同時(shí)投資少、成本
低，是一種合理高效的輸油方式。根據(jù)管線具體情
況，合理擬定合輸點(diǎn)，根據(jù)管線規(guī)格、長(zhǎng)度、進(jìn)站
壓力等已知條件進(jìn)行可行性分析，在不同排量下核
算允許安全停輸時(shí)間，反算出站壓力。當(dāng)熱力水力
核算均滿足要求時(shí)方可確定合輸點(diǎn)，否則應(yīng)重新擬
定合輸點(diǎn)并重新核算，直至滿足要求。
(4)優(yōu)化夏季出站溫度。夏季自然地溫高，散
熱量相對(duì)較少，相對(duì)于冬季可適當(dāng)降低出站溫度，
以避免資源浪費(fèi)，降低輸油成本。根據(jù)實(shí)際輸油情
況，地溫計(jì)算時(shí)應(yīng)按夏季最低地溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，
反推出站溫度，根據(jù)降凝劑加劑溫度、原油初餾
點(diǎn)、管道保溫層、防腐層的耐壓能力等因素的要求
確定各廠線的出站溫度，并重新計(jì)算降低出站溫度
后的理論進(jìn)站溫度和理論停輸時(shí)問。
3 結(jié)論
進(jìn)行原油輸送管道安全運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化研究，可
確定管道低輸量運(yùn)行最優(yōu)化方案，保證管道低輸量
運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)行，有效預(yù)防低輸量管道事故
的發(fā)生，降低管線運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，減少環(huán)境污染，
進(jìn)一步提高油氣集輸管道的管理水平。
(欄目主持張秀麗)

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03-11