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1、石油天然气学报(江汉石油学院学报)2009年6月第31卷第3期·330·JournalofOilandGasTechnology(J1JPI)Jun12009Vol131No13利用SPS仿真模拟软件优化风城特稠油输送工艺姚玉萍,沈晓燕,熊小琴,宋学华(新疆油田分公司勘探开发研究院,新疆克拉玛依834000)范江峰(克拉玛依创拓有限责任公司,新疆克拉玛依834000)[摘要]针对前风城油田原油运输存在的主要问题,利用仿模拟软件(StonerPipelineSimulator)SPS建立模型,对风城油田稠油管道进行多方案
2、的水力、热力计算。根据计算结果,利用灰色优选评价法,对方案进行优选。结果表明,25km等间距布站出站温度100℃,设计压力614MPa,管道采用Á32319mm×711mm/L415是最优的。[关键词]长距离输送;SPS软件;工艺优化;灰色优选评价法;特稠油;风城油田[中图分类号]TE866[文献标识码]A[文章编号]100029752(2009)0320330203以前风城油田原油的运输主要采用汽车拉运的方式,随着特稠油产量的不断增加,实现其管道输送显得越来越迫切。针对特稠油高凝高粘、高剪切应力的特点,要实现长距离管
3、道输送必须解决2个方面的问题:水力计算和热力计算。1风城稠油输送存在问题分析111加工工艺风城地区稠油属高凝、低酸值稠油,与西北缘地区其他稠油在性质上有较大差别。根据石化加工工艺要求,不能混合处理,因此不能利用现有稠油管道进行输送。112高凝高粘对比分析风城特稠油与九6区原油的组成及基本物性(表1),以及它们的粘温特性,风城稠油的凝固点和粘度均较高,50℃粘度为37012mPa·s,相同温度粘度比九6区原油高几倍到十几倍,属于特稠油的范畴。表1风城特稠油与九6区原油物性参数对比组成/%基本性质原油产地蜡胶质沥青质凝固点
4、/℃初馏点/℃密度/g·cm-370℃粘度/mPa·s风城地区2～815～252～822～28142～270019459(50℃)3197九6区2124---9111120～200019405(20℃)855然而,风城特稠油的粘度对温度极为敏感,当其温度升高到70℃左右时,其粘度显著降低。当温度达到80℃时,风城特稠油的粘度一般在2000mPa·s以内。因此,当输油温度保持80℃以上时,可以确保风城特稠油的正常管输。113高剪切应力特稠油低温剪切应力一般较高,其停输再启动将严重威胁管道及设备的安全。[收稿日期]2009
5、202220[作者简介]姚玉萍(19622),女,1984年大学毕业,高级工程师,现从事油气储运及地面规划设计研究工作。第31卷第3期姚玉萍等:利用SPS仿真模拟软件优化风城特稠油输送工艺·331·2SPS仿真管线建模根据流变性试验,在凝固点以上温度,风城特稠油呈牛顿流体特性,可应用达西公式计算管道水力[1]摩阻。但是由于特稠油管道是热油输送管道,沿管径方向有温度变化,达西公式是假定在径向上流体粘度相同而导出的。而且特稠油粘度高,多为层流,由于摩擦而产生的热也会使油温升高,如果仍然按[2]照达西公式计算,就会存在较大的
6、误差。张维志在对辽河油田超稠油输送的研究中提出超稠油管道的设计计算应考虑附加摩阻,这样也随之增加了计算的复杂性。鉴于此笔者利用模拟软件(StonerPipelineSimulator)SPS进行水力、热力计算,提高了工作效率与方案设计的可靠性。根据计算结果,利用灰色优选评价法,对方案进行优选。结果表明,25km等间距布站出站温度100℃,设计压力614MPa,管道采用Á32319mm×711mm/L415是最优的。为了方便运行管理,考虑均匀布站方式:20km、25km、3313km;其中25km和3313km布站方式的
7、模型一样,只将模型中管线的长度进行调整。3模型分析及结论311管径优选4在设计输量(100×10t/a)下,按均匀布站方式,根据不同起输温度,保温层厚度初定为80mm聚氨酯泡沫塑料保温。利用SPS软件计算了Á273、Á325、Á377mm三管径下的终点温度与管压。根据计算结果,在设计输量下,Á273mm方案的输送压力均较高,不推荐采用。其余两种管径压力均能满足输送要求,再以最小输量(进站温度不低于80℃)、设计输量下的管压、运行温度为指标作进一步筛选。对余下18种方案的计算结果进行统计,见表2。4表2稠油管道输送工艺方
8、案一览表(100×10t/a)管径距离起输温度终点温度平均温度管压最小起输量方案号优缺点/mm/km/℃/℃/℃/MPa/104t/a1325201009018931931245合适2258816921441655合适333138517901561970压力太高420958615891341450合适525841888125196
