浅析我国油气混输技术方略

胡海霞

在原油集输中，与单相管路分别输送原油和天然气相比，油气混熟技术能简化集输流程、缩短工程设计、施工时间，降低集输工程投资。在沙漠、近海等特定环境中，油气混输管路有单相管路不可比拟的优点，突出表现在简化工艺、节省空间、减少运营管理费用、提高油气田生产能力等方面，是实现沙漠深部或下水采油不可或缺的技术。

一、油气混输管路的基本理论

1.管道流型划分。油气混输工艺流程能實现集输系统的优化以及伴生气的充分回收和利用，是我国目前低渗透油田实现经济高效发展、资源充分利用和节能环保的核心技术。油气混输的管道流态是多相流，可根据其几何分布结构分为分层流、波状分层流、塞状流、段塞流、环状流、泡状流、雾状流7种流型。

2.管道流型判别。水平管道流型：流型图是流型识别和流型转换的重要工具之一。Baker通过总结研究，发展了一种可以流型判别的流型图方法。Hoogendoom等人对水平管气液两相流运用了这一方法之后，出现了多种不同条件的流型图。倾斜管道流型：布里尔主张简化流型的划分，得出了无因次准数表示的、可以适用各种倾角的流型相关公式，这组关系式对判别倾斜管道内气液两相流流型有很大帮助。

3.多相流混输管道研究。降压研究：伴随着我国各种油田的逐步开放，多相流混输的实际已经在生产过程中应用越来越多。研究表明，混合物的雷诺数和富劳德数关联在一起时，实验结果会出现一种次序关系。这个次序关系可以被我们用作为压降相关式的基础内容。降温研究：研究多相管流混输主要时为了计算。压降计算中，需要用到的热物性参数均与温度相关，压降计算要以温降为基点。因此，温降和压降计算是油气混输中重要的计算之一，影响集输系统运行的安全性。

4.油气混输泵。通常情况下在实际生产过程中按照工作原理来划分的容积式多相泵，主要指螺杆泵，其优点是流量均匀，过程中流量随压力的变化量较小，刚性好，耐腐耐磨性好，运转平稳，自吸性能良好，可输送的液体粘度广泛，启动方便。螺杆泵分为单螺杆泵、双螺杆泵、三螺杆泵等。油气混输泵将泵和压缩机的功能合二为一，可把油、气、水多相流体通过加大压力直接泵送到处理中心，这是油气混输技术的关键。在一些大型投资生产过程中，除了技术性、经济性、安全性外，还涉及社会、生态环境及资源等很多方面的因素影响。因此，在制定工程方案的同时，要对工程所涉及其他社会、政治因素进行考量。

二、油气混输工艺在长庆油田应用

我国各大油田的地理地势及地层结构差异很大，针对长庆油田地层特点特点，专家针对长庆油田地面集输工艺制定了一套以丛式井组一增压点一联合站为主的油气混输结构模式。油气混输技术在该油田中的应用主要以井场定压阀回收、增压点油气混输工艺为主。

1.长庆油田油气混输工艺

丛式井组套管气回收主要有定压阀回收油气输、混输泵/压缩机回收油气混输、敷设套管气集气管道等方式。但敷设套管气集气管道方式回收套管气，不能适应目前长庆油田超低渗透油藏产能建设的特点，同时在开采过程中，油田的伴生气产出速度衰减较为迅速且明显，不利于长期的开发，同时敷设管道集气的方式不方便于后期产量调整，整个工程耗资较大且后期回报逐渐衰竭。混输泵/压缩机回收油气混输则投资较高。

定压阀回收套管气结构简单、运行平稳、投资省、易操作、维护方便，定压放气可以实现定期对管道进行吹扫，方便管理，更容易实现数字化管理，这是长庆油田大力推广的井组油气混输工艺流程。

增压点油气混输工艺：增压点一般情况来讲属于小型站点，通常建在地势较为平坦的地区，占用空间比较小。长庆油田复杂多变的地形，对于偏远、地势较低和沿线高差起伏变化大的井组采用增压点增压输送，可以有效的降低回压，更好的实现油气的大范围的输送。增压点油气混输工艺在整个油气集输过程中损耗低，能有效减少对环境的破坏，减少加热炉和锅炉的热负荷，保证了整个系统运行的安全性，有效提高整个油气集输系统的热效率，且有利于提高数字化程度和管理，工艺流程简单、所需投资比较少。经过综合对比分析，增压点油气混输泵的选择方面，可以用结构短、效率高、适应范围广、可露天设置的单螺杆油气混输泵。

针对长庆低渗透油田滚动开发以及地势复杂多变的特点，相关工作人员研发了一套数字化橇装增压集成装置，这种装置效果明显，集加热、变频油气混输、缓冲、分离、自动控制等多个功能实现了一体化，相应配套远程终端控制系统，实现了数字化管理、操作智能化、现场无人值守，同时也降低了安装所需的时间，建设起来比较容易，投资相对较小。

2.存在的问题

（1）混输泵排量较小，伴生气不能100%回收。

（2）泵入口压力较低，泵内含气率大，混输泵外输能力降低，进一步导致运行效率降低。

（3）目前市场上的多相计量装置成本高、可靠性低，不符合长庆油田低成本开发战略，导致目前单螺杆泵油气混输工艺难以计量，管理难度大。

三、结论与建议

1.在油气混输泵研究方面，我国多从宏观效果着手，在油气混输过程中相关参数之间的影响变化取得了突破性进展，但多以定性分析为主，定量分析较少，应有针对性的对各大油藏进行多次分析实验和数据模拟，总结经验，以求有所突破。

2.长庆油田的油气混输工艺虽极大提高了生产工作效率和生产收益，但也存在一些问题。这说明我国在油气混输工艺虽取得了进步，但整个工艺的整体性还有待加强，就增压点油气混输工艺而言，输送压力虽然得到了满足，但相对泵的效率有所下降。我国油气混输技术应从局部到整体，借鉴国外混输工艺，有目的性的进行理论设计和实验研究。

综上，我国油气混输技术依然面临很大的挑战。随着社会的进步，节能降耗、安全环保愈发深入人心。目前，较多地区油田的单井产量较低，地形条件复杂，地面工程投资成本较高，应坚持以低成本为基本原则，深入研究试验，发展成熟的技术，研发适合于各个油田特点的低成本油气混输工艺关键技术，并进行有效的技术集成，从而实现油田伴生气综合利用、节能减排。