电加热集油工艺应用效果分析

【摘要】电加热集油工艺的基本原理是通过电加热装置给井口产出液加热，提高其流动性，达到集输的目的。××地区所应用的电加热集油系统由电加热器、电热保温管道、温控装置、在线自动监测系统...

[摘 要]单管电加热树状集油工艺流程在我们厂首次应用，因此了解电加热树状集油工艺流程中加热设备的加热能力，摸索相关参数的设置，对指导我们作业区电加热管道安全运行和节能降耗具有重要意义。本文结合生产实际需要，对单管电加热树状集油工艺流程参数设置进行摸索，以加热设备为节点对整个流程进行节点分析，找出可以降低集输能耗的方法。

[主题词]单管电加热 ； 加热能力 ； 油气集输 ；节能降耗

中图分类号：TE863 文献标识码：A 文章编号：

电加热集油工艺是以电热取代掺水伴热进行油气集输的一项新工艺，集油工艺进一步简化，是开发高寒、低渗透、低产和零散小区块油层的一种经济有效的集输流程，我厂于09年底在某区块35口扩边井应用了电热管树状集油工艺，本文从电加热树状集油工艺10个多月的实际运行情况出发，进一步了解了电加热管加热能力，结合加热设备的工艺原理对参数设置进行摸索，通过节点分析找出可以降低电加热管能耗的方法。

一、 电加热集油工艺原理简介

电加热集油工艺的基本原理是通过电加热装置给井口产出液加热，提高其流动性，达到集输的目的。××地区所应用的电加热集油系统由电加热器、电热保温管道、温控装置、在线自动监测系统以及电缆接头等组成。井口电热带和电加热器为井口产出液提供高于原油凝固点初始输送温度，电热保温管道维持井口产出液在输送过程中达到恒定温度，温控装置为电热保温管道提供温度自动控制，在线自动监测系统通过GPRS/CDMA网络对整条管线运行状态进行监测、数据采集及记录、参数设置，电源电缆为电热保温管道各管段之间连通电源。在电加热管道运行中，各个加热单元并联运行，相互不受影响，给局部维修带来了方便。

××地区采用的电加热集油工艺设置温度的高低对加热功率没有影响，温度设定高会导致加热到该温度所需要工作时间长，能耗就大；温度设定低会导致工作时间短，能耗就小，加热设备是否工作取决于温度探头传回的信号是否符合设定条件。

二、电加热集油工艺应用现状

该区块自××年11月3日起投产35口油井，采用电加热树状集油工艺，分3条主干线，1#线有14口井，都是抽油机井，日产液44吨、油35.2吨；2#线有15口井，其中有5口螺杆泵井，日产液67吨、油49.6吨；3#线有6口井，其中有1口螺杆泵井，日产液16吨、油14吨。

电加热树状集油工艺在××作业区已经应用10个月过程中， 3条主干线进站温度普遍在34℃-39℃之间，回油压力在0.16Mpa-0.19Mpa之间，单井平均油压在0.58Mpa-0.66Mpa之间，经历了春夏秋冬四季的考验，可以满足生产需要。

三、电加热集油工艺应用效果分析

3.1电加热集油工艺加热能力

电加热管道内液体加热温度高低与管道电功率、加热时间、流体性质、大地温场等因素有关，并且有些参数是变量，无法求得解析解，因此可以不考虑大地温场等变量因素的影响，通过理论求的电热管理论加热能力，与实测数据对比修正的办法，求得加热设备的加热能力。

从表中数据可以看出，相同流速情况下管径小的升温快，管径大的，因需要加热的液体量多而导致升温慢。总的来说，电加热管升温能力有限，如果电加热管出现问题，必然导致加热能力下降，从而导致井口憋压，影响生产。

3.2电加热树状集油工艺能耗分析

由于该集输系统各个加热节点单独控制，因此采用节点分析法分析能耗，从而降低不必要的加热管能耗，我们把整个电加热树状集油工艺按照加热设备控制区域划分节点，从支端产出液流入开始，到进中转站结束。

具体做法是从支端开始，参考节点分析数据表，先设定井口加热器温度，使得经过加热器的产出液达到一定温度（冬季30℃以上、夏季参考气温高低选择少工作或者不工作），再调整加热管温度，经过2-3天观察，回油压力变化稳定后设置下一个控制节点，以此类推控制好整条加热管线。

1、合理利用井口加热器和电加热管两种加热方式

井口加热器特点：加热速度快，可以迅速把产出液提高到一定温度。电加热管特点：液体通过所需要的时间长，热交换充分。

我们在保证回油压力稳定的情况下，合理使用电热管和井口电加热器两种方式加热。外界气温高时可选择让井口电加热器少工作，当平均气温超过25℃时，可以参考上表关闭直接进入支线油井的井口电加热器，让产出液直接进电加热管，通过电加热管加热。我们在3#线6口低产井做停用井口电加热器试验。

油压基本不升，效果较好，目前在3条线共13口井采取停用井口加热器措施。

2、合理控制电加热管线温度

电热管主干线长度占电热管总长度的一半左右，主干线温度控制合理了，电热管线的能耗控制基本合理了。主要做法是依据节点分析数据表调整主线和部分支线的温度设置，参考进站温度进行核实，在降温集油的过程中确保油井的合理油压。

投产初期进站温度37℃左右，通过摸索，我们把温控箱温度设置由原来50℃逐渐下调到40℃，稳定后该主线油井回油压力0.58MPa，进站温度降到34℃左右；进入夏季随着气温的升高，进站温度也相应的升高到36℃左右，我们再次把温控箱温度设置由原来40℃逐渐下调到35℃，稳定后该主线油井回油压力0.59MPa，进站温度降到34℃左右。

3.3年运行能耗

我们通过对比09年与10年51717和51718线路用电量，除去这35口井机采耗电，得到电热管实际运行能耗，由于没有单独的电度表计量，只能通过线路能耗得出粗略的节能效果。

四、结论与认识

1.通过10个月的实际生产运行情况，单管电加热集油工艺运行平稳，可以满足目前的生产需要，但存在维修工作量大、维修难度大的实际问题。

2.电热管加热升温快慢与液量大小、含水高低有关，在含水一定的情况下，温升与井口产出液在这段管线内的加热时间成正比例函数，相同流速情况下管径小的升温快，但升温能力有限。

3.电热管耗电受气温影响大，必须随着季节的变化调整加热设备的工作参数，可以根据气温的变化采取停运部分井口电加热器或降低电热管加热温度等措施，降低电热管耗电量。

4.电加热管冬季运行能耗达到设计加热能力的78%，夏季28.5%，预计年运行能耗314.9×104kWh，季节平均系数0.618，有一定节能潜力。

参 考 文 献

1.赵晓刚，集肤电伴热管设计施工中的技术问题及处理方法，油田地面工程，1995，14：11-13。

2.吴国忠、鲁刚，电加热埋地油气集输管道热力计算与实验研究，哈尔滨工业大学学报，2004：1121-1124。

3.冯叔初、郭揆常、王学民，油气集输，北京：石油大学出版社1988，120-122

作者简介：张忠立：男，1971年11月9日出生，籍贯吉林扶余，2009年12月30日毕业于大庆石油学院石油工程专业，成人大专学历，现从事生产管理工作。