特高含水期原油集输系统能量最优利用研究

论文摘要

大庆油田经过几十年的开发建设,目前已全面进入“双高”（高采出程度、高含水率）和产量总递减阶段,地面油气集输系统的负荷普遍下降,运行效率较低,系统能耗偏高。针对油田面临的这种生产现状,开展特高含水期原油集输系统能量最优利用研究,对于控制原油生产中能耗上升,降低原油生产成本,实现油田地面工程高效、低耗、有序调整和科学管理将起到重要作用。本文针对大庆油田采油三厂北五联树状掺水集输流程,主要进行以下几个方面的研究工作:（1）分析了树状掺水集输流程的结构及工艺特点,将树状掺水集输系统分解为联合站、转油站、集输管网等若干个子系统,分别建立了各子系统的能量平衡分析模型,给出了各子系统的效率分析方法;（2）根据树状掺水集输工艺特点,采用流体力学、工程热力学等理论,研究建立了其管网系统水力和热力分析计算方法;（3）采用C++ Builder语言,编制完成了原油集输系统效率和能耗分析软件,该软件能够实现树状掺水集输系统效率分析、运行现状诊断、调整改造方案模拟等功能;（4）运用所编制的软件对测试区块原油集输系统效率和能耗分布状况进行分析研究,找出系统用能存在的薄弱环节及节能潜力。利用该软件对大庆采油三厂北五联集输系统进行了系统效率与能耗分析和改造方案优化,与优化前相比,系统效率提高13.63%,平均站效提高15%,平均热能利用率提高10.72%,电能利用率提高11.76%,集输系统年节电8.52×105kW·h,年节气4.95×106m3。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文主要研究内容
• 第二章 原油集输系统效率计算方法
• 2.1 基本原理
• 2.2 能量平衡分析模型的建立
• 2.2.1 联合站子系统能量平衡分析模型的建立
• 2.2.2 转油站子系统能量平衡分析模型的建立
• 2.2.3 管道能量平衡分析模型
• 2.3 主要计算方法
• 2.3.1 相关术语
• 2.3.2 部分计算公式
• 第三章 特高含水集油管内水力热力计算
• 3.1 热力计算
• 3.1.1 热油管道轴向温降
• 3.1.2 多相流管道温降公式
• 3.1.3 相关参数确定
• 3.2 水力计算
• 3.2.1 油水两相混输管线水力计算
• 3.2.2 多相流混输管线水力计算
• 第四章 集输系统优化模型的建立及求解
• 4.1 优化数学模型
• 4.2 约束条件
• 4.2.1 井口回压约束
• 4.2.2 泵出口压力约束
• 4.2.3 原油进站温度约束
• 4.2.4 生产运行优化变量约束
• 4.3 模型求解
• 4.4 实例计算
• 第五章 软件编制
• 5.1 软件开发及运行环境
• 5.1.1 软件开发环境
• 5.1.2 软件运行环境
• 5.2 软件结构设计
• 第六章 实例计算与分析
• 6.1 大庆油田采油三厂北五联概况
• 6.1.1 原油集输管网介绍
• 6.2 集输系统效率分析和能耗计算结果
• 6.2.1 井口管网效率计算分析
• 6.2.2 计量间到转油站管道效率及能耗计算分析
• 6.2.3 转油站到联合站管道效率及能耗计算分析
• 6.2.4 转油站效率及能耗计算分析
• 6.2.5 联合站效率及能耗计算分析
• 6.2.6 加热炉系统效率计算及分析
• 6.2.7 机泵效率计算及分析
• 6.2.8 集输系统效率及能耗计算分析
• 6.3 集输系统能耗分布规律研究
• 6.4 调整改造措施及节能潜力预测
• 6.4.1 管网节能改造措施及节能潜力预测
• 6.4.2 转油站节能改造措施
• 6.4.3 北五联合站节能潜力预测
• 6.4.4 集输系统节能潜力预测
• 结论
• 附录
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要