某稠油区块集输系统的方案设计

西安石油大学地球科学与工程学院

某稠油区块集输系统的方案设计

李奕霖 吴涛西安石油大学地球科学与工程学院

某稠油开发区块集输系统采用三级布站方式，掺水降黏集输流程。集油站主要将各计量站的来液汇集，进行沉砂、脱出部分污水用于掺水且闭路循环，以实现热能重复利用。根据该稠油油田注汽、焖井、放喷产液量波动大及出砂严重等特点，推荐采用大罐沉砂、脱掺水流程。根据产量预测，考虑适应含水50%及掺水量，各区集输管道应选择两种管线规格DN100mm和DN150mm进行工艺计算。集输和掺水管线应全部采用黄夹克泡沫塑料保温管并埋地敷设。

集输系统；沉砂；脱水；管线选择；掺水量

某稠油开发区块共部署新井83口，利用老井13口，拟动用地质储量37.65×104t，建设产能6.6×104t。原油对温度反应敏感。因此集输流程的合理选择是方案设计的要点之一，探讨集输系统工艺设计方法与计算方法，具有重要的作用与意义。

1 集输系统

1.1 集输流程确定

某稠油开发区块集输系统采用三级布站方式：即单井→计量站→集油站→联合站。河南油田目前已开发的稠油油田采用掺水降黏集输流程，单井耗热10kW。

1.2 集油站沉砂和脱水方案的确定方法

集油站主要将各计量站的来液汇集，进行沉砂、脱出部分污水用于掺水且闭路循环，以实现热能重复利用。

（1）立式罐沉砂和脱水方案。各计量站来液直接进沉砂罐沉砂、脱水，脱出部分污水回掺至计量站，经掺水阀组分配计量后至单井，实现掺水闭路循环，以达到热能重复利用。产出液加压外输至集中处理站。立式罐沉砂、脱水方案流程见图1。

图1 立式罐沉砂脱水工艺流程

（2）分离器沉砂和脱水方案。站外来液进入分离器进行沉砂、脱水，脱出部分污水回掺至计量站，经掺水阀组分配计量后至单井，实现掺水闭路循环，以达到热能重复利用。工艺流程见图2。

图2 分离器沉砂脱水工艺流程

2 主要设备选择

（1）沉砂、脱掺水罐。集油站原油处理系统设计规模37×104t/a，掺水量26×104t/a，沉砂脱水日处理量1726m3，沉砂、脱水时间可设计为2～4h，正常运行需要1座沉砂、脱水罐和1座输油缓冲罐，选择2座300m3拱顶罐，立式罐应设计合理的内部结构，以达到除砂、脱掺水的目的。同时使输油含水均匀，罐底部沉砂段还应设置热水水力冲砂和助排装置，罐内应设计蒸汽加热盘管并外做保温处理。

（2）外输泵。集油站原油处理系统设计规模37×104t/a，外输液量1014m3/d，考虑稠油黏度大、出砂严重，推荐选择2台螺杆外输泵（Q=43m3/h、H=2.8MPa、N=45kW），1运1备。为减少外输泵能耗，增强输油泵运行平稳性，应配1套一托二式变频调速装置。

（3）掺水泵。集油站原油处理系统掺水设计规模26×104t/a，最大掺水量720m3/d，选择2台离心掺水泵（Q=30m3/h、H=2.0MPa、N=30kW），1运1备。同样为减少掺水泵能耗，增强掺水泵运行平稳性，应配1套一托二式变频调速装置。

（4）原油换热器。外输液量最大为37×104t/a（40m3/h），采用蒸汽作加热热源，外输温度由50℃升至80℃，选用2台80m2列管式高效换热器，其中1台与掺水换热器互为备用。

（5）掺水换热器。掺水量为720t/d（30t/h），采用蒸汽作加热热源，温度由50℃升至80℃，选用1台80m2列管式高效换热器。

3 集输管线选择

（1）单井集输管线的选择。单井产油量3t/d，考虑适应含水率50%及掺水量，单井集输管线选择DN65mm和DN50mm两种规格，应分别计算集输半径为0.5km和0.4km的压降与温降。

（2）计量站至集中处理站集输管线选择。根据产量预测，同样要考虑适应含水率50%及掺水量，各区集输管道应选择两种管线规格DN100mm和DN150mm进行工艺计算。

4 结语

（1）立式罐沉砂和分离器沉砂两种工艺流程都能实现沉砂、脱出掺水的目的。根据该稠油油田注汽、焖井、放喷产液量波动大及出砂严重等特点，宜推荐采用大罐沉砂、脱掺水流程。

（2）由计算可知，该集输系统单井集输管线应选d=60mm×3.5mm，掺水管线可选d=34mm× 3mm。

（3）由计算可知，该区块1#～2#站集输管线输液量400t/d，可采用d=114mm×4mm管道。2#～12#站集输管线输液量800t/d，可采用d=159mm× 5mm管道；掺水量400～600t/d，掺水干线可采用d=89mm×4mm。3#～4#计量站集输管线输液量300t/d，可采用d=114mm×4mm管道；掺水量150～240t/d，掺水干线可采用d=76mm×3.5mm。5#～4#计量站集输管线输液量280t/d，DN80mm和DN100mm两种管道计量站起输压力都高，若换大输油管线，会造成温降过大，需要在5#站增加提升泵；掺水量200t/d，掺水干线采用d=76mm×3.5mm。4#～12#集油站集输管线输液量1000t/d（包括3#、4#、5#三个计量站产液量和掺水量），应采用d= 159mm×5mm管道；掺水量620t/d（包括3#、4#、5#三个计量站掺水量），掺水干线可采用d=114mm× 4mm。

（4）集输和掺水管线应全部采用黄夹克泡沫塑料保温管并埋地敷设。

（栏目主持 张秀丽）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.10.040