李明 聞偉 李秉軍 蘇國慶 魯勇

（1.華北油田分公司第五采油廠；2.華北油田分公司第二采油廠）

環(huán)狀摻水流程是將幾口單井的出油管線串聯(lián)成環(huán)狀[1-4]，從環(huán)的起始端利用含油污水?dāng)y帶油井的采出液，以共同回液的方式單路或多路回液進(jìn)入總匯管。冀中南部油田目前采取的就是這種工藝流程，此工藝的流動壓頭主要由摻水泵提供給摻水液以及油井采出液自身攜帶的能量[5]。此外，環(huán)狀摻水流程回液的黏度還受到混合液含水、溫度影響。

1 影響因素的控制指標(biāo)

向系統(tǒng)摻水的目的是保證回油壓力和溫度，當(dāng)回油溫度和產(chǎn)液條件不變，對于摻水的流量和溫度存在一定的關(guān)系[6]。由圖1 可知，當(dāng)油井采出液含水較低時，如果單純考慮降低黏度就必須增加摻水量，隨著摻水量的增加，脫水和換熱器的熱負(fù)荷就會增加，并且直接會影響到三相分離器的分離效果。反之，如果降低摻水量就必須提高摻水的溫度，這樣就會增加摻水換熱器的負(fù)荷，所以如何在耗能最低的情況下實現(xiàn)摻水環(huán)的安全平穩(wěn)運行，合理調(diào)整摻水量和摻水溫度是關(guān)鍵[7]。

根據(jù)流體力學(xué)測試結(jié)果，油水混合液中：

1）當(dāng)含水高于85%時，其流動性接近水的流動性能。此時，溫度對黏度的影響不大。

2）當(dāng)含水在80%～85%時，溫度低于40 ℃時，黏度會隨著溫度的降低而增加，當(dāng)溫度低于30 ℃時黏度會迅速增加。

圖1 混合液影響因素

3）當(dāng)含水低于80%時，黏度在溫度低于40 ℃時，隨著溫度的降低，黏度會迅速的增加。

綜上所述，系統(tǒng)混合液含水高于85%可以不考慮溫度影響，溫度高于40 ℃時，含水對黏度影響不大[8]。

2 應(yīng)用實例及方法

S 采油站目前有5 個摻水環(huán)狀流程，具體各摻水環(huán)實際情況如下：一計摻水環(huán)油井2 口、產(chǎn)液13.6 m3、產(chǎn)油5.9 m3、產(chǎn)水7.7 m3、采出液含水56.6%；二計西摻水環(huán)油井3 口、產(chǎn)液90 m3、產(chǎn)油8.3 m3、產(chǎn)水81.7 m3、采出液含水96.6%；二計東摻水環(huán)油井6 口、產(chǎn)液132.4 m3、產(chǎn)油12.8 m3、產(chǎn)水119.6 m3、采出液含水90.3%；三計摻水環(huán)油井9口、產(chǎn)液98.2 m3、產(chǎn)油24.4 m3、產(chǎn)水73.8 m3、采出液含水75.7%；四計摻水環(huán)油井10 口、產(chǎn)液161.3 m3、產(chǎn)油28.1 m3、產(chǎn)水133.2 m3、采出液含水82.6%。

1）實施方法。為了保證各環(huán)線混合液含水達(dá)到85%以上，先計算出各環(huán)線需要的摻水量，再依據(jù)計算出的摻水量進(jìn)行調(diào)整，計算方法如下：

表1 各環(huán)現(xiàn)場情況實際調(diào)整數(shù)據(jù)（夏季5-10月）

式中：Q為摻水量，m3；q為環(huán)線產(chǎn)油量，m3；qw為環(huán)線產(chǎn)水量，m3。

2）根據(jù)計算出的理論摻水量，結(jié)合生產(chǎn)中的實際情況實時的做出方案調(diào)整，經(jīng)過5 個月的運行，實施前各環(huán)總摻水量12.8 m3，實施后各環(huán)總摻水量8.7 m3，是實施前摻水量的68%，各環(huán)現(xiàn)場情況實際調(diào)整數(shù)據(jù)（夏季5-10月）見表1。

3 應(yīng)用效果

1）節(jié)電情況。通過5 個月的運行，實施前后能耗情況對比見表2。

表2 實施前后能耗情況對比

通過表2的對比可以看出，實施后電流下降17 A以上，電動機功率一般為85%，實際線電流下降24.6 A 左右，實際節(jié)電9.35 kWh，日節(jié)電224kWh，可產(chǎn)生效益6.93萬元。

2）燃料節(jié)約情況。實施前，同時啟1 臺氣爐和1 臺油爐；實施后，啟1 臺氣爐，油爐每天啟6～8 h。油爐每小時節(jié)約0.083 t 油，日節(jié)約油1.33 t，2019 年原油價格3 000 元/t，噸油成本826 元/t[9]，可產(chǎn)生效益177.61萬元。

4 結(jié)論

1）冀中南部油田通過液體力學(xué)測試，確定了應(yīng)用混合液含水高于85%的輸送方法，該方法降低了能耗、實現(xiàn)了電能和燃油的節(jié)約，保證了耗能最低的情況下實現(xiàn)摻水環(huán)的安全平穩(wěn)運行[10]。

2）在冬季摻水環(huán)生產(chǎn)運行中，為保證生產(chǎn)正常運行，要根據(jù)現(xiàn)場實際情況，充分考慮各項參數(shù)的影響，以及管線的長度及結(jié)構(gòu)，制定出符合現(xiàn)場摻水環(huán)的運行方案，比如多啟1臺氣爐或1臺油爐，相應(yīng)的提高摻水量等，來保證摻水環(huán)正常運行。