原油集输温降与压降的关系.doc

原油集输温降与压降的关系一 引言原油，是一种粘稠的、深褐色液体。地壳上层部分地区有石油储存。主要成分是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。它是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成，属于化石燃料。石油主要被用来作为燃油和汽油，也是许多化学工业产品如溶液、化肥、杀虫剂和塑料等的原料。石油是目前世界上的主要能源，工业和生活都需要这种能源。石油也是各国争夺的重要物质，许多战争都是因为争夺石油。一个国家的强弱，都可以从石油的多少判断，因此，石油的开采对一个国家具有非常重要的作用。本文研究油田开采中集输温降与压降的关系。二 集输系统温降与压降1. 温降在油田集输系统中，原油从井口被开采出来后，通过集油管道输向集油站，沿途必然会有热量散失。原油的组分不同，其凝固点也不同。为了能使原油顺利到达集油站，就必须控制原油在输送过程中温度不能低于其凝固点，否则会发生凝管。因此，原油集输系统中，温降的控制必须重点考虑。油气集输管道沿线任意点的流体温度应按下式计算：tx=t0+(t1-t0)e-axa=KDqmC式中： tx-管道沿线任意点的流体温度（）； t0-管外环境温度（埋地管道取管中心深度地温）（）； t1-管道计算段起点的流体温度（）； e-自然对数底数，宜按2.718取值； a-系数 x-管道计算段起点至沿线任意点的长度。用于原油集输管道计算时单位为“m”； K-总传热系数W/(m2)； D-管道外径（m）； qm-原油的质量流量（kg/s）； C-原油比热容J/(kg)。从油气集输管道沿线的温降的计算公式可以看出，当假定其他值不变时，当管外环境温度越低，温降越大；管线越长，温降越大；管径越大，温降越大。2. 压降油田开采井口可分为2种油井，一种为机械采油井口，一种为自喷油井。在油田集输系统中，原油从井口被开采出来后，通过集油管道输向集油站，沿途必然会有压头损失。原油的组分不同，其粘度也不同，其压降也不同。为了能使原油顺利并且经济的到达集油站，就必须使原油在输送过程中尽量减少压降。因此，原油集输系统中，压降也关系到整个生产过程。原油从井口开采出来后，经集油管道输送至集油站过程中，受到的摩阻有沿程摩阻和局部摩阻，因沿程摩阻所占比例大，故忽略局部摩阻，主要考虑沿程摩阻。集输油管道的沿程摩阻可按下式计算：h=Ldv22g式中： h-管道沿程摩阻，液柱（m）； L-管道长度（m）； d-管道内径（m）； v-管内液体流速（m/s）； g-重力加速度，g=9.81m/s2； -水力阻力系数。从集输油管道的沿程摩阻公式可以看出，当原油输送定量时，管道长度不变时，沿程摩阻随着管道内径的变大而变小。3.压降温降之间的关系从原油集输的温降和压降可以看出，当原油井口的配产一定时，管径的选择对温降和压降的影响很大。当其他条件一定时，温降随着管径变大而变大，压降随着管径变大而减小。有时候在输送过程中，为了既满足温降，又满足压降。管径的选择是一个重点问题。三 实例分析前文列出了管径与温降和压降之间的关系，现运用Pipephase软件对实体项目进行分析。1.项目背景本次实例分析以XXXX油田集输管道的管径选择及温降和压降计算。2.原油性质原油密度834.5Kg/m3。汽油比11.9，伴生气密度1.15 Kg/m3,氮10Mole%，二氧化碳18Mole%。原油粘度：20时，52.9CP；50时，15CP。含水率30%。原油凝固点为10。3.管径初选管径初选DN50、DN80两种等级，管线规格分别为D60.35，D88.95。进站压力要求为400Kpa，环境温度设为0。4.模型计算运用Pipephase对集输系统进行建模计算井号管线长度（m）流量（方/天）井口压力MPa井口温度高程集油站高程（m）Kash-19027013211431007Kash-3740201321137Kash-4437901321071Kash-82196101321210Kash-961040132985Kash-102427501321078（1） 选取DN50管线，运行模型程序，其温降压降曲线见图1。图 1 XXXX油田集输管线温降压降曲线由图1可以看出，XX-1、XX-3、XX-4和XX-9集输管线到达集油站时，其压力都在400KPa以上，温度都在10以上，能顺利进站。Kash-8井进站压力为2592KPa，进站温度为0.002， XX-10井进站压力为613KPa，进站温度为6.4。由此可知虽然XX-8井和XX-10井集油管线进站压力满足进站要求，但其温降过大，进站温度均低于10，进站之前发生凝管。对此，对XX-8井和XX-10井加40mm的保温层，保温材料选择泡沫塑料，其温降压降曲线见图2.图2 XX-8井和XX-10井集油管线压降温降曲线由图2可以看出，XX-8井和XX-10井在添加40mm泡沫塑料保温层后，其进站温度都在10以上，都满足了进站要求。（2） 选取DN80管线，运行模型程序，其温降压降曲线见图3。图 3 XXXX油田集输管线压降温降曲线由图可知，XX-1、XX-3、XX-4和XX-9集输管线到达集油站时，其压力都在400KPa以上，温度都在10以上，能顺利进站。XX-8井进站压力为2637KPa，进站温度为0.0013， XX-10井进站压力为1249KPa，进站温度为5.3。由此可知XX-8井和XX-10井集油管线在进站之前发生凝管。对此，对XX-8井和XX-10井加60mm的保温层，保温材料选择泡沫塑料，其温降压降曲线见图4。图4 XX-8井和XX-10井集油管线压降温降曲线由图4可知，在添加60mm保温层后，XX-8井进站温度为10.12，XX-10井进站温度为26.54，均满足集输要求。从上述计算结果可以看出，在满足输送条件下，选择DN50管线比较经济。四 结论由DN50和