油田单井罐输油加热方法

摘要

油田单井罐输油加热方法。为解决热交换器全部设置在油罐底部而造成的热浪费、加热效率低的问题，本发明依据原油的含水率确定单井罐的油水界面，油水界面以上热交换器的面积按如下关系设置：油水界面以上热交换器面积占总热交换器面积的比例＝100％－原油含水率±10％。本发明根据原油的重量合理设置热交换器面积，可使原油得到足够的热量，加热过程中避免了水的温度远高于原油温度导致热损失过多现象发生，节能效果十分显著。

说明书

技术领域

本发明涉及油田单井罐内原油加热方法。

背景技术

原油凝固点的下限温度基本在33℃以上，有的区块原油凝固点高达48℃，因此导致一年四季单井罐输油前必须加热，使罐内原油升温到凝固点以上，保证原油处于液态，以便于输出。目前先进的加热方式是在单井罐内设置循环介质热交换器，较外部加热和内置电热棒加热有许多优点，但热交换器在单井罐内的设置不科学，只是简单地依据热量上升原理将热交换器设置在罐底，由于各油井原油含水率不同，一般在10-80％之间，多数在30％以上，致使大部分热交换器处在水中，大量的热被用来加热水，原油只获得少部分热量，而水达到80℃以上才能汽化将热量送到油面之上，汽化之前都是水在烫因此这种加热方式热效率低，浪费了大量的能源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种节能、热效率高的油田单井罐输油加热方法，以解决现有技术存在的问题。本发明的技术方案如下：在单井罐内设置循环介质热交换器管束，其特征在于依据原油的含水率确定单井罐的油水界面，油水界面以上热交换器的面积按如下关系设置：

油水界面以上热交换器面积占总热交换器面积的比例＝100％-原油含水率±10％。

在通常情况下，油水分离的温度是20℃左右，我国油田大部分时间都低于这一温度，因此，大多数情况下单井罐的加热过程前期是油、水分离过程，后期是上浮原油融化过程，热交换器的设置要充分考虑这两个过程所需要的热量，理想状态是油水分离后使水温保持在20℃左右或使其温度增幅较慢，本方法就是合理设置油水两部分的加热器面积，油层内的加热器面积随原油含水率的减少而增加，使加热后期融化过程中水温的升幅低于油温的升幅，加热过程中避免了水的温度远高于原油温度导致热损失过多，这是节能的关键。本发明能够根据原油的重量合理设置热交换器面积，因此可以使原油得到足够的热量，以最短的时间达到需要的温度。以一个20m³单井罐为例，原油含水率60％、凝固点38℃，一般东北油田在冬季罐内原油原油在0℃左右，从0℃达到运输温度45℃，以往加热方法所需要热量为2.167×10⁹焦耳，折合成电量为602kw·h(度)；本方法所需要热量为0.9633×10⁹焦耳，折合成电量为292.95kw·h，节能达到51.5％。单井罐平均每3天加温输油一次，一年约120次，一年可节约资金18万元左右，本发明与现有技术相比节能效果十分显著，为油田带来的十分可观的经济效益。

具体实施方式

下面以常用的10m³和20m³单井罐为例给出本发明的具体实施方式。

10m³单井罐为横卧式，罐直径1600毫米，罐长4800毫米。其内设置的热交换器由钢管组成，单管直径300毫米，长度为1900毫米，共104根，每13根组成1个管束，共设8个管束。

20m³单井罐为横卧式，罐直径2000毫米，罐长6000毫米。其内设置的热交换器为管束状，单管直径300毫米，长度为1900毫米，共195根，组成15个管束。

热交换器内循环介质为导热油，通过电能将导油加热。

一、10m³单井罐。原油含水率10％时，8个管束分一层全部设置在油水界面以上。

二、10m³单井罐。原油含水率20％时，8个热交换器管束分两层设置，油水界面以上设置一层，平行设置7个管束，油水界面以下设置1个管束。油水界面以上热交换器面积占总热交换器面积87.5％

三、10m³单井罐。原油含水率30％时，8个热交换器管束分两层设置，油水界面以上设置一层，平行设置5个管束，油水界面以下设置3个管束。油水界面以上热交换器面积占总热交换器面积62.5％。

四、10m³单井罐。原油含水率40％时，8个热交换器管束分两层设置，油水界面以上设置一层，平行设置5个管束，油水界面以下设置3个管束。油水界面以上热交换器面积占总热交换器面积62.50％。

五、20m³单井罐。原油含水率50％时，15个管束分两层设置，油水界面以上设置一层，平行设置8个管束，界面以下设置7个管束。油水界面以上热交换器面积占总热交换器面积53.33％。

六、20m³单井罐。原油含水率60％时，15个管束分两层设置，油水界面以上设置一层，平行设置7个管束，界面以下平行设置8个管束。油水界面以上热交换器面积占总热交换器面积46.67％。

七、20m³单井罐。原油含水率70％时，15个管束分两层设置，油水界面以上设置一层，平行设置5个管束，界面以下平行设置10个管束。油水界面以上热交换器面积占总热交换器面积33.33％。

八、20m³单井罐。原油含水率80％时，15个管束分两层设置，油水界面以上设置一层，平行设置4个管束，界面以下平行设置11个管束。油水界面以上热交换器面积占总热交换器面积26.67％。