一种边缘单井及小断块采出液间歇密闭集输装置及方法

技术领域

本发明属于油气地面集输技术领域，涉及一种边缘单井及小断块采出液间歇密闭集输装置及方法。

背景技术

近年来，油气开发逐渐向油藏资源品位劣质化、区域滚动开发边缘化、环保政策严峻化发展，新区开发地面集输、供配电、道路等系统工程依托条件差，且受井口回压及管线最小输量等因素制约，部分边缘单井及小断块采出液不可避免采用罐车拉运方式生产，直接导致区域开发生产成本及安全环保风险增高。为充分挖掘边缘单井及小断块开发经济效益、控制地面工程运行成本、提升单井及小断块油气集输技术水平，开展油气集输工艺优化是油田边缘单井及小断块效益开发的迫切需求。

目前，国内油田已针对边缘单井及小断块集输工艺优化开展了一系列研究，其研究方向主要集中在伴生气回收利用、减少油气资源浪费及降低环境污染等方面，已形成一系列适应边缘单井及小断块伴生气回收利用技术，但原油仍需采用罐车拉运方式生产，无法有效降低地面生产运行成本及安全环保风险。因此有必要针对边缘单井及小断块原油低成本集输技术开展研究，充分借鉴长输管道交替输送等油气输送技术，形成适用于不同原油拉运工况条件下间歇密闭集输技术。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明公布了一种边缘单井及小断块采出液间歇密闭集输装置及方法，其解决了集输管网与边缘单井或小断块无法集成输出的问题，大幅消减了采出液拉运费用及降低了安全环保风险，实现了边缘单井及小断块低成本、高效益、绿色开发。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种边缘单井及小断块采出液间歇密闭集输装置，包括油气分离存储单元、放散单元、替换水存储单元、计量单元、流量控制单元、转油补水单元、加热单元、操作控制单元以及数据检测与采集系统，

所述油气分离存储单元的上游连接有用于采出气液混合介质的采油树，所述油气分离存储单元用于接受采油树采出的气液混合介质，并进行油气分离存储；所述油气分离存储单元的顶部连接所述放散单元，所述放散单元用于事故状态下伴生气放空，并放散至大气中，所述油气分离存储单元接收分离后原油介质并就地存储。

所述油气分离存储单元下游依次连接有所述计量单元、流量控制单元、加热单元以及转油补水单元，所述转油补水单元末端连通有集输管网；所述替换水存储单元设有替换水出口和替换水进口，所述替换水出口与计量单元上游管道连通，所述替换水进口与转油补水单元连通，

所述操作控制单元用于控制装置中各组成进行启停以及控制管道开闭；所述数据检测与采集系统用于采集监控计量单元原油输送量、替换水输送量、输送温度、压力、油气分离存储单元及替换水存储单元液位数据，并远程传输显示。

进一步的，所述油气分离存储单元和计量单元之间的连接管道上设有原油储液出口阀；所述计量单元的两端设有计量单元进口阀门和计量单元出口阀门，所述流量控制单元的两端设有流量进口阀门和流量出口阀门，所述加热单元的两端设有加热进口阀门和加热出口阀门；所述原油储液出口阀门与计量单元进口阀门通过管道连通，所述计量单元出口阀门与流量进口阀门通过管道连通，所述流量出口阀门与加热进口阀门连通。

进一步的，所述计量单元侧方设有计量单元旁通管路，且所述计量单元旁通管路一端连接于计量单元进口阀门的上游位置，另一端连通于计量单元出口阀门的下游位置，所述计量单元旁通管路上设有计量单元旁通阀门；所述流量控制单元侧方设有流量控制旁通管路，所述流量控制旁通管路一端连接于流量进口阀门的上游，另一端连接于流量出口阀门的下游位置，且所述流量控制旁通管路上设有流量控制旁通阀门；所述加热单元侧方设有加热旁通管路，所述加热旁通管路一端连接于加热进口阀门的上游位置，另一端连接于加热出口阀门的下游位置，且所述加热旁通管路上设有加热旁通阀门。

进一步的，所述替换水存储单元的替换水出口位置的管道上设有替换水出口阀门，所述替换水出口阀门连通于原油储液出口阀门与计量单元进口阀门之间的管道上；所述替换水存储单元的替换水进口位置的管道上设有替换水进口阀门，所述替换水进口阀门与转油补水单元连通；所述转油补水单元的两端设有转油进口阀门和转油出口阀门，其中所述转油进口阀门与加热出口阀门连通，所述转油出口阀门下游连通集输管网，且所述转油出口阀门与集输管网之间的管道上设有集输管网阀门，所述转油补水单元上还设有补水管道，所述补水管道上设有补水阀门。

进一步的，所述转油补水单元侧方设有转油旁通管路，所述转油旁通管路上设有转油旁通阀门。

此外本发明基于上述测试装置，还公开了一种边缘单井及小断块采出液间歇密闭集输方法，包括如下步骤：

S100.首先通过操作控制单元设定加热单元的出口温度，设定油气分离存储单元中液位上限位和下限位，设定替换水存储单元的单次输水量以及总体储水量，并根据设定的参数计算设定操作控制单元的控制参数；

S200.正产生产流程:首先操作控制单元保持原油储液出口阀门关闭，边缘单井及小断块采出气液介质由采油树采出，并经管路通入油气分离存储单元进行气液分离，分离出的原油通入油气分离存储单元就地储存；

S300.当油气分离存储单元液位到达设定上限位时，操作控制单元开启油气分离存储单元的原油储液出口阀门、并开启计量单元、流量控制单元、加热单元、转油补水单元以及各单元相关附属的阀门，油气分离存储单元中原油依次经由计量单元、流量控制单元、加热单元、转油补水单元，最终通入已建设完成的集输管网中；

S400.当油气分离存储单元液位达到设定下限位时，将关闭原油储液出口阀门、加热进口阀门、加热出口阀门，并开启替换水存储单元的替换水出口阀门、加热旁通阀门，替换水存储单元向管线内部注入替换水进行清洗管线，当注入量达到设定的单次输水量时，自动关闭转油补水单元，并关闭替换水出口阀门、加热旁通阀门、转油进口阀门、转油出口阀门以及集输管网阀门，完成单次边缘单井原油密闭输送。

S500.当替换水清洗管线完成后，开启油气分离存储单元的伴生气出口阀门，采油树采出的气液混合介质经油气分离存储单元分离后，储存于油气分离存储单元上部的气相空间，通过同步监测伴生气出口阀门两侧压力，并根据压差自动连锁控制伴生气出口阀门开度，维持伴生气持续、稳定输送进已建的集输管网，当伴生气出口阀门的两侧压差为0时，关闭伴生气出口阀门。

进一步的，所述S100中设定替换水存储单元的单次输水量的具体计算方法为：

其中Q为替换水单次输水量,单位为m

进一步的，该方法还包括有替换水补水过程，具体的补水步骤为：

当替换水存储单元中存水量无法满足下一次边缘井间歇密闭输送管线封堵需求时，将通过数据检测与采集系统进行报警并显示，通过人工或机械拉运方式，将补充的替换水运送至转油补水单元位置，同时开启转油补水单元以及补水进口阀门、替换水进口阀门，并保持转油进口阀门和转油出口阀门关闭，补充的替换水经由转油补水单元增压输入替换水存储单元内；

可替代的是，该替换水补水过程还可采用下列方法：油气分离存储单元中设有油水界面仪，通过油水界面仪监控油气分离存储单元的水位，当油气分离存储单元中液体水位高于设定下限位位置时，在启动原油输送流程前，结合替换水存储单元中当前液体容纳量，将油气分离存储单元中的液体水泵入替换水存储单元中。

本发明同现有技术相比，具有如下优点：

1)本发明中的边缘单井及小断块采出液间歇密闭集输装置，通过油气分离存储单元和替换水存储单元交替输送至管路内，实现了边缘单井以及小断块采出液间歇输出，当油气分离存储单元内原油存量达到一定液位，即可集中输送至集输管网内，当原油存量输送完毕后，可通过替换水存储单元中替换水将管路内残留原油排出至集输管网，利用替换水封堵在管路内部，可避免由于管路内长时间停留原油，造成管线内凝堵，以确保下次原油输送时管线流畅。该装置解决了集输管网与边缘单井或小断块无法密闭集输的问题，消减了采出液拉运费用及降低了安全环保风险，实现了边缘单井及小断块低成本、高效益、绿色开发。

2)本发明中的边缘单井及小断块采出液间歇密闭集输装置，通过油气分离存储单元可将采油树采出的气液混合介质进行分离，并通过管路依次将分离的原油、液体水、伴生气进行分别输出，最终将原油和伴生气输入集输管网，将液体水回收再利用，最大程度回收利用开采物，提高开采物的利用效率，实现边缘单井及小断块高效益、绿色开发。

附图说明

图1是本实施例中一种边缘单井及小断块采出液间歇密闭集输装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

如图1所示，本实施例中首先公开了一种边缘单井及小断块采出液间歇密闭集输装置，包括油气分离存储单元2、放散单元3、替换水存储单元4、计量单元5、流量控制单元6、加热单元7、转油补水单元8、操作控制单元以及数据检测与采集系统，

所述油气分离存储单元2的上游连接有采油树1，所述油气分离存储单元用于接收采油树 1采出的气液混合介质，并进行油气分离存储；所述油气分离存储单元2的顶部连接所述放散单元3，所述放散单元3用于事故状态下伴生气放空，并放散至大气中，所述油气分离存储单元2接收分离后原油介质并就地存储。

所述油气分离存储单元2下游依次连接有所述计量单元5、流量控制单元6、加热单元7 以及转油补水单元8，所述转油补水单元8末端连通有集输管网；所述替换水存储单元4设有替换水出口和替换水进口，所述替换水出口与计量单元5上游管道连通，所述替换水进口与转油补水单元8连通，该结构中利用替换水将管路内部的残余原油排出，并有替换水介质填充管路内部空间，可避免管线发生凝堵风险，保证下次原油输送时管线流通性提高管路输送稳定性。

所述操作控制单元用于控制装置中各组成进行启停以及控制管道开闭；所述数据检测与采集系统用于采集监控计量单元5原油输送量、替换水输送量、输送温度、压力、油气分离存储单元2及替换水存储单元4液位数据，并远程传输显示。其中监测数据可均通过采油井口的 RTU设备上传至中控室，实现远程监控。其中替换水存储单元4的液位传感器连锁中控室的报警系统，当液位低于设定下限值时，连锁报警提示中控室及相关管理人员进行补水作业。

具体的，所述油气分离存储单元2和计量单元5之间的连接管道上设有原油储液出口阀9；所述计量单元5的两端设有计量单元进口阀门12和计量单元出口阀门13，所述流量控制单元6的两端设有流量进口阀门15和流量出口阀门16，所述加热单元7的两端设有加热进口阀门 18和加热出口阀门19；所述原油储液出口阀门9与计量单元进口阀门12通过管道连通，所述计量单元出口阀门13与流量进口阀门15通过管道连通，所述流量出口阀门16与加热进口阀门18连通。

更详细的，所述计量单元5侧方设有计量单元旁通管路，且所述计量单元旁通管路一端连接于计量单元进口阀门12的上游位置，另一端连通于计量单元出口阀门13的下游位置，所述计量单元旁通管路上设有计量单元旁通阀门11；所述流量控制单元6侧方设有流量控制旁通管路，所述流量控制旁通管路一端连接于流量进口阀门15的上游，另一端连接于流量出口阀门16的下游位置，且所述流量控制旁通管路上设有流量控制旁通阀门14；所述加热单元7侧方设有加热旁通管路，所述加热旁通管路一端连接于加热进口阀门18的上游位置，另一端连接于加热出口阀门19的下游位置，且所述加热旁通管路上设有加热旁通阀门17。所述替换水存储单元4的替换水出口位置的管道上设有替换水出口阀门10，所述替换水出口阀门12连通于原油储液出口阀门9与计量单元进口阀门12之间的管道上；所述替换水存储单元4的替换水进口位置的管道上设有替换水进口阀门25，所述替换水进口阀门25与转油补水单元8连通，所述转油补水单元8上还设有补水管道，所述补水管道上设有补水阀门24。所述转油补水单元8的两端设有转油进口阀门21和转油出口阀门22，其中所述转油进口阀门21与加热出口阀门19连通，所述转油出口阀门22下游连通已建的集输管网，且所述转油出口阀门22与集输管网之间的管道上设有集输管网阀门23，所述转油补水单元8侧方设有转油旁通管路，所述转油旁通管路上设有转油旁通阀门20。

进一步的是，所述油气分离存储单元2与补水管道之间设有回收管路，所述回收管路上设置有回收控制阀27，所述油气分离存储单元2中在接收采油树所开采出的气液混合介质后，由于气液混合介质中包含液体水、原油、伴生气等，在油气分离存储单元2中由下至上依次分层为液体水、原油、伴生气，在油气分离存储单元2底部与补水管道设有连通的回收管路，可将原油下层的液体水回收至替换水存储单元4中，实现水资源回收利用，而更近一步的是，在所述油气分离存储单元2的顶部设有伴生气出口，所述伴生气出口与转油出口阀门22的下游通过管道进行连通，且所述伴生气出口所连接的管道上设有伴生气出口阀门26，当替换水清管流程完成后，可开启油气分离存储单元2的伴生气出口阀门26，井口采出气液经油气分离存储单元2分离后，储存于油气分离存储单元2上部的气相空间，通过同步监测伴生气出口阀门26两侧压力，并根据压差自动连锁控制伴生气出口阀门26开度，维持伴生气持续、稳定输送进已建集输管网，实现伴生气回收。

此外本实施例中基于上述实施例中的装置，还公开了一种边缘单井及小断块采出液间歇密闭集输方法，该实施例中以边缘单井与集输管网距离3km,日产液为10m

S100.首先通过操作控制单元设定加热单元7的出口温度，设定油气分离存储单元2中液位上限位和下限位，设定替换水存储单元4的单次输水量以及总体储水量，并根据上述参数计算设定操作控制单元的控制参数；本实施例中设定加热单元7的出口温度35℃，设定油气分离存储单元2中液位上限位为2.5m，下限位为0.5m，并设定替换水存储单元4的单次输水量 8.8m

其中设定替换水存储单元5的单次输水量时，具体计算方法为：

其中Q为替换水单次输水量,单位为m

S200.正产生产流程:首先操作控制单元保持原油储液出口阀9门关闭，边缘单井及小断块采出气液介质由采油树1采出，并经管路通入油气分离存储单元2进行气液分离，分离出的原油就地储存；

S300.当油气分离存储单元2液位到达设定上限位2.5m时，操作控制单元开启油气分离存储单元2的原油储液出口阀门9、并开启计量单元5、流量控制单元6、加热单元7、转油补水单元8以及各单元相关附属的阀门，油气分离存储单元2中原油依次经由计量单元5、流量控制单元6、加热单元7、转油补水单元8，最终通入已建设完成的集输管网中；

S400.当油气分离存储单元2液位达到设定下限位0.5m时，将关闭原油储液出口阀门9、加热进口阀门18、加热出口阀门19，并开启替换水存储单元4的替换水出口阀门10、加热旁通阀门17，替换水存储单元4向管线内部注入替换水进行管线清洗，当注入量达到设定的单次输水量时，自动关闭转油补水单元8，并关闭替换水出口阀门10、加热旁通阀门17、转油进口阀门21、转油出口阀门22以及集输管网阀门23，完成单次边缘单井原油密闭输送。

S500.当替换水清洗管线流程完成后，开启油气分离存储单元伴生气出口阀门26。井口采出气液经油气分离存储单元2分离后，储存于油气分离存储单元2上部气相空间，同步监测管线上伴生气出口阀门26的两侧压力，根据压差自动连锁控制伴生气出口阀门26开度，维持伴生气持续、稳定输送进已建的集输管网，而当伴生气出口阀门26的两侧压差变为0时，则关闭伴生气出口阀门26。

更进一步的，由于本实施例中替换水存储单元4的替换水储量为50m

当替换水存储单元4中存水量无法满足下一次边缘井间歇密闭输送管线封堵需求时，将通过数据检测与采集系统进行报警并显示，通过人工或机械拉运方式，将补充的替换水运送至转油补水单元8位置，同时开启转油补水单元8以及补水进口阀门、替换水进口阀门25，并保持转油进口阀门21和转油出口阀门22关闭，补充的替换水经由转油补水单元8增压输入替换水存储单元4内。

此外更进一步的是，在油气分离存储单元2中设有油水界面仪，通过油水界面仪可监控油气分离存储单元2的液体水位，一旦油气分离存储单元2中水位高于油气分离存储单元2的设定下限位位置时，可在启动原油输送流程前，结合替换水存储单元4中当前液体容纳量，将油气分离存储单元2中的液体水泵入替换水存储单元4中，一方面可将油气分离存储单元2中原油与液体水分离，保持原油无杂质，另一方面可将液体水回收，重复利用液体水作为替换水进行管道清洗，提高开采物的利用效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。