基于不同管道布置方式的油田掺水系统优化研究

曲 虎，刘 静，杨 志

中国石油工程建设有限公司华北分公司，河北 任丘062552

对于一些原油物性较差，产液量、井口温度和含水率均较低的外围区块油井，采用单管集油工艺进站比较困难，为了保证原油的正常进站，常采用掺水工艺进行集输［1-3］。根据掺水集油管道的布置方式，掺水工艺可以分为双管掺水和环状掺水，双管掺水集油工艺就是在站场（或阀组）与每口油井之间设置两条管道，一条为站场至油井的掺水管道，一条为油井至站场的集油管道；环状掺水集油工艺是在油田区块设置若干个集油环，每个集油环串接5～8 口油井，通过一条管道掺水并将沿途油井串接进站。根据掺水点的位置不同，又可以将环状掺水工艺分为首端掺水、末端掺水和分支掺水［4-7］。

本文以某小区块油田为研究对象，研究掺水温度、掺水比以及不同掺水方式对掺水系统能耗和运行费用的影响。

1 计算依据

1.1 计算公式

掺水系统能耗主要为掺水泵及抽油机等的机泵电耗和站内加热炉的燃料消耗［8-10］。

1）机泵轴功率计算

式中：P为机泵轴功率，kW；qv为输送温度下机泵的排量，m3/s；H为机泵排量为qv时的扬程，m；ρ为输送温度下介质的密度，kg/m3；η为输送温度下泵的排量为qv时的输油效率。

2）机泵电机功率计算

式中：N为机泵配电机额定功率，kW；P为机泵轴功率，kW；ηe为传动系数，取值如下：直接传动，ηe=1.0；齿轮传动，ηe=0.9～0.97；液力耦合器，ηe=0.97～0.98；k为电动机额定功率安全系数，取值如下：3＜P≤55，k=1.15；55＜P≤75，k=1.14；P＞75，k=1.1。

3）掺水升温负荷计算

式中：Q为加热设备热负荷，W；qm为介质质量流量，kg/s；……