油田集输系统原油损耗规律研究

李哲，饶洪波，杨丰铭，魏立新



油田集输系统原油损耗规律研究

李哲1，饶洪波2，杨丰铭2，魏立新1

（1. 东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆163318； 2. 辽河油田兴隆台采油厂，辽宁盘锦124000）

在油气集输、罐间输转、油罐车及铁路罐车等油品流通的多个环节存在原油损耗，原油损耗不仅降低油田经济效益，且污染环境。为了确定油田集输系统原油损耗的影响因素和损耗规律，针对辽河油田作业二区原油集输系统进行测试，分析了原油损耗规律。测试结果表明该区块原油集输系统原油损耗率为0.355%，全年损失原油1 716 t，井场原油损耗所占比例为76.34%，说明井口罐原油损耗受各因素影响最大，因此改造进罐井集输工艺可以有效降低该集输系统原油损耗。

原油损耗；损耗规律；影响因素；损耗构成；集输系统

油田生产过程中，由于油品蒸发等原因，在油气集输、罐间输转、油槽车及铁路罐车等油品流通的多个环节存在原油损耗[1]。原油损耗既污染站内环境，又增加了地面发生火灾的危险性，且其损耗量小，易被计量误差所掩盖[2]，因而不易引起人们的注意。但是，调查资料表明[3]，集输过程中原油损耗的累积量是十分惊人的。对集输系统原油损耗规律进行研究，提出有针对性的技术改造措施，对于降低原油损耗，提高油田经济效益具有重要意义。本文针对辽河油田作业二区原油集输系统进行测试，确定了原油损耗构成，分析了该区块集输系统原油损耗规律。

1 集输工艺流程

辽河油田作业二区集输系统以单管加热集输为主，油井进罐生产、罐车拉运集输为辅。原油集输工艺流程如图1所示：

图1 作业二区原油集输工艺流程框图

该区块中大多数油井采用密闭混输，产液经计量站计量分离后由转油站输送到联合站，进行集中处理。部分油井由于集输半径较大或产量较低，采用进罐生产。由图1可知，原油损耗环节主要包括井口罐，转油站内卸油台、储油罐，联合站内储油罐、卸油台和污水处理站。

2 原油损耗计算方法及测试参数[4]

2.1 原油损耗率计算公式

式中：o—原油损耗率，%；

oi—测试系统原油输入总质量，106g；

om—原油损耗总质量，106g。

2.2 原油损耗总质量计算公式

式中：os—污泥含油量，106g；

x—呼出混合气标准体积，m3;

x—呼出混合气含油量，g/m3。

2.3 各类储罐呼出混合气标准体积计算公式

式中：ne—各类储罐呼出气标准体积，m3；

—罐类敞口面积，m2；

—罐口呼出混合气体流速，m/s；

s—标准状态下的温度，s=273.15 K；

i—实测状态下混合气温度，K；

i—测试地点实测绝对大气压，MPa；

s—标准大气压，s=0.101 3 MPa；

—测试持续时间，s。

2.4 原油损耗测试参数

根据原油损耗计算方法和集输工艺流程，原油损耗各环节测试参数包括：各类储罐的规格，周转油量，罐口呼出气组分、密度、温度和呼出气速度，罐口处的绝对大气压及井口罐拉油频次和产油量。

3 原油损耗测试结果

3.1 井口测试结果

该集输系统共有油井413口，其中339口油井无放空，属于密闭输送，无原油损耗，74口油井因产量较低或集输半径较大，采用进罐生产，存在一定的呼吸损耗。针对进罐生产油井，分别于夏季和冬季进行测试，部分测试结果见表1。对测试结果进行分析，总结了油井产油量与原油损耗量和损耗率的关系，见图2和图3。

表1 部分进罐井呼吸气组分含量及测试参数（冬季）

图2 产油量与损耗量之间的关系

由图2和图3可知：

（1） 产油量越高，原油损耗量越大

产油量越高，原油损耗量越大。其原因在于：产油量越高，罐车拉运次数越多，致使井口罐罐内液位频繁上下波动，大呼吸损耗更为剧烈，所以原油损耗量越大[5]。

图3 产油量与损耗率之间的关系

（2）夏季原油损耗量普遍高于冬季

夏季气温较高，油品与外界环境温差较小，散失热量小。此外，油罐吸收太阳辐射热，致使油品温度升高。由以上两方面原因可知夏季油品温度高于冬季。油品温度越高，分子的平均平动动能越大，比容越大，分子间的距离越大，引力越小，为克服分子引力做功所需的能量越少。因此，温度越高，蒸发速度越快，原油损耗越大。

（3）产油量越低，损耗率越高

产油量越低，损耗率越高。产油量越低，单位质量原油静止储存时间越长，由昼夜温差引起的小呼吸损耗越大，所以单位原油损耗量（原油损耗量与产油量之比）越大，即损耗率越高。

3.2 转油站测试结果

该集输系统共有9座转油站，其中4座转油站因无储油罐，不产生原油损耗。对产生原油损耗的5座转油站进行测试，兴五转油站冬季测试结果见表2，5座转油站原油损耗量与周转油量之间的关系见图4和图5。

表2 兴5转呼吸气组分含量及测试参数（冬季）

图4 转油站周转油量、原油损耗量（夏季）

图5 转油站周转油量、原油损耗量（冬季）

由图4和图5可知：

（1）周转油量越大，原油损耗量越大[6]

转油站周转油量越大，储油罐内液面波动越频繁。收发油过程中罐内液位上下波动，罐内压力升高和降低导致罐内含油混合气从机械呼吸阀及量油孔逸出罐外，造成损耗。

（2）夏季原油损耗量普遍高于冬季

转油站夏季原油损耗总质量为535.79 kg/d，冬季原油损耗总质量为503.42 kg/d。夏季原油损耗量高于冬季的原因与井口罐相同。

3.3 联合站测试结果

联合站共有储油罐6个、卸油台1座、污水处理站1座。对大罐呼出气样、卸油台6个车次的呼吸气样及污水处理站出水口水样进行取样测试。联合站大罐冬季测试结果见表3，各损耗环节原油损耗所占比例及原油损耗量见表4。

由表4可知：

①大罐和卸油台处的原油损耗与季节（环境温度）有直接关系，夏季原油损耗量均大于冬季。其原因与进口罐和转油站储油罐相同。

②在三个损耗环节中，大罐呼出气原油损耗所占比例最大，远大于卸油台原油损耗量，主要是由于大罐内的原油储存量远大于卸油台所致。

③污水带油损耗随含油量的减少而降低。含油量越少，说明污水处理站的处理效果越好。由于兴二联污水中含油均达到国家指标（小于5 mg/L），从而导致了污水带油损耗最小。

3.4 集输系统原油损耗分析

集输系统原油损耗率由损耗量与产油量或周转油量计算得到[4]，由计算结果可知该集输系统冬季原油损耗率为0.326%，夏季原油损耗率为0.384%，全年损耗率为0.355%。该区块集输系统年产原油48.34万t，损失原油1 716 t。其中，联合站大罐和卸油台损失原油173.9 t，转油站大罐和双六站卸油台损失原油192.3 t，井口罐呼吸损失原油1 349.8 t，各损耗环节原油损耗占该区块集输系统全年原油总损耗的比例如图6所示。

表3 兴二联大罐呼吸气组分含量及测试参数（冬季）

表4 联合站原油损耗分布

由图6可知，井口原油损耗是该区块原油损耗主要环节。为降低井口原油损耗，针对进罐生产油井可以采取以下改造措施：罐车拉油井如能满足集输要求，应采取进管线集输或与其他高产井串接，若不能满足集输要求，可将分布比较集中的数口低产井串接后与集输管线联接。

图6 该区块集输系统原油损耗构成

4 结论

（1）分析了该区块原油集输工艺流程，确定了该集输系统发生原油损耗的集输环节，结合原油损耗计算方法[4]，制定了各集输环节原油损耗测试参数。

（2）分析了该区块原油集输系统原油损耗规律，结果表明温度越高，周转油量越大，产油量越高，原油损耗量越大。

（3）作业二区原油集输系统全年损耗率为0.355%，损失原油1 716 t，其中井口原油损耗占全年总损耗的76.34%，因此对进罐生产油井集输工艺进行改造，可以显著降低该区块原油损耗量。

［1］姜波. 原油装车蒸发损耗状况及防治技术研究[D].大庆石油学院，2008.

［2］吕世铭，张志宏，徐阳. 大庆萨南油田原油损耗测试技术[J]. 油田地面工程，992(04)：17-21+3-4.

［3］郭光臣，董文兰，张志廉. 油库设计与管理[M]. 北京：石油大学出版社，1991.

［4］中华人民共和国石油天然气行业标准 SY/T《油田原油损耗测试方法》[S].

［5］贾玮. 原油储罐呼吸损耗研究[D]. 西安石油大学，2014.

［6］王剑梅，卜文平，张劲军. 管输原油损耗原因与改进措施[J]. 油气储运，2006(06)：41-43+66.

Study on Crude Oil Loss Laws of Gathering and Transportation System of Oil Field

1，2，2，1

（1. School of Petroleum Engineering, Northeast Petroleum University ,Heilongjiang Daqing 163318, China；2. Liaohe Oilfield Company Xinglongtai Oil Production Plant, Liaoning Panjin 124000, China）

There is crude oil loss in oil-gas gathering and transportation, transform among tanks, tankers and rail tankers and so on. The crude oil loss not only can reduce economic efficiency, but also can cause environmental pollution. To determine factors and laws about crude oil loss of gathering and transportation system, the gathering and transportation system of the second operation block in Liaohe oilfield was tested, and the laws of crude oil loss were analyzed. Test results show that the crude oil loss rate of gathering and transportation system of the block is 0.355%, the annual crude oil loss is 1 716 tons. The crude oil loss of well site accounts for 76.34%, which indicates that crude oil loss of the tanks of wellhead can be greatly affected by many factors. Therefore improving the gathering and transportation process of wells into the tank can reduce the loss of crude oil gathering and transportation system effectively.

crude oil loss; laws; factors; loss constitution; gathering and transportation system

TE 85

A

1671-0460（2016）07-1579-04

中国石油科技创新基金项目（2014D-5006-0607），项目名称：严寒地区高含蜡原油储存工艺方案优化技术研究。

2016-01-21

李哲（1989-），男，辽宁锦州人，现就读于东北石油大学石油工程学院油气储运系。Email：lx_zdhaen@163.com。