＊黃寰宇

（新疆油田企業(yè)吉慶油田作業(yè)區(qū) 新疆 834000）

油田開采作業(yè)中，原油集輸是重要環(huán)節(jié)，而決定原油集輸質(zhì)量的兩個因素是油氣的收集與傳輸，其次是后續(xù)作業(yè)中的提取工作。在此過程中，需要經(jīng)歷較多的步驟，因此對工藝標(biāo)準(zhǔn)有著極高的要求。另外，原油屬于易燃易爆物品，如果在運輸中不加強技術(shù)措施，極易發(fā)生危險。因此，石油開采企業(yè)應(yīng)注重原油集輸工藝，重點關(guān)注原油集輸工藝的關(guān)鍵技術(shù)，保障工作安全與質(zhì)量。

1.原油輸送過程的現(xiàn)狀

分析原油可知，原油內(nèi)部含有較高的水分，并具有流動性。在原油集輸作業(yè)中，實施密閉性集輸模式，為了達到密閉性的要求，在運輸時采取降低運輸溫度的措施。如果原油屬于含蠟較低的類型，直接采取單管集輸工藝，反之，在應(yīng)用單管集輸工藝的同時再運用原油集輸?shù)墓に?，然后向原油?nèi)加入添加劑，達到降低黏度的目的，再應(yīng)用單管集輸工藝完成運輸工作。由于我國綠色能源的政策要求，各領(lǐng)域都應(yīng)降低生產(chǎn)中的能耗，因此原油輸送過程的能耗問題應(yīng)該得到重視，要通過有效的手段達到減少能耗的目標(biāo)。但是由于我國的原油脫水技術(shù)還處于不夠完善的狀態(tài)下，油田開采而出的原油大多數(shù)為高含水原油，對輸送工作提出了更高的要求。需要原油集輸工藝針對含水量及流動性改進輸送工藝，從而保障運輸質(zhì)量[1]。

2.油氣集輸技術(shù)分析

（1）原油脫水技術(shù)。原油脫水技術(shù)是油氣輸送工藝中特別重要的組成部分。原油脫水過程復(fù)雜，一般分為兩部分：第一部分采用大容量沉淀技術(shù)去除游離水，第二部分采用水平和垂直電極進行電脫水。在大型儲罐中，由于油水密度的不同，油水通過重力和浮力進行分離。分離后，煉油廠收集分離的原油，然后使用平面電極和縱向電極形成高壓電磁場。在電場力的作用下，快速實現(xiàn)冷凝和高效沉淀，不同類型的石油應(yīng)采用適當(dāng)?shù)膬艋椒?。原油密度差較小，黏度大，傳統(tǒng)脫水工藝成本高，效果不好，經(jīng)過大容量和多次沉淀后，通過高溫加熱提高溫度，加快沉淀速度，有效提高原油分離效果[2]。

（2）原油集輸技術(shù)。當(dāng)前階段，目前更多的是對低位滲透的小斷塊油田進行研究，通過對石油集輸技術(shù)進行研究，能夠很好地減少在石油開發(fā)利用過程中對能源的消耗。在進行石油集輸過程中，國家目前所采取的技術(shù)是對相應(yīng)的運輸過程加以改善，具體來說便是通過管網(wǎng)加以連通，以使石油的運送效率加以提高，同時減少石油在運送過程中所產(chǎn)生的損失。另外，在集輸?shù)倪^程中，對采油企業(yè)和原料生產(chǎn)企業(yè)采用并行式管理的方法，目的是把二者加以有效統(tǒng)一，促使原料的產(chǎn)出、利用與銷售呈統(tǒng)一態(tài)勢，這樣才能有效地提高原料生產(chǎn)企業(yè)的效益。在原油集輸工藝方面，對原油原油生產(chǎn)的方法加以有效應(yīng)用，這樣才能對常規(guī)原油生產(chǎn)方法做出改變，在運輸工藝中采用集輸化方法，減少原油在運輸過程中產(chǎn)生的高損問題，保證原油的輸送速度和交貨品質(zhì)。當(dāng)前國家在對高含水原油集輸工藝進行提升的過程中，所采用的主要方法就是通過對其進行預(yù)處理，而在對高水分原油進行處理中，通過對三相分離器進行應(yīng)用能夠順利地對石油和水進行分開，從而真正把石油的品質(zhì)提高上去。必須注意的是，由于目前所使用的工藝還很難完全把原油當(dāng)中的主要水分全部去除，或者僅僅除去了一些水分，和國外的高水分石油預(yù)分離工藝技術(shù)仍然有著相當(dāng)大的差異。

（3）油氣集輸處理工藝。油田產(chǎn)品一般為油氣與水三相的混合液，首先通過對油氣水的初步分離，大大降低了混合物的含水量，之后，再對石油與水分實行完全的分離，把石油中的游離水分與乳化油水分別去除。分離得到的油氣再經(jīng)過除油及凈化處理，經(jīng)計算后再用加熱爐作燃油并加以焚燒，剩下的油氣再經(jīng)過壓縮機系統(tǒng)輸出給油氣處置場所，并實施進一步的空氣凈化處置，將得到的副產(chǎn)品油氣外輸。分離出來的高油脂含量污水再進行深層污水處理，先去掉里面的油污和漂浮粒子，使之到達注入水源的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后，再進行注水泵的增壓，然后運輸至注入干線，再經(jīng)過配水間直接流入注油井中，從而起到水驅(qū)的開發(fā)效果。石油水三相分離的工藝技術(shù)措施，首先是由于運用石油水的分子密度差別，并運用重力沉降分離的機理，得到了石油三相的最終分離成果。為改善石油破乳脫水的有效性，應(yīng)加大對破乳劑技術(shù)的研究，通過選用最有效的石油破乳劑，采用管道的熱化學(xué)脫水和電化學(xué)傳感器等脫水技術(shù)，使石油中的熱乳化水分全部脫除，使外輸石油的水分完全滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。對含油污水的處理工藝技術(shù)加以進一步優(yōu)化，重新設(shè)計了含油污水的除油技術(shù)，并采用大氣浮游選礦法等技術(shù)手段，使含油污水中的浮油相互分離，并進行收油后處理，使之成為油田產(chǎn)品的重要組成部分，并成為油地生產(chǎn)的重要補充。而對于油脂含量污泥中的漂浮粒子，則利用過濾裝置的功能，選取良好的過濾材質(zhì)，以確保漂浮粒子的濃度合格，并對高油脂含量污水處理后的水體經(jīng)過化驗檢測評估，符合排放要求后，方可投入到使用中[3]。

3.我國原油管道泄漏定位關(guān)鍵技術(shù)研究

（1）負壓波檢測。當(dāng)管道出現(xiàn)泄漏時，將形成負壓波，并以一定的速度向下和向上傳播。在確定管道泄漏位置時，可以將管道兩側(cè)負壓波的到達時間差與其內(nèi)部傳播速度相結(jié)合。管道出現(xiàn)泄漏后，管道末端出現(xiàn)第一條壓力波形變化曲線，負波法可以更準(zhǔn)確地對體積大于瞬時流量3%的管道泄漏進行報警和定位。由于外部噪聲較強，微泄漏、減速和多次散射的檢測效果不明顯，很難得到壓力信號的拐點。長管道的運行方式經(jīng)常發(fā)生變化，如泵啟動、閥門調(diào)節(jié)等如何有效識別工作模式的變化，能夠提高泄漏定位的準(zhǔn)確性，降低誤報系數(shù)，對負壓波的廣泛應(yīng)用具有重要意義。

（2）光纖檢測。光纖泄漏檢測（Fiber Bragg Grating，簡稱為FBG），這也是一種相對較新的檢測技術(shù)。其特征最為突出，主要表現(xiàn)在點準(zhǔn)分布上。在操作過程中，通常需要將光纖埋入傳感器底部，仔細檢查管道，確定具體泄漏位置和實際泄漏原因。在壓力、溫度等指標(biāo)的實時監(jiān)測中，采用光柵技術(shù)匹配信息，為技術(shù)人員準(zhǔn)確診斷泄漏風(fēng)險提供重要依據(jù)。當(dāng)使用此方法檢測泄漏時，技術(shù)人員必須考慮所有方面，泄漏時間為1h時，光纖應(yīng)符合靈敏度標(biāo)準(zhǔn)，鋪設(shè)過程中要求技術(shù)人員進行相應(yīng)檢查。此外，光纖安裝過程通?？刂凭嚯x，提供更準(zhǔn)確的結(jié)果和全面的覆蓋。

（3）間接檢測。間接檢測方式也是當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的方式，大致有如下幾類：①體積/質(zhì)量平衡法。通常情況下，長距離輸送石油管線在工作過程中，其流體狀況是比較平穩(wěn)的，其容積和質(zhì)量也比較均勻，一旦環(huán)境溫度、氣壓等原因出現(xiàn)變化，管線內(nèi)的充填容積就會出現(xiàn)相應(yīng)程度的改變。如果其變化程度超過了規(guī)定范圍，那么即可認為管道出現(xiàn)了泄露，該種方式是當(dāng)前安全性較高的一種方式，但該方式無法精確預(yù)測泄露點的情況，其時效性相對不足。②計算泄漏法。以管線出口與入口間的流速和壓強為基準(zhǔn)，可以對泄露的概率作出連續(xù)性的統(tǒng)計和測算，當(dāng)判斷管線中確實已經(jīng)存在泄露情況之后，即可采用最小二乘法對管線的泄露地點加以定位。但此類法的精度一般很低，偏差很大。③憋壓法。在輸油管線上放置若干個截止閥，分別關(guān)閉二條相連的截止閥，根據(jù)這一段管道的氣壓波動狀況加以分析，就可以有效確定這一段管道是否出現(xiàn)泄露現(xiàn)象。這個技術(shù)的優(yōu)點是可以探測出極其細微的泄露點，而其弊端是只有當(dāng)管道停止工作才采用，而且使用過多個截止閥，花費的人工、資金和時間也較長，實用性也相應(yīng)欠缺。④壓力梯度法。該技術(shù)是以信號處理為依據(jù)的檢測定位技術(shù)，假定管線氣壓呈現(xiàn)直線變化，即管線出口和入口的氣壓為等值遞增。一旦管線出現(xiàn)泄露，管線內(nèi)的氣壓就會改變，管線出口和入口的氣壓遞增數(shù)值不再相等，從而就能夠判斷管線是否出現(xiàn)泄露問題。隨后再以管路壓力的變動情況和邊界條件為基準(zhǔn)，測量和定位管路的泄露情況。由于管道中壓力梯度法所表現(xiàn)出的狀況較為非線性，使得采用線性方式對管道中泄漏位置進行定位的準(zhǔn)確度無法提高，同時儀器的測試情況也會對漏點的位置結(jié)果產(chǎn)生很大影響，所以，在利用壓力梯度法對輸油管線進行檢測的過程中，也可輔助其他方式，以提高漏點位置的精確度。

4.原油集輸系統(tǒng)的技術(shù)及措施應(yīng)用

（1）加強對調(diào)速技術(shù)的更新提升。目前較為廣泛流行的變頻調(diào)速技術(shù)，采用了新型的變頻器，以達到調(diào)速的目的，其具備效率高，調(diào)節(jié)平穩(wěn)、協(xié)調(diào)控制簡單以及能夠?qū)崿F(xiàn)無級變速的應(yīng)用優(yōu)勢，是當(dāng)前泵類調(diào)速節(jié)能應(yīng)用的重要工具。針對油田原油集輸系統(tǒng)運行過程的電能損耗問題，采用變頻調(diào)速裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對電能損耗的有效降低，提高系統(tǒng)運行的節(jié)能效益。我國華北油田對變頻調(diào)速技術(shù)的更新應(yīng)用就大大降低了油氣集輸過程中的電能損耗，有效解決了原油集輸?shù)母吣芎膯栴}，大大提高了節(jié)能效益。

（2）有效控制和降低熱損失。油田原油集輸熱損失的降低主要是要降低排煙熱損失以及降低原油散熱損失，在這些散熱過程中借助伴熱管等不同輔助設(shè)備的有效安裝來降低原油損耗，如此以較小的損失將溫度維持在合理范圍內(nèi)，以免出現(xiàn)管線凝油問題。原油集輸加熱爐熱力利用的技術(shù)水平仍有待提升，其中熱損失主要是由于排煙溫度高與排煙量大導(dǎo)致，形成了較為嚴重的加熱爐熱力損失。另外，加熱爐運行時必須要實現(xiàn)對過?？諝庀禂?shù)的合理利用，避免過?？諝膺^大而導(dǎo)致能耗增加，進而降低加熱爐效率。因此，為了提高加熱爐的效率，必須合理調(diào)整過?？諝饴??？梢酝ㄟ^波數(shù)轉(zhuǎn)換和機械調(diào)整有效地調(diào)整加熱爐，在降低燃料消耗的同時提高加熱爐的運行熱效率，并實現(xiàn)空氣過剩系數(shù)的自動調(diào)整。

（3）提高系統(tǒng)運行效率，實現(xiàn)能源的二次利用。另外，油田開采的技術(shù)工作人員應(yīng)該提高系統(tǒng)運行效率，對相關(guān)的技術(shù)設(shè)備不斷地進行優(yōu)化與提高，加強對油田開采現(xiàn)場的管理力度，其方法都能夠有效提高油田開采的工作效率，并達到節(jié)能減排，實現(xiàn)能源的二次利用，為社會與企業(yè)都起到良好的促動，更能提升油田企業(yè)的經(jīng)濟效益。油田開采企業(yè)要根據(jù)開采現(xiàn)場的實際情況選擇適合的施工技術(shù)，對原有的施工技術(shù)進行優(yōu)化與創(chuàng)新，并對開采設(shè)備進行嚴格管理，從而提高其系統(tǒng)運行效率。開采作業(yè)中，工作人員還要對排出的廢物進行回收利用，降低其消耗的能源，節(jié)能減排也是我國近幾年主要推行的政策內(nèi)容與發(fā)展重心。其技術(shù)項目相對前期投入成本較低，且未來的發(fā)展空間較大，油田企業(yè)要抓住其發(fā)展趨勢，跟隨國家的政策與腳步推動企業(yè)發(fā)展的方向，更為保護環(huán)境貢獻一份力量。

（4）做好防腐層工作。造成地面管道腐蝕的原因很多，包括管道安裝不當(dāng)、防腐管道損壞、防腐效果降低等。此外，在接頭和管道曲線上，接頭質(zhì)量難以保證，因此地面管道容易發(fā)生腐蝕。加上腐蝕管道處理不徹底，焊接件準(zhǔn)備不充分，最終導(dǎo)致管道嚴重腐蝕。因此，首先必須注意防腐層的工作質(zhì)量，注意管道外壁防腐層均勻覆蓋的地面管道的防腐處理，盡量使管道與外部空氣的直接接觸重疊，對防止外墻腐蝕有很好的效果。其原理主要是通過防腐設(shè)備減少儲層導(dǎo)體與空氣的直接接觸，避免氧化鐵等物質(zhì)的形成，對控制儲層導(dǎo)體的腐蝕起到很大的作用。此外，對于腐蝕性管道，要求專業(yè)人員通過嚴格的技術(shù)規(guī)范對管道進行改進，以減少其進一步腐蝕，有必要參考集水管的實際情況，在短期內(nèi)采取適當(dāng)措施，以防止近期出現(xiàn)問題。此外，需要測試專家和相關(guān)研究來協(xié)調(diào)水庫管道的規(guī)格。一般來說，這一過程必須以質(zhì)量和方式為導(dǎo)向，完成所有重要工作，并盡可能確保對管道的監(jiān)督。

5.油田原油技術(shù)新工藝、新技術(shù)

（1）長距離輸送管道的監(jiān)測技術(shù)。石油開采過程中最常見的現(xiàn)象是管道泄漏，需要采用現(xiàn)代技術(shù)進行控制。①壓力點分析法：該方法適用于多種情況，可同時檢測氣體、液體和管道泄漏，該方法在檢測過程中從某個檢測點連續(xù)采集數(shù)據(jù)。當(dāng)某一點發(fā)生泄漏時，測得的壓力較小，并逐漸達到新的平衡點。這樣，壓力變化時會產(chǎn)生聲波，所以這種方法也可以固定聲波。②壓力梯度法：該方法主要基于傾斜直線原理，在油管壓力正常時移動。在應(yīng)用這種方法的情況下，需要設(shè)置多個控制點，這對儀器的精度提出了更高的要求。

（2）三相分離技術(shù)。一般來說，油田生產(chǎn)的石油是油、水、氣的混合物，在混輸過程中會對管道及周邊設(shè)備造成嚴重腐蝕，有時會堵塞周邊設(shè)備和管道，必要時將其與運輸隔離。三相分離法利用油、水、氣的不同密度來補充和常用的特性，使用該技術(shù)和相關(guān)設(shè)備時，首先將氣體從混合物、水和原油中分離出來。

（3）油田原油集輸工藝技術(shù)發(fā)展方向。原油運輸技術(shù)的改進和發(fā)展必須以可持續(xù)發(fā)展為基礎(chǔ)，并在此基礎(chǔ)上推動中國石油工業(yè)的發(fā)展和進步。所以，必須做好以下四件事。一是完善原油輸送技術(shù)，注重簡化技術(shù)轉(zhuǎn)讓，提高新生產(chǎn)井的投資效益，促進生產(chǎn)井配套設(shè)施的高效運行，最大限度地提高生產(chǎn)井的生產(chǎn)能力，降低石油產(chǎn)品成本。二是應(yīng)該積極探索提高油水處理效率的途徑。我國原油運輸系統(tǒng)具有高消耗、低效率的特點。由于工業(yè)發(fā)展水平低，技術(shù)相對落后，這與可持續(xù)發(fā)展的理念背道而馳。因此，有必要加大對油水分離技術(shù)研發(fā)和改進的投入，推動油水技術(shù)的發(fā)展，提高化學(xué)脫水效率，實現(xiàn)原油和水的有效分離。三是充分整合節(jié)能理念。石油是一種不可再生能源。目前，世界正面臨能源危機，油田對于節(jié)能非常重要。例如，當(dāng)油量較大時，應(yīng)根據(jù)油田生產(chǎn)液的特點進行處理，避免因加熱而浪費燃料，以實現(xiàn)節(jié)能。第四，將石油運輸技術(shù)與石油生產(chǎn)相結(jié)合。目前，石油開采領(lǐng)域存在著各種各樣的問題。除此之外，廢水處理技術(shù)和設(shè)備的應(yīng)用應(yīng)確保先進性，并在加工的過程中利用能源，實現(xiàn)油水分離效率。

6.總結(jié)

在油田開采的過程中，油田集輸工藝是極其重要的開采工作內(nèi)容，其工藝技術(shù)水平會直接影響油田開采的質(zhì)量與開采效率。要想提高其集輸工藝技術(shù)，就要加強科研團隊力量，并不斷優(yōu)化開采技術(shù)水平。通過當(dāng)前油氣集輸技術(shù)的現(xiàn)狀進行了分析，并且對原油管道泄漏的問題進行了探討，針對現(xiàn)有的開采技術(shù)問題進行研究與優(yōu)化，提出了更為高效的應(yīng)對措施，以提高開采技術(shù)水平，更好地促進我國油田事業(yè)的發(fā)展。