绥靖油田站场常温集输技术

任 超，高庆鸽，冯晓成，赵天福，吴 霞

（中国石油长庆油田分公司第四采油厂，陕西榆林 718500）

绥靖油田2001 年投入大规模产建，以浅层开发为主，历经近二十年的勘探开发，目前整体采出液平均含水率已超过80%，产液量约为50×104m3，产油量约80×103t。集输态由“油-水”不连续相，逐渐转变为“水包油”相。鉴于原油与水的物性差异，含水上升与原油集输热负荷正相关，呈抛物线关系。随着含水率从50%逐渐增加至95%过程中，加热负荷不断增大，且上升幅度不断增大[1]。因此，开展从增压点常温集输、转油站控温集输方法的研究，可达到高含水开发期集输系统节能降耗的目标[2]。

1 实验部分

1.1 原油样品DSC 实验

对绥靖油田特征原油进行现场取样，密封后送达实验室。48 h 后预热至井底温度，按集输压力2.5 MPa取样分析，确定含水原油蜡沉积规律。两种典型的长2和长6 原油，根据差示扫描量热仪工作原理，将无相变、热焓小的空气作为参比样，通过测量输入到测试样和参比样，根据热流量之差随温度变化函数关系，得到DSC 曲线（见图1），计算出不同温度下的析蜡点下的含蜡量。从图1 对比结果可以分析，长2 原油析蜡点为25.66 ℃，含蜡量14.56%；长6 原油析蜡点为28.31 ℃，含蜡量13.20%。

图1 两种原油DSC 曲线

1.2 原油样品HMS 实验

开展“冷流”与“热流”条件下的实验，对不同径向位置的沉积物采用机械分层取样法（MSS）与加热融化取样法（HMS）进行取样，获得含蜡量、析蜡点以及碳数分布等特性参数。对长2 和长6 两个原油样品，按1:1、1:2 混合，取两个样品，进行实验。分别进行蜡沉积实验、不同流速下的冲刷实验，对比冲刷前后的蜡层厚度，分析油温和流速对蜡沉积厚度的影响（见图2）。从图2 对比结果中，基本结论是含蜡量较低的蜡层更容易被原油溶解，含蜡量较高的蜡层则较难溶解；当油流与管壁之间不存在温差时，不会有沉积物生成；提高油流温度与增加流速都会使沉积物的厚度减小。

图2 壁温15 ℃时结蜡厚度变化与原油不同流量间关系

1.3 原油样品黏-温曲线实验

现场提取不同区块原油样品净化稳定后，进行一定温度下的黏度测定。结果表明，不同层位和蜡含量的原油，原油用不同温度重复加热后，其初凝点变化明显，加热温度越高、加热次数越多，初凝点越低（见图3）；从图3 曲线可知，当油温高于初凝点约6.5 ℃时，原油黏-温度斜率基本不变。

图3 绥靖油田长6 层净化油黏-温曲线

1.4 不同管材沉积实验

矿场选择三类管材，分别为22Cr 双相不锈钢、316L 双金属复合管、涤纶纤维缠绕增强复合管，进行结蜡结垢速度、管材成本、施工费用、运营成本等项目的统计分析。按20 年全生命周期费用预测结果，涤纶纤维缠绕增强复合管具有明显的成本优势，适用于地势平坦、高含水、液量高、产量低、对抗腐蚀较高要求的油田集输管线，节约全周期成本18.5%以上。

2 矿场推广

2.1 实验结果与现场生产情况对比

（1）室内分析数据与生产情况的一致性。对绥靖油田站场集输管线进行相关数据调查，用历年产液量、集输量、回压、管径、集输周期、管内流速较低（＜2.5 m3/h）等基本数据进行回归，当井站环境温度较低（＜10 ℃）时，对于原油挂壁、结蜡更为敏感，会引起沿程摩阻急剧增加，并与管线的埋深和保温层相关，具体与环境、纬度、地表等关联；统计油井原油热洗、站点恢复点炉前后回压变化，全部呈现由小增大、与气温和液量相关；提高场站“水-油”相集输温度，回压下降[1-3]。

（2）夏秋季时，陕北气温在20 ℃左右，常温集输管道沿程温变极小，可实现常温集输。冬春季时，陕北平均气温在0～6 ℃，实施加热集输的站点，必须满足连续输油条件，以保持水-油相在流动状态下的较低凝点，进站流体温度控制在20～25 ℃即可满足。

2.2 矿场应用

L 区5 座站点在不同加温、加药工况、脱水效果等因素，矿场现状为在高含水开发期，运行温度不低于25 ℃、处理时间超过3 h 时，不加药即可实现油水正常分离[4]（见表1）。

表1 长6 油区站点常温输送动态

到2021 年底，试验站点常温运行39 座，控温运行7 座，常温输送井组占比87.6%，涤纶纤维缠绕增强复合管常温集输35 条90.2 km。直接节约生产运行费用约257.3 万元，设备设施维护费用571.9 万元；高含水油田地面系统布局采用“前端加药+集输脱水+末端分液”，降低系统运行能耗，累计节约建设投资418.2 万元，节约运行费57.3 万元/年，节约设备设施维护费用406 万元，节约天然气230×104m3，综合增加效益470.6万元。

3 结论

（1）不同层位、不同区块的净化油，其析蜡点和蜡含量是不相同的，温度升高蜡含量降低，其温度-浓度存在“倾斜S 形”变化形态。

（2）含蜡量较低的原油，形成的结蜡层更容易被液相流速、温度等外界条件改变，蜡层更容易被原油溶解；含蜡量较高的蜡层则较难溶解。

（3）集输管道建设中采用涤纶纤维缠绕增强复合管，降低建设与运行费用，对环境和生产管理也是非常友好的。