油气田地面工程

技术前沿

  • PEM制氢及增压系统能耗特征与工艺优化

    李桂亮;张文昌;焦玉清;刘家敏;李智慧;张盈宁;王贺佳;

    在双碳背景下,电解水制氢行业迎来了新一轮发展机遇。质子交换膜(PEM)电解水制氢是一种新兴的制氢技术,其能耗是氢能行业关心的重要问题。基于中国石化中原油田500 m~3/h的PEM制氢及增压系统,构建了制氢及增压系统数值仿真模型,仿真结果与实际运行数据相比,平均相对误差为-0.16%,具有较好准确度;分析系统中各工艺单元、主要设备的能耗特征,发现PEM电解槽、隔膜压缩机是主要能耗设备,分别约占整体系统能耗91.1%、6.4%;PEM电解槽、制氢及增压系统能耗,随着运行电流增大而分别呈现出近似二次非线性单调上升、“U”字型特征。采用“集中冷却+液驱压缩”综合工艺改进措施后,较原工艺平均可降低功耗33.9 kW、节约能耗3.7%。因此,加强低成本高效长寿命PEM电解槽、氢气压缩机研制,强化PEM制氢项目整体集成工艺优化设计等是降低PEM制氢能耗的重要途径。

    2025年12期 v.44;No.413 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1839K]
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  • 模块化建造技术适用性的评估方法

    王辉;张博利;刘娟;李俊龙;叶容辉;

    为了避免项目业主、工程承包商以及工程技术人员主观地、盲目地采用模块化建造技术,提升项目在技术、经济和社会等多个层面的综合效益,通过深入剖析模块化建造技术的技术原理和优缺点,总结模块化建造技术的实质,围绕模块化建造技术的实质,创新性地提出其适用性的评估判据和相应的评估方法,并以实际工程项目案例开展了实证分析验证。该方法以理论为基础、以实践为准绳,为项目相关方提供了模块化建造技术适用性的科学评估方法,有助于根据项目实际情况,科学、准确地决策项目的建造方式,为项目取得良好的综合效益奠定基础。

    2025年12期 v.44;No.413 9-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 1452K]
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  • 天然气集输管道用新型气体水合物抑制剂研究

    白骁;

    为了有效缓解天然气集输管道内气体水合物的生成和沉积现象,并有效改善目前常用的动力学抑制剂的生物降解性能,以烷基糖苷单体和环氧类单体为原料,制备了一种新型气体水合物抑制剂YZ-2。利用四氢呋喃测试法优化了YZ-2的制备工艺条件,并对比评价了YZ-2与其他商用动力学抑制剂对天然气水合物的抑制效果和生物降解性能。结果表明:当单体配比(烷基糖苷:环氧类单体)为2∶1,单体总浓度为22%,反应温度为80℃,反应时间为4 h时,制备的新型水合物抑制剂YZ-2的抑制效果最好。YZ-2的质量分数越高,其对天然气水合物的抑制效果就越好,当抑制剂的质量分数均为0.5%时,YZ-2的抑制效果优于其他商用动力学抑制剂。新型水合物抑制剂YZ-2的BOD_5/COD值可以达到51.31%,属于易生物降解物质,生物降解性能明显优于其他商用动力学抑制剂。新型水合物抑制剂YZ-2的现场应用效果较好,在X-1井和X-2井注入YZ-2后注入量明显降低,日均成本明显下降,经济效益较好。研究结果表明新型水合物抑制剂YZ-2可在天然气集输管道防治气体水合物中进行应用,为提高天然气的输送效率提供技术支持。

    2025年12期 v.44;No.413 17-22+30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1405K]
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完整性管理

  • 天然气管道小孔泄漏温变率与泄漏孔径关系的实验研究

    赵越东;王海明;杜磊;徐宝昌;李中林;蔡永军;

    天然气管道小孔泄漏是一种常见且隐蔽的泄漏形式,对能源效率和环境安全带来威胁。探讨天然气管道泄漏孔径对周围温度变化的影响,研究采用测温实验系统,通过控制不同的泄漏孔径,观察其对周围温度变化的影响。实验过程中,重点考察了焦耳-汤姆逊效应和涡流效应在泄漏初期的温度变化特征,同时考虑了背景温度对泄漏过程中温度变化的影响。实验结果显示,随着泄漏孔径的增大,周围温度的下降速度加快,温度变化率也显著提高。在泄漏初期,由于焦耳-汤姆逊效应和涡流效应的共同作用,温度变化最为明显。此外,背景温度较高时,温度变化率也随之增大。通过对实验数据的分析,验证了泄漏孔径平方与温度变化率成正比的关系。这一现象为基于温度变化的天然气泄漏监测方法提供了有力的理论依据,并可为天然气管道安全监测技术的发展提供参考。

    2025年12期 v.44;No.413 23-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1819K]
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  • 基于DAS的管道内检测器跟踪定位方法及应用

    付文棣;孙明楠;申俊;

    目前为了解决市场主流基于声发射、次声波、低频电磁波等原理的地面定点标记方法无法满足内检测器分布式实时跟踪需求的问题,利用管道同沟敷设光纤以及基于分布式光纤传感的光纤传感解调设备,结合“端、边、云”物联网技术架构,研发了一套管道内检测器跟踪定位系统。同时,制定了一套管道内检测器跟踪定位的现场操作技术流程,解决了由于同沟光纤缠绕导致的光纤皮长与管道里程不一致,从而引发定位精度低的问题。在西南地区某天然气集输管道内检测作业现场进行的应用试验表明,该系统能够实现内检测器的分布式、高精度、实时跟踪定位。试验结果显示,系统推断内检测器通过的时间与MARK盒记录的时间差值小于3 s,根据各区间内检测器的运行速度,定位误差范围为9.84 m以内。

    2025年12期 v.44;No.413 31-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 1395K]
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安全与环保

  • 天然气净化厂环境噪声超标分析及治理方案

    何希州;董超群;廖平;许淋;陈林;岳涛;

    在日常处理粗天然气过程中,天然气净化厂工艺管线中存在严重的噪声问题,最大噪声水平达到113 dB,厂噪声超过GB 12348—2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》中2类标准,对厂区的整体声环境及工作人员的身心健康造成了严重影响。通过分析净化厂内压缩机、主风机、泵及管道运行时的噪声源,结合现有降噪技术,提出了降噪方案,使用Noise System声学仿真软件对治理效果进行模拟,结果表明:对空氮房进行降噪隔音优化设计及主风机设置隔声罩,在进风口安装消声器,并对管道进行包扎等措施后,检测噪声排放值为55 dB(A),厂区噪声环境得到明显改善,为该净化厂噪声治理提供了参考依据。

    2025年12期 v.44;No.413 37-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1991K]
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  • 基于改进FAHP-Entropy法的液化天然气储罐安全评价

    谭建华;李垚银;高文颖;张俊英;石军;马匡;

    为了提高液化天然气储罐安全管理水平,针对液化天然气储罐内介质的基本属性以及储罐的基本特点,提出了一种基于改进模糊层次分析法(FAHP)和熵权法(Entropy)的天然气储罐安全评价方法。从人员、设备、环境以及管理的角度出发,建立储罐评价指标体系,根据改进FAHP和Entropy法的应用步骤,确定各评价指标的综合权重,引入三角模糊数(TRFN)方法,确定模糊关系矩阵。以我国某液化天然气储罐为例,开展基于改进FAHP-Entropy法的液化天然气储罐安全评价实例研究。研究表明:使用改进FAHP-Entropy法开展液化天然气储罐安全评价可以对储罐面临的关键风险因素进行识别,对于本次研究的案例而言,在人员、设备、管理及环境方面均处于“较安全”水平,其中,设备方面的评分最高。研究结果显示,使用改进FAHP-Entropy法对液化天然气储罐进行安全风险识别,有助于提高液化天然气储罐的安全管理水平。

    2025年12期 v.44;No.413 44-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1430K]
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  • 站场储罐区CO2灭火系统管道流动参数研究

    聂鑫磊;

    CO_2灭火系统具有响应速度快、喷射平缓均匀、对原油不造成污染等优点,可以对站场储罐区实施有效的消防保护。但CO_2在输送和喷放过程中容易发生相变,生成的干冰会堵塞管道,导致系统失效灭火能力。针对上述问题,采用多相流瞬态OLGA软件建立物理模型,基于CO_2泄放实验对软件结果进行符合性验证,研究CO_2灭火系统的管网布置方式,分析主管道长度、主管径、喷头孔径、环境温度和储存状态等对流动参数的影响。结果表明,OLGA软件在压力、温度上的绝对误差满足工程实际需求,通过符合性验证;主管道长度越短、主管径越小、喷头直径越大,管道入口处的压降速率越大,管道入口处的温度越低;储存压力与管道入口温度呈正相关;当主管道长度超过1 200 m或喷头孔径超过40 mm时,无法满足最低喷放压力的要求;模拟范围内,CO_2灭火系统的温度和压力均在三相点以上,不会产生干冰。该研究结果可为大型储罐灭火系统的设计提供实际参考。

    2025年12期 v.44;No.413 50-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1696K]
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  • 苏里格气田天然气集输管道修复技术研究与应用

    张朋举;张丹;张洪辉;张攀;李振金;王慧元;王壮壮;

    随着苏里格气田的持续开发,已运行10年以上的天然气集输管道内、外壁腐蚀严重,发生泄漏后危害大、修复成本高。针对以上问题,提出三级修复技术体系:采用PCM检测法对防腐层进行检测、测量,并使用填充材料修补,最后采用纤维材料缠绕实现预防性修复的目的,从而恢复管道强度;同时设计不动火、不用氮气置换,以及快速凝固材料堵漏结合纤维补强的方法,实现应急性修复;最后,设计HDPE内穿插治理对腐蚀严重的管段进行重构修复。通过现场试验,验证了以上方法的有效性:纤维补强技术修复314处,最长使用超4年;快速堵漏技术成功处置24处泄漏,其中11处稳定运行3年;4.2 km管道内穿插后恢复输气功能1年。天然气集输管道修复技术的进步显著提升了管道运行的安全性与维修经济性。

    2025年12期 v.44;No.413 57-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1463K]
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电力电信

  • 浅谈光伏发电系统在油田中的应用

    刘虎成;

    中国作为能源消费大国,能源产业的高质量发展支撑着社会经济的高质量发展。在能源发展的新时代,我国能源行业发展应充分贯彻国家精神,构建“清洁低碳、安全高效”的现代能源体系。大庆油田土地资源丰富,企业电网规模居于全国首列,巨大的电力需求量,使得利用闲散的荒废土地资源,建设小型分布式光伏电站具有重要意义。大庆油田某采油厂低碳示范区清洁替代光伏发电工程范围包括:围绕3座油田35kV变电站,建设分布式光伏电站及6(10) kV箱式变电站、6(10) kV集电线路。该示范区光伏装机容量为33.670 56 MWp,建成后项目运行期为25年,年平均年发电量47 016.3 MWh。按照目前中国石油天然气集团有限公司油气和新能源分公司统一核算方式,以节约标准煤按照发电量(单位10 MWh)的3.055系数和二氧化碳按照标准煤的2.6系数分别测算,该工程光伏发电部分预计年节约标煤14 363.48 t,年减排二氧化碳37 345.05 t。

    2025年12期 v.44;No.413 64-68+74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1339K]
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  • 声波识别在油气管道光纤预警系统中的应用

    董晓琪;李大光;顾鹤林;迟盛梅;黄河;

    在油气管道安全监测领域应用中,分布式光纤测振预警系统对于振动信号分析识别的准确性,是保证系统监测运行效果的关键。在长期应用过程中,可观察到有部分不同类别的振动源,其产生的振动波形从单点信号到瀑布图信号都具有一定的相似性,从图像方面难以区分。针对以上问题,从声波识别领域对油气管道光纤预警系统的信号分析方法进行探究,经过实验测试验证,累加平均方法能够在有效抑制系统固有噪声的同时完整地保留外界的真实振动激励信号,在此基础上设计振动源分割提取方法以实现实际应用场景的信号预处理降噪。基于声纹特征的声波识别方法,对于多种信号模式的识别准确率可以达到90%以上。

    2025年12期 v.44;No.413 69-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1462K]
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大庆油田地面工程与新能源专栏

  • 生产废液对油田水处理效果的影响及治理措施

    常琳;

    随着油田多元化开发不断深入,S油田水处理系统面临核桃壳工艺适应性差、三元见剂高峰期水质达标难度大、生产废液对系统冲击影响大3方面工艺技术难题。随着核桃壳过滤工艺逐步升级为石英砂过滤工艺,以及新型布水破板结过滤罐工艺的推广,性质复杂、零散分布的生产废液对已建工艺造成的冲击成为了影响水质达标的主要问题,其中洗井液、压裂返排液、老化油底水等废水进入水处理站沉降罐,对水质造成直接影响;各类无法单独收集的老化油进入脱水系统影响电脱水器稳定性,造成放水水质变差,对水质造成间接影响,最终导致来水水质变差、各节点去除率下降、沉降罐淤积速率升高等问题。针对以上问题,该油田持续开展机理研究,深化生产废液认识,建立生产废液分类、分质存放、集中预处理的技术管理措施,避免对水处理系统的冲击影响;针对老化油对脱水放水质量影响的重点区域,通过清垢工艺优化、老化油集输工艺改进等措施提高电脱水器运行稳定性,提高放水水质。通过以上措施实现了现有工艺条件下水处理站来水水质改善及外输水质量提升。

    2025年12期 v.44;No.413 75-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1376K]
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  • S油田单管冷输集油工艺应用实践

    王明信;常超;王中专;祝愿;张凯;

    S油田油品属于含蜡高凝点原油,集油系统通常采用加热或双管掺水流程,是导致集输系统能耗占比较大、站外管道体量高的主要原因。为降低原油集输管道失效次数及改造投资,基于部分单井含水率高、介质流动性好的实际生产情况,以已建在运单管冷输井及进入聚驱后续水驱具备单管深埋条件油井为研究对象开展停掺冷输跟踪试验。试验结果表明:单管深埋冷输工艺在水驱区块及聚驱后续水驱区块整体应用效果较好,少数油井虽出现回压异常升高的情况,但主要是受产液量与管道规格不匹配、管道埋深不足等因素影响,通过及时采取管道冲洗、优化设计,可以保障油井正常生产。通过跟踪研究发现,在一定保障措施下可以满足油井集输需求,单管深埋冷输工艺可广泛应用于高含水阶段的水驱及后续水驱区块油井集输。该工艺在油田特高含水开发时期具备推广应用可行性,可为油田低常温集输工作提供技术支撑。

    2025年12期 v.44;No.413 81-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1752K]
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  • 油气田地面工程智能化建设研究与应用

    曲陆峰;李姗姗;肖健;

    为解决大庆油田地面生产系统庞大复杂、维护管理难度大的问题,需通过信息化手段优化生产组织架构,转变运行模式,提升工作效率与质量,推进智能化建设与应用。以“充分复用共建共享成果、按需补充部分功能”为原则,基于生产先进控制、动态模拟仿真、大数据、云计算、数字孪生等技术,面向协同研究、生产管理等六个场景,承担智能注入等五个模块建设任务。目前,大庆油田数字化交付实现站场和建设阶段全覆盖,平台承载14个项目,含26个轻量化站场模型、800余张智能P&ID、50 000余条结构化数据及40 000余个非结构化文档等静态数据;数据来源于统建A2、A4、A5、A11系统及自建系统,为模型建立奠定了基础。通过构建“几何模型+数据模型+机理模型”的数字孪生层,实现智能感知、控制、优化、预警、协同五项目标,在站场智能化(如软仪表实时监测、预警监控异常工况、先进控制优化能耗等)和管网智能化(如集输管网动态模拟优化实现“一站一方案、一井一参数”、智能注入模块降低注水耗电等)方面取得显著应用成效,推动油气田地面工程智能化从试点迈向规模化,成为降本增效、安全环保的核心抓手。

    2025年12期 v.44;No.413 88-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1624K]
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  • 欢迎订阅《油气田地面工程》

    <正>《油气田地面工程》创刊于1978年1月1日,月刊,国内外公开发行,由中国石油天然气集团有限公司主管、大庆油田有限责任公司和大庆油田设计院有限公司主办。《油气田地面工程》的办刊宗旨为“宣传党和国家发展石油天然气工业的方针政策,报道油气田地面工程所属各专业的最新科技成果,推动学术交流,推广应用新技术,充实更新科技人员的知识”。

    2025年12期 v.44;No.413 96页 [查看摘要][在线阅读][下载 395K]
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