油田特高含水期油氣水埋地混輸管道溫降計算方法研究.pdf

1、對油井實施不加熱集油是國內(nèi)外礦場油氣集輸系統(tǒng)節(jié)能降耗的主要措施之一。從二十世紀七十年代開始，我國勝利、中原、遼河、長慶、扶余、華北、江蘇、河南、大慶等油田相繼開展了油氣水混輸不加熱輸送工藝的試驗研究。但不加熱輸送的基礎(chǔ)理論和影響因素研究仍不完善，不加熱集輸熱力計算方法缺乏系統(tǒng)的試驗及理論研究。尤其是油田進入特高含水采油期后(綜合含水超過85﹪)，油井的總產(chǎn)液量不斷上升，井口出油溫度升高，油氣水的流動狀態(tài)及水力熱力特性發(fā)生了變化，急需研究

2、相應(yīng)的熱力計算方法，開發(fā)不加熱集輸輔助運行管理軟件，為油田實施和推廣不加熱集油提供技術(shù)支持，以便進一步提高油田整體經(jīng)濟效益和油氣資源綜合利用水平。 本文從試驗及理論兩個方面，對油田特高含水期油氣水埋地混輸管道溫降計算方法進行研究，并開發(fā)不加熱集輸輔助運行管理軟件。主要開展了以下幾方面工作： 1、測試了不同溫度、不同含水率、不同產(chǎn)液量及不同含氣情況下集油管道的溫降，為理論計算方法研究提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 2、在嚴寒地區(qū)

3、沼澤地、耕地、荒地及洼地，測試了土壤非凍結(jié)及凍結(jié)狀態(tài)的導(dǎo)熱系數(shù)、導(dǎo)溫系數(shù)及容積比熱；在嚴寒地區(qū)高低地勢不同深度處布置了自然溫度場測試傳感器，對土壤自然溫度場進行了監(jiān)測，為驗證土壤自然溫度場計算方法提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并分析了氣溫突變對對不同深度處土壤自然溫度場的影響。 3、研究了土壤熱物性變化對土壤自然溫度場的影響。考慮大氣環(huán)境溫度的年周期性變化，編制了土壤溫度場計算軟件，利用所測試的嚴寒地區(qū)土壤物性參數(shù)，對土壤自然溫度場進行了計算

4、，并與測試結(jié)果進行了對比分析；分析了土壤導(dǎo)熱系數(shù)、導(dǎo)溫系數(shù)、凍結(jié)及非凍結(jié)狀態(tài)土壤熱物性參數(shù)對土壤溫度場的影響，得出了嚴寒地區(qū)土壤凍結(jié)與非凍結(jié)物性參數(shù)對土壤自然溫度場影響非常小的結(jié)論。 4、建立了油氣水埋地混輸管道溫降計算數(shù)學模型。在模型建立過程中，充分考慮了氣體的焦耳—湯姆遜效應(yīng)、管道傾斜、土壤溫度場的年周期性變化及時間延遲的影響。對比分析結(jié)果表明，井口溫度計算結(jié)果與測試值的相對誤差在±20﹪之內(nèi)。5、對影響油氣水埋地混輸管道溫

5、降的各個影響因素進行了分析，得出了產(chǎn)氣量、含水率、土壤導(dǎo)溫系數(shù)以及年最高氣溫對溫降的影響程度很小，而產(chǎn)液量、管長、管道入口、溫度管道埋深、管道保溫狀況、土壤導(dǎo)熱系數(shù)及年平均氣溫對溫降的影響很大的結(jié)論。 6、在埋地管道溫降計算中考慮管道裸露情況，并建立了最小摻水量計算模型，為油氣水埋地混輸管道溫降計算方法應(yīng)用到油田生產(chǎn)中提供了方便。 7、在油氣水混輸管道不加熱集輸界限及水力熱力計算方法研究的基礎(chǔ)上，開發(fā)了“特高含水采油期不