单管枝状电加热油气集输参数优化.pdfVIP

大 庆 石 油 学 院 学 报 第 33卷 第 3期 2009年 6月 JOURNALOFDAQINGPETROLEUM INSTITUTE Vo1．33 No．3 Jun． 2009 单管枝状电加热油气集输参数优化 贺风云 ，王作志 ，赵玉珍。 (1．大庆石油学院石油工程学院，黑龙江 大庆 163318； 2．大庆油 田有限责任公司 第九采油厂，黑龙江 大庆 163853； 3．大庆油田技术培训 中心，黑龙江 大庆 163255) 摘 要：考虑电加热集输大地温度场变化对管道散热影响，以投资和运行费用最低为 目标函数，应用枝状 电加热集 输管网优化计算模型 采用改进的POWELL法对模型求解 ，确定了电加热集输最佳管径、合理功率匹配；电加热集输 的 最佳加热方式为井 口设加热器，干线保温输送 ；电加热集输最佳保温层厚度为29~32mm，经济埋深为 1．1～1．2m． 关 键 词：电加热；油气集输 ；参数优化；单管枝状 中图分类号 ：TE863 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000—1891(2009)03—0072—03 电加热油气集输技术是取代掺水集输的一项新工艺．该工艺的产生和发展是围绕着掺热水油气集输 工艺存在工程投资高、运行成本高、管理难度大的生产实际而开展的．电加热油气集输节省一次性基建投 资 42％[】]，节省供热运行费48％．电加热 已应用于大庆油 田L2]、辽河油 田、胜利油 田的部分油气输送和稠 油开采．关于电加热集输管网分布、集油环串联井数、单井计量、管道施工等问题 已经解决，但是电加热技 术的理论研究还很滞后，如电加热管道散热、保温 、埋深、不同季节功率选择和优化 、加热方式优选等 问题 还没有解决，这是使其没有得到全面推广的主要原 因．笔者在考虑电加热集输大地温度场变化对管道散热 影响的基础上 ，以投资和运行费用最低为 目标函数[3]，应用枝状电加热集输管网优化计算模型[4]，采用改 进的POWELL法对模型进行求解 ，以大庆油 田敖南 I转油站 3号支线为例 ，给出枝状管 网最佳功率组 合、合理埋深、保温层经济厚度和最佳管径，从而降低集输投资费用和运行费用． 1 节点参数计算 枝状电加热油气集输管网见图 1．图 1中所示管线为油管线 ，其中 1，2， 3，4，6点为油井，5，7，8点为合并点． 电加热集输管网节点参数计算公式为 M Gk一∑口 ·GJ+ ，当志一 时，n巧一0；是一l，2，…，M， J=1 M ∑ “·，·+W ·Q W 一 ————— ——————一 ，当忌一 时，口巧一0；最一1，2，…，M ， 图1 枝状 电加热油气 集输管网示意 · · + C · C 一 ， 当k—J时，n目一0；是一 1，2，…，M ， M P一∑n ·P+△户，当志一J时，口一o；志===M，M—l，…，2，1， J= 1 式中：M 为节点数；G 为是点的介质流量； 为 点的油井产液量 ；W 为是点的介质含水率；Ck为忌点 收稿 日期：2009一o3—02；审稿人：魏立新 ；编辑：关开澄 作者简介 ：贺风云(1965一)，女，博士，副教授 ，主要从事油气集输及采 出液处理方面的研究 ·72 · 第 3期 贺凤云等：单管枝状 电加热油气集输参数优化 的介质 比热容；口为管网相关矩阵元素； 为是点压力；GJ为J点流量 ；V 为 点含水率；Cj为 点比热 容； 为 点的压力；△ 』为J号管线起末点压力差． 2 优化模型 minS— Fd+ Fh+ F8+ FR， S．t． T ===Ts+ (3～