本文涉及但不限于油田集輸領(lǐng)域，尤其涉及但不限于一種特高含水量的油田采出液的集輸方法、系統(tǒng)以及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、在對油田采出液進(jìn)行集輸?shù)倪^程中，集油系統(tǒng)通常采用加熱或摻水措施，以避免油田采出液在集輸過程中，產(chǎn)生嚴(yán)重凝油粘壁現(xiàn)象，堵塞集油管線。對油田采出液進(jìn)行加熱，會大量增加集油系統(tǒng)的能耗，增加生產(chǎn)成本。

2、相關(guān)研究和試驗(yàn)表明，不同含水量的油田采出液在集輸管線內(nèi)的運(yùn)行情況不同，產(chǎn)生的凝油粘壁現(xiàn)象對集輸過程的影響也不同。對于特高含水量的油田采出液，可以在較低的溫度下對油田采出液安全地進(jìn)行集輸。例如，對于較特高含水量的油田采出液，可以使用“臨界粘壁溫度”替代油田采出液的凝點(diǎn)作為安全集輸?shù)倪吔鐥l件。臨界粘壁溫度，是指隨著集油溫度的下降，油田采出液的粘壁速率發(fā)生陡增時的溫度，繼續(xù)降低溫度，油滴將大量粘附在管壁上，井口回壓明顯升高。然而，相關(guān)技術(shù)中，關(guān)于臨界粘壁溫度下，特高含水原油在管線內(nèi)的運(yùn)行情況尚缺乏深入的研究。

3、因此，如何在保證安全集輸?shù)那闆r下，進(jìn)一步降低油田能耗，是亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、以下是對本文詳細(xì)描述的主題的概述。本概述并非是為了限制權(quán)利要求的保護(hù)范圍。

2、為了準(zhǔn)確合理地判定特高含水條件下含蠟原油臨界粘壁溫度之下集油溫度邊界，本公開創(chuàng)新提出通過集油管線壓差頂擠作用力和凝油段對管壁粘附作用力達(dá)到力平衡，計算臨界集輸溫度邊界的方法，實(shí)現(xiàn)將集油溫度定量，本公開提供的臨界集輸溫度邊界計算方法具有準(zhǔn)確、便捷的優(yōu)點(diǎn)，可進(jìn)一步在粘壁溫度之下降低了集輸溫度，實(shí)現(xiàn)油田進(jìn)一步節(jié)能降耗。

3、實(shí)現(xiàn)在粘壁溫度之下進(jìn)一步降低集油溫度，實(shí)現(xiàn)油田節(jié)能降耗。

4、本公開提供了一種特高含水量的油田采出液的集輸方法，所述方法包括：

5、設(shè)置所述油田采出液的目標(biāo)集輸溫度大于油田采出液的臨界集輸溫度且小于油田采出液的臨界粘壁溫度；

6、所述油田采出液的臨界集輸溫度為：油田采出液沿集油管線集輸?shù)倪^程中產(chǎn)生的粘壁含水凝油堆積而成的粘壁凝油段對所述集油管線的管壁的粘附作用力等于所述油田采出液產(chǎn)生壓差對所述粘壁凝油段的頂擠作用力時的集輸溫度。

7、在本公開提供的一些實(shí)施方案中，獲取所述臨界集輸溫度t1的方法包括以下步驟：

8、獲取以下參數(shù)：

9、油田采出液在集油管線起點(diǎn)處的允許最高回壓p0，集油管線內(nèi)半徑r，油田采出液的密度ρ，油田采出液的動力粘度μ，油田采出液在集油管線流速v，油田采出液在集油管線末端的進(jìn)間壓力p1，油田采出液的綜合含水率φ，油田采出液的乳化含水率所述集油管線從井口至進(jìn)間的長度l，油田采出液的凝點(diǎn)tgp，所述集油管線的管壁處溫度tw，集油管線周圍介質(zhì)的溫度t0，絕對當(dāng)量粗糙度e，集油管線的傳熱系數(shù)k，集油管線的外直徑d，油田采出液的質(zhì)量流量g，集油平均溫度下油田采出液的比熱容c，集輸時間t，集油管線的管壁處的起始剪切應(yīng)力τ0，采出液運(yùn)動黏度ω；

10、以上參數(shù)可以分類為：

11、(1)油田采出液物性類：油田采出液的密度ρ，油田采出液的動力粘度μ，油田采出液在集油管線流速v，油田采出液的綜合含水率φ，油田采出液的乳化含水率油田采出液的凝點(diǎn)tgp，集油平均溫度下油田采出液的比熱容c，油田采出液運(yùn)動黏度ω。

12、(2)集油管線規(guī)格參數(shù)類：集油管線內(nèi)半徑r，集油管線的外直徑d，絕對當(dāng)量粗糙度e，所述集油管線從井口至進(jìn)間的長度l，集油管線的傳熱系數(shù)k。

13、(3)運(yùn)行參數(shù)類：油田采出液在集油管線起點(diǎn)處的允許最高回壓p0，油田采出液在集油管線末端的進(jìn)間壓力p1，油田采出液的質(zhì)量流量g，集輸時間t，集油管線的管壁處的起始剪切應(yīng)力τ0，所述集油管線的管壁處溫度tw，集油管線周圍介質(zhì)的溫度t0。

14、所述臨界集輸溫度t1根據(jù)公式(1)計算：

15、

16、公式(1)中，p0為油田采出液在集油管線起點(diǎn)處的允許最高回壓，單位為pa；λ為水力摩阻系數(shù)，無量綱；l1為沿程溫度降至粘壁溫度位置距離井口起點(diǎn)距離，單位為m；r為集油管線內(nèi)半徑，單位為m；ρ為油田采出液的密度，單位為kg/m3；v為油田采出液的在集油管線流速，單位為m/s；p1為油田采出液在集油管線末端的進(jìn)間壓力，單位為pa；δ為粘壁凝油段的粘壁厚度，單位為m；φ為油田采出液的綜合含水率，％；為油田采出液的乳化含水率，％；

17、公式(1)中，所述f-1(f1)為f1＝f(t1)反函數(shù)，原函數(shù)f1＝f(t1)如公式(2)所示：

18、

19、公式(2)中，r為集油管線內(nèi)半徑，單位為m；φ為油田采出液的綜合含水率，％；為油田采出液的乳化含水率，％；l1為沿程溫度降至粘壁溫度位置距離井口起點(diǎn)距離，單位為m；l2為沿程溫度降至粘壁溫度位置距離管道末端距離(l2＝l-l1)，單位為m；l為所述集油管線從井口至進(jìn)間的長度，單位為m；t0為所述集油管線周圍介質(zhì)的溫度，單位為℃；ψ為集油管線軸向散熱參數(shù)，單位為m-1；l為集油管線dl積分微元段距離管道起點(diǎn)距離，單位為m；集油管線dl微元段上油溫為t，單位為℃；a和b為擬合參數(shù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定；

20、公式(2)f1是t1的函數(shù)，公式(1)是公式(2)的反函數(shù)，在使用公式(1)時，公式(1)中的f1使用公式(1.1)計算；

21、

22、公式(1.1)中，p0為油田采出液在集油管線起點(diǎn)處的允許最高回壓，單位為pa；λ為水力摩阻系數(shù)，無量綱；l1為沿程溫度降至粘壁溫度位置距離井口起點(diǎn)距離，單位為m；r為集油管線內(nèi)半徑，單位為m；ρ為油田采出液的密度，單位為kg/m3；v為油田采出液的在集油管線流速，單位為m/s；p1為油田采出液在集油管線末端的進(jìn)間壓力，單位為pa；δ為粘壁凝油段的粘壁厚度，單位為m；φ為油田采出液的綜合含水率，％；為油田采出液的乳化含水率，％。

23、公式(1)中，所述沿程溫度降至粘壁溫度位置距離井口起點(diǎn)距離l1根據(jù)公式(3)計算得到：

24、

25、公式(3)中，l為所述集油管線從井口至進(jìn)間的長度，單位為m；ψ為集油管線軸向散熱參數(shù)，單位為m-1；tgp為油田采出液的凝點(diǎn)，單位為℃；φ為油田采出液的綜合含水率，％；τ為集油管線內(nèi)壁處剪切應(yīng)力，單位為pa；t0為所述集油管線周圍介質(zhì)的溫度，單位為℃；

26、k、m、n為擬合參數(shù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定；

27、公式(3)中集油管線軸向散熱參數(shù)ψ，根據(jù)公式(4)計算得到：

28、

29、公式(4)中，k為集油管線的傳熱系數(shù)，單位為w/(m2·℃)；d為集油管線的外直徑，單位為m；g為油田采出液的質(zhì)量流量，單位為kg/s；c為集油平均溫度下油田采出液的比熱容，單位為j/(kg·℃)；

30、公式(3)中集油管線內(nèi)壁處剪切應(yīng)力τ，根據(jù)公式(5)計算得到：

31、

32、公式(5)中，μ為油田采出液動力粘度，單位為pa·s；r為集油管線的內(nèi)半徑，單位為m；v為油田采出液的在集油管線流速，單位為m/s；

33、公式(1)中，所述粘壁凝油段的粘壁厚度δ根據(jù)公式(6)計算得到：

34、

35、公式(6)中，t為集輸時間，單位為d；δ為粘壁速度，單位為mm/d；

36、公式(6)中，所述粘壁速度δ根據(jù)公式(7)計算得到：

37、

38、公式(7)中，τ0為集油管線的管壁處的起始剪切應(yīng)力，單位為pa；φ為油田采出液的綜合含水率，％；τ為集油管線內(nèi)壁處剪切應(yīng)力，單位為pa；tgp為油田采出液的凝點(diǎn)，單位為℃；tw為集油管線的管壁處溫度，單位為℃；d、e、f、g、h、i、j為擬合參數(shù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定；

39、公式(1)中，所述水力摩阻系數(shù)λ根據(jù)公式(8)、公式(9)、公式(10)和公式(11)計算得出：

40、層流區(qū)：

41、水力光滑區(qū)：

42、混合摩擦區(qū)：

43、粗糙區(qū)：

44、公式(8)、公式(9)、公式(10)和公式(11)中，所述re為雷諾數(shù)，ε為管壁相對當(dāng)量粗糙度，無量綱；e表示絕對當(dāng)量粗糙度，單位為m；公式(8)的適用條件為re＜2000，公式(9)的適用條件為公式(10)的適用條件為公式(11)的適用條件為

45、公式(8)、公式(9)、公式(10)和公式(11)中，雷諾數(shù)re根據(jù)公式(12)計算，管壁相對當(dāng)量粗糙度ε根據(jù)公式(13)計算：

46、

47、

48、公式(12)中，ω表示采出液運(yùn)動黏度，m2/s；v為油田采出液的在集油管線流速；r為集油管線內(nèi)半徑，單位為m。

49、公式(13)中，e為絕對當(dāng)量粗糙度，單位為m；r為集油管線內(nèi)半徑，單位為m。

50、在本公開提供的一些實(shí)施方案中，所述公式(3)中的擬合參數(shù)k、m、n的擬合方法為：對不同綜合含水率油田多相采出液，分別開展凝油粘壁環(huán)道實(shí)驗(yàn)測試粘壁溫度ts，利用凝點(diǎn)儀測試凝點(diǎn)tgp，擬合確定k、m、n值。

51、在本公開提供的一些實(shí)施方案中，k取值范圍為5.31℃·pa-n至17.94℃·pa-n；m取值范圍為1.71至5.43；n取值范圍為0.19至0.67。

52、在本公開提供的一些實(shí)施方案中，k值隨著油田多相采出液油相蠟含量升高而增大，m、n值隨著油田多相采出液油相蠟含量升高而減小。

53、在本公開提供的一些實(shí)施方案中，所述公式(5)中的擬合參數(shù)d、e、f、g、h、i、j的擬合方法為：對不同綜合含水率油田多相采出液，開展凝油粘壁環(huán)道實(shí)驗(yàn)測試粘壁速率δ，擬合確定d、e、f、g、h、i、j值。

54、在本公開提供的一些實(shí)施方案中，d取值范圍為0.001m·s-1·pa-e·℃-j至0.03m·s-1·pa-e·℃-j；e取值范圍為-1.91至-0.53；f取值范圍為0.37至0.99；g取值范圍為4.27至8.63；h取值范圍為-0.99至-0.03；i取值范圍為-2.14至-0.99；j取值范圍為1.75至4.99。

55、d、e、h、i值隨著油田多相采出液油相蠟含量升高而增大；

56、f、g、j值隨著油田多相采出液油相蠟含量升高而減小。

57、在本公開提供的一些實(shí)施方案中，所述臨界粘壁溫度的獲取方法包括以下步驟：

58、獲取以下參數(shù)：油田采出液的凝點(diǎn)tgp，油田采出液的綜合含水率φ，集油管線內(nèi)壁處剪切應(yīng)力τ，

59、所述臨界粘壁溫度ts根據(jù)公式(14)計算：

60、ts＝tgp-kφmτm…………………………(14)

61、公式(14)中，所述tgp為油田采出液的凝點(diǎn)，單位為℃；φ為油田采出液的綜合含水率；τ為集油管線內(nèi)壁處剪切應(yīng)力，單位為pa；

62、k、m、n為擬合參數(shù)，與公式(3)中的擬合參數(shù)k、m、n相同。

63、在本公開提供的一些實(shí)施方案中，油田采出液的乳化含水率為0至47％。

64、在本公開提供的一些實(shí)施方案中，所述油田采出液的含水量為70％至99％。

65、在本公開提供的一些實(shí)施方案中，所述公式(3)和所述公式(14)中的擬合參數(shù)k、m、n以及所述公式(7)中的擬合參數(shù)d、e、f、g、h、i、j的擬合方法包括：

66、對不同綜合含水率油田多相采出液，開展凝油粘壁環(huán)道實(shí)驗(yàn)分別測試粘壁溫度ts和粘壁速度δ，所述環(huán)道材質(zhì)與所述集輸方法中的管道材質(zhì)條件相同，擬合確定k、m、n值和d、e、f、g、h、i、j值：

67、設(shè)置配制不同綜合含水率(φ1,φ2,φ3...φn)的油水混合液，并利用凝點(diǎn)儀測試不同含水率混合液凝點(diǎn)(tgp1,tgp2,tgp3...tgpn)，用密度計測試混合液密度(ρ1,ρ2,ρ3...ρn)；

68、將制備好的原油乳狀液開展環(huán)道實(shí)驗(yàn)，使油水混合液在管線內(nèi)進(jìn)行循環(huán)，對系統(tǒng)緩慢降溫，測試段管長為κ，當(dāng)測試數(shù)據(jù)表現(xiàn)為測試段壓差持續(xù)升高時，此時系統(tǒng)溫度值即為不同含水率混合液測試粘壁溫度(ts1,ts2,ts3...tsn)，根據(jù)公式(5)計算管壁處剪切應(yīng)力分別為(τ1,τ2,τ3...τn)，管壁處起始剪切應(yīng)力即為τ0，測試管壁處溫度即為tw；

69、待運(yùn)行一段時間后，對不同含水率油水混合液記錄此時管線壓差(δp1,δp2,δp3...δpn)，繼續(xù)運(yùn)行一段時間δt后，記錄此時壓差分別為(δp′1,δp′2,δp′3...δp′n)；

70、根據(jù)公式(15)計算不同含水率混合液對應(yīng)粘壁速率：

71、

72、公式(15)中，v為油田采出液的在集油管線流速(公式(15)中即為混合液在環(huán)道實(shí)驗(yàn)中的流速)，單位為m/s；κ測試段管長，單位為m；密度計測試混合液密度(ρ1,ρ2,ρ3...ρn)，單位為kg/m3；λ為水力摩阻系數(shù)，無量綱；δt為實(shí)驗(yàn)運(yùn)行時間，單位為s；(δp1,δp2,δp3...δpn)的單位為pa，(δp′1,δp′2,δp′3...δp′n)的單位為pa；

73、計算得不同含水率油水混合液粘壁速率分別為(δ1,δ2,δ3...δn)；

74、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)組(ts1,ts2,ts3...tsn)、(tgp1,tgp2,tgp3...tgpn)、(φ1,φ2,φ3...φn)、(τ1,τ2,τ3...τn)，用最小二乘法擬合粘壁溫度計算公式(14)：ts＝tgp-kφmτn，確定擬合參數(shù)k、m、n的值；

75、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)組(δ1,δ2,δ3...δn)、(φ1,φ2,φ3...φn)、(τ1,τ2,τ3...τn)、(tgp1,tgp2,tgp3...tgpn)，和τ0、tw，用最小二乘法擬合粘壁速率計算公式(7)，確定擬合參數(shù)d、e、f、g、h、i、j的值。

76、在本公開提供的一些實(shí)施方案中，所述公式(2)中的擬合參數(shù)a和b使用以下實(shí)驗(yàn)進(jìn)行擬合：

77、含蠟原油的屈服應(yīng)力隨著測量溫度的降低呈指數(shù)規(guī)律增大，符合公式(16)：

78、τy＝exp(a-bt)……………………………(16)

79、式中，τy為粘壁含水凝油屈服應(yīng)力，pa；t為屈服應(yīng)力測試溫度，℃；a和b是實(shí)驗(yàn)擬合參數(shù)。

80、通過調(diào)整溫度對油田采出液的屈服應(yīng)力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，擬合得到公式(2)中的擬合參數(shù)a和b。

81、在本公開提供的一些實(shí)施方案中，a取值范圍為5.72至43.69；b取值范圍為0.01至0.97。

82、在本公開提供的一些實(shí)施方案中，a值隨著油田多相采出液油相蠟含量升高而增大，b值隨著油田多相采出液油相蠟含量升高而減小。

83、又一方面，本公開提供了一種油田采出液的集輸系統(tǒng)，包括上述的特高含水量的油田采出液的集輸方法，所述系統(tǒng)包括：

84、第一獲取模塊，用于獲取參數(shù)：油田采出液在集油管線起點(diǎn)處的允許最高回壓p0，集油管線內(nèi)半徑r，油田采出液的密度ρ，油田采出液的動力粘度μ，油田采出液在集油管線流速v，油田采出液在集油管線末端的進(jìn)間壓力p1，油田采出液的綜合含水率φ，油田采出液的乳化含水率所述集油管線從井口至進(jìn)間的長度l，油田采出液的凝點(diǎn)tgp，所述集油管線的管壁處溫度tw，集油管線周圍介質(zhì)的溫度t0，絕對當(dāng)量粗糙度e，集油管線的傳熱系數(shù)k，集油管線的外直徑d，油田采出液的質(zhì)量流量g，集油平均溫度下油田采出液的比熱容c，集輸時間t，集油管線的管壁處的起始剪切應(yīng)力τ0采出液運(yùn)動黏度ω；

85、第二獲取模塊，用于利用所述公式(1)至公式(13)和公式(15)至公式(16)，計算得到所述油田采出液的臨界集輸溫度；利用所述公式(14)和公式(15)，計算所述油田采出液的臨界粘壁溫度；

86、第三獲取模塊，用于根據(jù)所述油田采出液的臨界集輸溫度，確定所述油田采出液的目標(biāo)集輸溫度；所述油田采出液的目標(biāo)集輸溫度大于所述油田采出液的臨界集輸溫度，且小于所述油田采出液的臨界粘壁溫度；

87、集輸模塊，用于在所述目標(biāo)集輸溫度下，對所述油田采出液進(jìn)行集輸。

88、又一方面，本公開提供了一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括存儲器和處理器，存儲器存儲計算機(jī)程序，處理器運(yùn)行所述計算機(jī)程序時執(zhí)行如權(quán)利要求上述的方法。

89、又一方面，本公開提供了一種存儲介質(zhì)，用于存儲計算機(jī)可讀程序，所述計算機(jī)可讀程序被運(yùn)行時，執(zhí)行上述的方法。

90、本公開實(shí)施例提供的上述技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比至少具有如下優(yōu)點(diǎn)：

91、本公開通過臨界集輸溫度的計算函數(shù)關(guān)系式，計算得到待集輸特高含水油田采出液的臨界集輸溫度；根據(jù)待集輸油田采出液的臨界集輸溫度，確定待集輸油田采出液的目標(biāo)集輸溫度；其中，待集輸油田采出液的目標(biāo)集輸溫度大于待集輸油田采出液的臨界集輸溫度，且小于待集輸油田采出液的臨界粘壁溫度；在目標(biāo)集輸溫度下，對待集輸油田采出液進(jìn)行集輸。而可以便捷、準(zhǔn)確地確定特高含水原油在低于臨界粘壁溫度下，可以安全集輸?shù)呐R界集輸溫度。從而可以在保證安全集輸?shù)那闆r下，進(jìn)一步降低油田能耗。

92、本公開的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本公開而了解。本公開的其他優(yōu)點(diǎn)可通過在說明書中所描述的方案來發(fā)明實(shí)現(xiàn)和獲得。