1.集油環運行情況
站外集油系統采用單管環狀流程,早期建成的區塊每個集油環管轄3-5口井,隨著區塊產量遞減,報廢井、轉注井、提撈井、關井的數量不斷增多,集油環內油井數不斷減少。全廠有2口井及以下且走向不合理集油環307個,占總環數的37.6%。年多耗氣量達614×10
4m
3。
由于集油環管道走向并未做改動,為了維護集油環正常運行,從集油環中分離出去的油井井口產液要由摻水來補充,致使這部分集油環摻水增多;同時集油環走向不合理,摻水路線增加,使得集油管道熱損增大,能耗增高。
2.高耗集油環優化治理技術研究
2.1能耗影響因素及運行能耗模型
集油環能耗包括兩部分,一部分是由中轉站供應熱水摻入管線加熱原油,提高輸送溫度以降低其粘度產生的能耗(氣耗);另一部分是由泵提供壓力克服摩擦阻力損失產生的能耗(電耗)。主要影響因素有:管長、管徑,管道埋深,管道保溫狀況(熱阻),摻水量,產氣量,含水率,土壤物性,摻水溫度等。結合工程熱力學、傳熱學等基礎學科的理論知識,建立集輸管網的熱能消耗、動力消耗計算公式分別如下:
熱能消耗計算公式: (1)
動力能消耗計算公式: (2)
根據能耗與費用之間的轉換數量關系,確定集輸管道電費和天然氣費的計算方法:
消耗的電費計算公式: (3)
消耗的天燃氣費計算公式: (4)
采用技術經濟學中的10年費用現值模型。計算10年費用現值計算公式:P2=P1+P
式中:P2--- 費用現值和 P1--- 改造投資 P--- 費用現值
(5)
結合上述研究內容,開發了集油環經濟技術評價模型,將基本參數輸入后,自動輸出多種優化方案油井方位圖以及能耗運行費用的示意圖;從而依據運行費用現值和改造費用最小(即總費用最低)確定最佳調整方案,指導集油環優化治理。
2.2 優化治理經濟評價
以芳6-9#間為例,依據集油環生產運行參數,對集油環優化改造方案進行經濟評價。
2.2.1 模擬優化基礎數據
表1 芳6-9#間油井生產現狀統計表
閥組間 |
環號 |
井號 |
目前生產情況 |
備注 |
產液(t/d) |
產油(t/d) |
含水 (%) |
芳6-9 |
一環 |
芳62-110 |
|
|
|
計劃關井 |
芳64-110 |
1.8 |
0.3 |
83.3 |
|
芳64-112 |
|
|
|
計劃關井 |
二環 |
芳64-114 |
5.8 |
1.9 |
67.2 |
|
芳62-114 |
|
|
|
計劃關井 |
三環 |
芳66-114 |
|
|
|
計劃關井 |
芳66-116 |
|
|
|
計劃關井 |
芳609 |
5.8 |
1.1 |
80.0 |
|
合計 |
13.4 |
3.3 |
75.4 |
|
汽油比:10m
3/t;單位長度管線改造成本:Φ60×3.5為22.71萬元,Φ76×4.5為28.1萬元;環摻水量2m
3 /h。計量間周邊無鄰近計量間,正常生產的3口井無法掛接到其他計量間,只能在現有工藝條件下進行優化調整。
2.2.2 優化調整方案分析
通過分析研究確定三種優化治理方案。
優化方案一:將芳64-110井、芳64-114井和芳609井分別改為雙管摻水系統,管線長度為3280m。
優化方案二:將其中任意兩口井并成一個環,剩余一口井改為雙管摻水,共三種改造方案。經過分析,芳64-110為雙管摻水系統,其它兩口井成環的改造路線總費用指標最低。
優化方案三:當三井成環時,按照首端井不同,共有三種典型環路圖。經過分析,當芳64-114為首端井時,總費用指標最低。
最終結合相應的設計規范及管徑優選,得出方案對比(見下表),將芳64-110改為雙管摻水流程,其它兩口井組成一個集油環的方案總費用最低,為最佳調整方案。改造后,年節氣2.1×10