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1、掺水量、掺水温度与能耗计算【摘 要】 明确掺水量、掺水温度与能耗的关系，对于优化生产运行，实施节能降耗，具有十分重要的意义。 掺水量、掺水温度的变化，导致含水率、油水混合物粘度、井口回压、掺水压力、耗电量、耗煤量（或气量）发生相应的变化。这种变化关系并非简单的直线关系，而是一种非常复杂的曲线关系。为了便于理解，我们简化计算模型，对单口井进行研究。 /1/view-12287092.htm【关键词】 掺水量 温度 能耗计算引言某井日产油Q2（吨，无水），密度o（kg/m3）。油管线：长2（米），外径D2（米），内径d2（米），总传热系数K2（W/（m2*）。掺水管线：长1（米），外径D1（米），
2、内径d1（米），总传热系数K1（J/（m2*），掺水量Q1（方/小时），掺水密度w（kg/m3）。掺水出锅炉温度TR（），掺水到井口温度Tz（），井口油温T油（），油水混合温度T混（），进站温度T进（），地温为TO。混合液含水率。一、掺水温度一定时（58），掺水量对能耗的影响令掺水管线长为1000米，外径0.048米，内径0.04米，掺0.0095，总传热系数0.9W/（m2*），油管线长为1000米，外径0.06米，内径0.05米，油0.0076，总传热系数1.1W/（m2*），油的密度928kg/m3，比热1897J/（m2*），矿化水的粘度为6cSt不变，密度1080928kg/m3，油
3、井日产油5吨，井口油温40，油水混合物转相点70%，冬季地温为6，油进站压力0.2MPa。1、原油的粘温特性。下式是原油粘温特性模型式实验测得清河采油厂原油在30、40、50、60、70、80、90、100时的粘度分别为4130、1871、898、482、323、274、206、143cSt，用原油粘温特性模型式进行线性回归，得出粘温指数，计算不同温度下原油的粘度，作出曲线。2、轴向温降与平均温度。下式是管道的温降特性式根据温降特性式计算油管线、掺水管线平均温度-对应管段长度（米）代入相关数据，计算出不同掺水量时，掺水到井口温度，油水混合温度，油水混合物进站温度，及掺水管线平均温度，油管线平均
4、温度，并作出相应曲线。3、掺水量对油水混合液粘度的影响。掺水量对油水混合液粘度的影响表现为两个方面：掺水量的变化导致油管平均温度发生变化，从而影响原油及乳化液的粘度。掺水量的变化导致含水率发生变化，直接影响油水混合物粘度。在转相点以下时，乳化液的粘度随着含水的升高略有下降，含水达到转相点以上时，乳化液的类型将由油包水型（W/O）转化为水包油型，其粘度发生突降，随着含水继续升高，粘度略有降低。含水在转相点以下时，乳化液的粘度用下式计算。根据平均温度，及粘温曲线，计算出掺水出炉温度为58不变，不同掺水量下，油管线中乳化油的等效粘度，作出曲线。结论：转相点前含水率上升，粘度上升。转相点以后，粘度突降
5、。过转相点以后，含水继续上升，粘度下降很少。4、根据等效粘度，用列宾宗公式，计算出不同掺水量时，油管线、掺水管线沿程水力损失hf。5、假定进站压力0.2MPa保持不变，掺水泵泵压等于管压，可以计算出抽油机每天增加的电量及掺水泵日耗电量。二、掺水量一定时，温度对能耗的影响1、类似的方法，计算出掺水量一定时（0.5方/小时），在不同掺水温度的情况下油管线、掺水管线各种温度的情况2、计算出掺水量一定时，在不同掺水温度的情况下油管线内混合液粘度的变化情况3、计算出掺水量一定时，在不同掺水温度的情况下的日耗费用。三、具体运用。1、在掺水温度一定时，可分三种情况进行讨论：不掺水生产；含水率在转相点以下运行
6、；含水率在转相点以下运行。含水率在转相点以下时，无论管压还是日耗费用都很高，且不能正常生产，不予考虑。主要考虑不掺水和含水率在转相点以上两种情况。（1）不掺水生产最经济，在井口回压许可的情况下，能够不掺水就不掺水。（2）掺水量对管损的影响主要有三个个方面，其一，掺水量上升，油管平均温度上升，原油的粘度下降，同等条件下管损降低。其二。含水率在转相点以上时，掺水量上升，油水混合物粘度略有下降，同等条件下管损略有降低。其三，掺水量直接影响管损，即掺水量上升直接导致管损增加。当掺水温度一定时，且含水率在转相点以上，油水混合物粘度随着掺水量、平均温度的上升下降得很少，掺水量直接影响管损的因素占主导作用。
7、随着掺水量的上升，管损、耗电量、耗气量也上升。因此当含水率高于转相点以上时，尽可能地降低掺水量。2、掺水量一定，且含水率在转相点以上时，随着掺水温度的上升，油管线平均温度上升，但粘度下降得很少，即耗电量下降得很少，但耗煤量增加的幅度较大。因此，在掺水量一定时，尽可能地降低掺水温度。由于油水混合物的转相点与原油、矿化水的粘度、温度及界面张力等因素有关，随着掺水温度的降低，转相点上移，同等掺水量的情况下，含水率有可能从转相点以上，掉入转相点以下，因此，降低掺水温度，必须保证含水率高于转相点。结束语转相点具体多少，目前尚无明确的计算式，主要靠实验测定，因此，具体采用多少掺水温度，必须在实际生产中进行摸索。
