PKKR油田長(zhǎng)輸管道低液量安全運(yùn)行工藝技術(shù)研究獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

PKKR油田長(zhǎng)輸管道低液量安全運(yùn)行工藝技術(shù)研究獲獎(jiǎng)科研報(bào)告引言

原油長(zhǎng)輸管道低輸量工藝是長(zhǎng)距離輸油管道在油田開(kāi)發(fā)前期和后期所普遍面臨的問(wèn)題，解決問(wèn)題方法有很多，利用正反輸送、摻水輸送、間歇輸送、設(shè)置中間加熱爐、添加降凝劑等，都能有效解決該類(lèi)問(wèn)題，但各種方法都有一定優(yōu)缺點(diǎn)，哪種方案最合理，應(yīng)該統(tǒng)籌考慮，本文針對(duì)PKKR油田管線(xiàn)低輸量提出幾種可行措施，充分借助可利用的條件，利用Pipephase多相流軟件進(jìn)行分析，將工藝優(yōu)化，推選出合理方案。

1管道運(yùn)行概況

PKKR油田位于哈薩克斯坦南圖爾蓋盆地，該油田Aryskum集中處理站承擔(dān)著四個(gè)油田的脫水、轉(zhuǎn)油任務(wù)，處理后的低含水原油（含水0.05%，）通過(guò)一條8”管線(xiàn)輸往Aryskum泵站，與Zhusaly泵站來(lái)油混合后通過(guò)16”管線(xiàn)輸送至Kumkol聯(lián)合站繼續(xù)處理，目前Zhusaly泵站至Aryskum泵站之間的16”管線(xiàn)已經(jīng)停用。在Aryskum泵站，建有2臺(tái)轉(zhuǎn)油泵和收發(fā)球裝置，轉(zhuǎn)油泵排量為900m3/h，泵出口壓力110bar。由于泵排量太大，無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，Aryskum原油只利用余壓繼續(xù)輸往Kumkol聯(lián)合站。由于液量低，管徑大，原油抵達(dá)Kumkol時(shí)的最低溫度，只有9-10℃（冬季環(huán)境下進(jìn)站溫度），已經(jīng)逼近傾點(diǎn)溫度，容易造成凝管事故，且原油含蠟高，防蠟劑用量大，濃度高達(dá)800mg/L，清蠟工作量大，每天都需要進(jìn)行投球清管作業(yè)，日清出的蠟量達(dá)到200kg左右。Kyzylkia聯(lián)合站至東南Kyzylkia轉(zhuǎn)油站建有一條8”輸氣管線(xiàn)以提供燃?xì)獍l(fā)電站使用，東南Kyzylkia轉(zhuǎn)油站至Kumkol建有6”管線(xiàn)，目前輸液量為500m3/d。

2優(yōu)化措施及模擬分析

2.1優(yōu)化措施

長(zhǎng)輸管道低液量輸送導(dǎo)致進(jìn)站溫度過(guò)低，可以在合理位置設(shè)置加熱爐升溫后輸送、摻水輸送、正反輸送等方法，目前該油田不具備正反輸送能力，所以結(jié)合油田現(xiàn)狀及生產(chǎn)需求考慮以下幾種措施。

①油氣混輸

目前Kumkol油區(qū)存在發(fā)電站氣源不足問(wèn)題，在Aryskum外輸泵出口增加混合器，摻入從Aryskum注氣站壓縮機(jī)來(lái)的5×104Nm3/d天然氣，既可以解決原油輸送過(guò)程中溫降的問(wèn)題，又可以解決Kumkol發(fā)電站缺氣的問(wèn)題。

②摻水輸送

在Aryskum原油處理過(guò)程中將原油含水控制在15%左右，利用提高含水率增加輸液量，提高流體流速，加上水的比熱容大的特性，管線(xiàn)中液體溫降速率勢(shì)必會(huì)減慢，使進(jìn)站油溫提升，管線(xiàn)結(jié)蠟量降低。

③中間加熱輸送

新建一條管線(xiàn)，將東南Kyzylkia高含水原油于加熱爐前摻入管線(xiàn)，利用原有的6”輸油管線(xiàn)將Kyzylkia來(lái)氣輸送至Kumkol。

2.2模擬分析

首先利用Pipephase多相流軟件對(duì)管線(xiàn)運(yùn)行數(shù)據(jù)以及實(shí)際參數(shù)進(jìn)行模擬，再調(diào)試模型使之接近真實(shí)生產(chǎn)情況，并分別對(duì)提出的方案進(jìn)行模擬計(jì)算。

方案①模擬結(jié)果：

當(dāng)輸氣量達(dá)到5×104Nm3/d，進(jìn)站油溫提升至9.63℃，Kumkol燃?xì)庑枨蟮玫浇鉀Q，但進(jìn)站溫度僅提升0.2℃，不能解決現(xiàn)階段存在的主要問(wèn)題。

方案②模擬結(jié)果：

進(jìn)站溫度提升至16.87℃，管線(xiàn)可以滿(mǎn)足安全生產(chǎn)需求。

方案③模擬結(jié)果：

將加熱爐出口溫度提升至60℃，計(jì)算結(jié)果如圖2.2.1所示。進(jìn)站溫度提升至28.21℃，遠(yuǎn)高于原油傾點(diǎn)溫度，為后期油田產(chǎn)量下滑提前做好預(yù)防。

由于Kyzylkia至東南Kyzylkia管線(xiàn)承壓能力為10bar，極大限制了管輸能力，故對(duì)天然氣輸送進(jìn)行計(jì)算，得出最大輸氣能力為6.6×104Nm3/d，能滿(mǎn)足Kumkol需求，考慮到新建加熱爐用氣，東南Kyzylkia發(fā)電用氣，Kumkol發(fā)電用氣，而原有的6”管線(xiàn)為輸油管線(xiàn)，壁厚系列為sch40，承壓能力高，故在東南Kyzylkia設(shè)置壓縮機(jī)以提高輸氣量，可將輸氣量提升至1.35×105Nm3/d，

4結(jié)論及建議

經(jīng)過(guò)軟件模擬分析，方案①進(jìn)站油溫提升太小，不能保證冬季輸油安全;方案②進(jìn)站油溫達(dá)到要求，但對(duì)下游水處理造成困擾，方案③不僅滿(mǎn)足管線(xiàn)生產(chǎn)需要且能解決Kumkol天然氣緊缺問(wèn)題，故推薦方案③。

油