地?zé)崴糜谟吞锛敯闊峁こ痰脑O(shè)計(jì)

摘 要

摘要：結(jié)合油田地?zé)崴糜谟蜌饧敯闊嵯到y(tǒng)維溫工程設(shè)計(jì)實(shí)例，介紹了工程設(shè)計(jì)內(nèi)容及設(shè)計(jì)要點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)有地?zé)岵沙鏊嚓P(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范條款提出改進(jìn)建議。關(guān)鍵詞：地?zé)崴?；集輸伴熱系統(tǒng)；維溫Desi
摘要：結(jié)合油田地?zé)崴糜谟蜌饧敯闊嵯到y(tǒng)維溫工程設(shè)計(jì)實(shí)例，介紹了工程設(shè)計(jì)內(nèi)容及設(shè)計(jì)要點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)有地?zé)岵沙鏊嚓P(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范條款提出改進(jìn)建議。
關(guān)鍵詞：地?zé)崴患敯闊嵯到y(tǒng)；維溫
Design of Application of Geothermal Water to Gathering Heat Tracing System in Oil Field
LI Song，TIAN Gang，GA0 Min-hui
Abstract：Combined with the project design example of using geothermal water for holding temperature of oil and gas gathering heat tracing system in oil field，the project design content and design key points are introduced，and some improvement suggestions on the clauses in existing relevant standard and code of geothermal water are made.
Key words：geothermal water；gathering heat tracing system；holding temperature
1 工程設(shè)計(jì)內(nèi)容
   留北潛山油藏是一個(gè)已進(jìn)入特高含水開發(fā)階段的油田，油井采出液溫度為100～130℃，含水率很高。將其改成為地?zé)崽嵋壕?，利用采出的地?zé)崴疅崮?，?shí)現(xiàn)油氣集輸站油氣集輸伴熱系統(tǒng)的維溫，達(dá)到熱、油聯(lián)產(chǎn)和地?zé)豳Y源的有效開發(fā)利用[1]。
   ① 設(shè)計(jì)內(nèi)容
   該工程分為一期和二期，一期主要內(nèi)容是地?zé)崴糜谟蜌饧敯闊嵯到y(tǒng)的維溫，二期是在一期的基礎(chǔ)上，增加地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)和擴(kuò)增集輸站點(diǎn)，本文只涉及一期工程內(nèi)容。一期主要工程內(nèi)容為：對(duì)8口改造后的地?zé)崽嵋壕涮准敯闊嵯到y(tǒng)；新建地?zé)崴畵Q熱站及配套維溫水集輸管線；對(duì)2個(gè)油氣集輸站點(diǎn)(留一聯(lián)合站、路3站)的集輸伴熱系統(tǒng)進(jìn)行改建，把經(jīng)換熱站升溫后的維溫水連接到油氣集輸站內(nèi)。
   ② 設(shè)計(jì)參數(shù)及工藝流程
   地?zé)釂尉梢毫?00m3/d，含水率≥98%。提液方式為電潛泵舉升，井口壓力為0.6MPa左右，井口溫度110℃。
   集輸伴熱系統(tǒng)流程見圖1。
 
    在新建換熱站內(nèi)，進(jìn)行維溫水與地?zé)崴募袚Q熱。各集輸站來的維溫回水經(jīng)過換熱器加熱至85℃，經(jīng)換熱站內(nèi)熱水泵輸至各集輸站，各集輸站再將維溫水分配至所轄油氣井或計(jì)量站集輸管線的伴熱管。維溫回水經(jīng)管道返回?fù)Q熱站的回水罐，維溫回水的溫度約50℃。地?zé)崴?jīng)換熱后的溫度約55℃，然后靠余壓輸送至沉降除油罐以回收其中的原油，脫油后地?zé)崴毓嗟降叵?。脫出的原油輸至留一?lián)合站。整個(gè)集輸伴熱系統(tǒng)及換熱工藝方案利用工藝模擬軟件建模進(jìn)行水力熱力計(jì)算，按一二期4個(gè)集輸站的維溫水總需量6000m3/d進(jìn)行考慮。工程建成后集輸站的已建燃油熱水爐作為備用熱源。
2 工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)
    ① 要點(diǎn)1
    該工程維溫?zé)崴疁囟葹?5℃，地?zé)崴疁囟葹?10℃，施工期在早春，室外溫度約0℃。因此，針對(duì)架空、直埋敷設(shè)管道分別進(jìn)行熱補(bǔ)償計(jì)算，設(shè)計(jì)確定采用3種補(bǔ)償形式：直埋管道原則上盡量利用自然地形的拐彎和管子彈性解決熱變形問題。對(duì)于直線距離較長靠管子自身彈性變形抵消不了的直埋敷設(shè)管道，在適當(dāng)位置設(shè)計(jì)方形補(bǔ)償器。對(duì)于架空敷設(shè)管道，由于采用雙層高管架，位置受限不宜采用方形補(bǔ)償器，宜選用套筒式補(bǔ)償器。
    ② 要點(diǎn)2
    地?zé)崴疁囟葹?10℃，水中Cl-、SO2-的質(zhì)量濃度分別為2582、279.7mg/L。Cl-、SO42-的質(zhì)量濃度是引起局部腐蝕的重要影響因素，因此在進(jìn)行集輸伴熱系統(tǒng)管子、閥門等選型時(shí)，都要求較經(jīng)濟(jì)且具有有效的防腐絕熱性能。選型時(shí)應(yīng)采取以下措施：集輸伴熱系統(tǒng)的管子加厚管壁且外設(shè)耐高溫聚氨酯泡沫及防水層，長距離埋地敷設(shè)關(guān)鍵管段加設(shè)電子防腐除垢裝置，閥門、水泵選擇耐高溫耐氯腐蝕內(nèi)襯型，沉降除油罐內(nèi)壁涂覆玻璃鋼。
3 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范方面的建議
    ① 建議1
    地?zé)崴?jì)量周期的具體條款應(yīng)進(jìn)一步細(xì)化。GB 50350—2005《油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范》第9.2.2條有詳細(xì)的油井計(jì)量周期要求條款，SY/T 0006—1999《油田采出水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》的4.3.5條僅規(guī)定采出水進(jìn)站應(yīng)設(shè)計(jì)量裝置。但兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)均缺少關(guān)于采出水計(jì)量周期方面的設(shè)計(jì)規(guī)定，對(duì)于每15地?zé)峋欠裥璋惭b流量計(jì)缺少相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范條款支持。
    ② 建議2
    地?zé)崴两党凸薹阑痖g距應(yīng)補(bǔ)充具體條款。該工程中地?zé)崴泻吐蕛H為2%左右，根據(jù)GB 50183—2004《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和SY/T 0006—1999《油田采出水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》的劃分，用于地?zé)崴某两党凸薏粚儆谠蛢?chǔ)罐，但又沒有關(guān)于地?zé)崴两党凸薹阑痖g距的條款，建議在防火規(guī)范條款中補(bǔ)充或細(xì)化相關(guān)內(nèi)容。
    ③ 建議3
    應(yīng)增補(bǔ)地?zé)崴畾庖悍蛛x器及分離級(jí)數(shù)的相關(guān)條款。目前，油田地?zé)崴玫闹饕较蚓褪菗Q熱，但是油田地?zé)崴那吧矶酁橛蜌馍a(chǎn)井，提液時(shí)集輸管線里還會(huì)伴隨一定量的伴生氣，它的存在會(huì)降低換熱器的換熱效果，因此伴生氣的氣液分離工藝是不可缺少的。GB 50350—2005《油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范》的5.1條中有詳細(xì)的油氣集輸分離器的設(shè)計(jì)條款，如分離級(jí)數(shù)、停留時(shí)間及臺(tái)數(shù)設(shè)定等，但用于地?zé)崴臍庖悍蛛x設(shè)計(jì)選型不太明確。該工程地?zé)崴幚砹考s200m3/h，含水率大于98%，原油量只有2m3/h左右，伴生氣量很少，約為30m3/h，進(jìn)行設(shè)備選型設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)定合適的氣相空間、液位高度以及停留時(shí)間等較困難。另外，SY/T 0006—1999《油田采出水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》是屬于采出水的設(shè)計(jì)規(guī)范，其側(cè)重點(diǎn)是污水處理，缺少采出水集輸?shù)臈l款。
4 結(jié)論
    ① 油田地?zé)崴疅崮艿木C合利用是符合當(dāng)前低碳經(jīng)濟(jì)模式發(fā)展要求的一種探索性研究。
    ② 留北潛山地?zé)峋C合利用先導(dǎo)試驗(yàn)項(xiàng)目的建成，既可節(jié)省寶貴的油氣燃料資源，還可增加原油產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)增收、節(jié)能、減排多重效益。
    ③ 相對(duì)常規(guī)成熟的工程設(shè)計(jì)，油田地?zé)崴こ淘O(shè)計(jì)屬于新能源設(shè)計(jì)項(xiàng)目，具有其特殊性。需不斷總結(jié)完善設(shè)計(jì)過程中的技術(shù)要求和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范條款，為地?zé)岙a(chǎn)業(yè)規(guī)模化開發(fā)奠定基礎(chǔ)并提供支持。
參考文獻(xiàn)：
[1] 李云，張兵強(qiáng).地?zé)嵊糜谟吞锛敯闊峒鞍l(fā)電的經(jīng)濟(jì)性分析[J].煤氣與熱力，2009，29(1)：A05-A07.
 
(本文作者：李松1 田剛2 郜閩慧3 1.中國石油天然氣管道局設(shè)計(jì)院 河北廊坊 065000；2.空軍93756部隊(duì) 天津 300131；3.中國石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司華北分公司 河北任丘 062552)