油田中轉(zhuǎn)站DCS節(jié)能管理

楊勇（大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠）

油田中轉(zhuǎn)站DCS節(jié)能管理

楊勇（大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠）

薩南油田某中轉(zhuǎn)站摻水、熱洗工藝設(shè)計(jì)和應(yīng)用管理現(xiàn)狀隨著油田發(fā)展不能滿足生產(chǎn)需要，不能適應(yīng)油田低耗高效發(fā)展的要求，通過(guò)實(shí)施DCS節(jié)能管理法，從摻水、熱洗流程疏導(dǎo)運(yùn)行發(fā)揮系統(tǒng)整體功能，合理控制參數(shù)匹配提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，及時(shí)堵塞泄能漏洞控制系統(tǒng)輸送網(wǎng)損三方面入手，解決生產(chǎn)過(guò)程中存在的問(wèn)題，從而把問(wèn)題變成節(jié)能降耗的潛在增長(zhǎng)點(diǎn)，同步產(chǎn)生十項(xiàng)節(jié)能成果，節(jié)約成本310×104元。

DCS節(jié)能管理法 摻水 熱洗 疏導(dǎo) 控制 堵塞

隨著油井不加熱集油技術(shù)的推廣應(yīng)用，中轉(zhuǎn)站現(xiàn)有流程應(yīng)用管理現(xiàn)狀與油田低耗高效發(fā)展要求已不相適應(yīng)。為了適應(yīng)油田發(fā)展需要，2003年以來(lái)，我們探索實(shí)施了DCS節(jié)能管理法，對(duì)現(xiàn)有流程進(jìn)行優(yōu)化管理，挖潛增效，取得了階段性成果。

DCS節(jié)能管理法的核心內(nèi)容即其字母組成的含義：“D”是英文Dredge（疏導(dǎo)）的首字母，即摻水、熱洗流程疏導(dǎo)運(yùn)行，發(fā)揮系統(tǒng)整體功能；“C”是英文Control（控制）的首字母，即合理控制參數(shù)匹配，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率；“S”是英文Stop（堵塞）的首字母，即及時(shí)堵塞泄能漏洞，控制系統(tǒng)輸送網(wǎng)損。

1 DCS節(jié)能管理法提出背景

薩南油田某中轉(zhuǎn)站（圖1）位于薩南油田西南部，擔(dān)負(fù)區(qū)域內(nèi)6座計(jì)量間和53口油井的油氣分離、原油外輸、摻水伴熱、油井熱洗等任務(wù)。中轉(zhuǎn)站到1、5計(jì)量間各有1條熱洗管線，其他4座計(jì)量間沒(méi)有熱洗管線，洗井時(shí)用現(xiàn)有摻水管線代替。該流程隨著油田的發(fā)展主要存在以下問(wèn)題。

1.1 夏季參數(shù)與實(shí)際不匹配，不利于節(jié)能降耗

夏季由于實(shí)行季節(jié)性油井集輸方案，區(qū)域內(nèi)31口油井陸續(xù)實(shí)行停摻單管集輸，中轉(zhuǎn)站摻水壓力最高時(shí)達(dá)到1.8 MPa，根據(jù)摸索出的參數(shù)，夏季實(shí)際1.1 MPa即可滿足生產(chǎn)需要，造成電能浪費(fèi)；摻水爐執(zhí)行小火烘爐，輸出溫度45℃，優(yōu)化后實(shí)際上輸送常溫水即可滿足生產(chǎn)，造成天然氣浪費(fèi)。

實(shí)行季節(jié)性油井集輸方案，油井回壓升高，尤其是產(chǎn)液量低、含水偏低的停摻井回壓升高快，影響油井產(chǎn)量。需要中轉(zhuǎn)站定期提高摻水溫度沖洗地面管線，解堵降壓，減少產(chǎn)量損失。

1.2 摻水、熱洗系統(tǒng)能力不足，不能滿足生產(chǎn)需要

冬季摻水泵輸出排量不夠，不能滿足冬季安全生產(chǎn)需要。冬季摻水系統(tǒng)加原油流動(dòng)改進(jìn)劑，加熱爐溫度控制在45℃以下，單井回油溫度控制在28～33℃之間，中轉(zhuǎn)站摻水泵輸出壓力1.2 MPa，6座計(jì)量間摻水壓力平均0.9 MPa。在以上條件下運(yùn)行，主要存在以下三方面問(wèn)題：一是集油溫度低，導(dǎo)致部分油井回壓高，影響油井出油，產(chǎn)量下降；二是部分油井摻水壓力低，回油溫度低，容易造成凝管事故；三是回油溫度控制低，處理事故難度大，處理故障井費(fèi)用增加。

熱洗系統(tǒng)壓力、溫度不能滿足油井洗井需要。從2007年前熱洗系統(tǒng)沿程壓力、溫度變化統(tǒng)計(jì)（表1）中可以看出，XX-10-丙619井2005年12月洗井，熱洗泵出口壓力到井口壓力降到1.7 MPa，熱洗爐出口溫度80℃，到達(dá)井口時(shí)溫度降到70℃，洗后返回溫度64℃，洗井效果達(dá)不到要求（通常熱洗車洗后返回溫度70℃以上），熱洗周期相對(duì)熱洗車洗井周期縮短15 d以上。油井熱洗周期短，影響油井產(chǎn)量，為了滿足生產(chǎn)需要不得不增加熱洗車輔助洗井次數(shù)。

表1 2007年前熱洗系統(tǒng)沿程壓力、溫度變化統(tǒng)計(jì)

1.3 流程內(nèi)部相互影響，造成能耗浪費(fèi)

中轉(zhuǎn)站到4座計(jì)量間無(wú)單獨(dú)熱洗管線，洗井期間用中轉(zhuǎn)站到計(jì)量間摻水管線代替熱洗管線。此流程在洗井過(guò)程中壓力、溫度損耗大（表1）存在四方面問(wèn)題：一是洗井期間計(jì)量間采暖系統(tǒng)分流一部分熱洗壓力；二是低產(chǎn)低效常關(guān)井分流一部分熱洗壓力；三是其他生產(chǎn)井分流一部分熱洗壓力，同時(shí)伴有生產(chǎn)井回油溫度升高現(xiàn)象；四是泄壓點(diǎn)多，沿程溫度損耗大。

由于壓力、溫度損耗大，同步產(chǎn)生三方面不利影響：一是洗井效果差，油井熱洗周期短，影響油井產(chǎn)量；二是熱洗頻次多，熱洗系統(tǒng)電耗、氣耗相應(yīng)增加；三是熱洗管線結(jié)垢漸趨嚴(yán)重，熱洗系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用增加。

2 DCS節(jié)能管理法的主要做法

針對(duì)上述摻水、熱洗系統(tǒng)中存在的問(wèn)題，我們經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析發(fā)現(xiàn)，工藝設(shè)計(jì)上的局限性可以從加強(qiáng)管理入手，解決生產(chǎn)過(guò)程中存在的問(wèn)題，從而把問(wèn)題變成節(jié)能降耗的潛在增長(zhǎng)點(diǎn)。

2.1 摻水、熱洗流程疏導(dǎo)運(yùn)行，發(fā)揮系統(tǒng)整體功能

1）冬季發(fā)揮熱洗增壓作用，輔助摻水系統(tǒng)提壓。發(fā)揮中轉(zhuǎn)站熱洗泵的增壓作用，冬季實(shí)行摻水、熱洗混輸（圖2），滿足生產(chǎn)需要。2003年10月，我們打開(kāi)閥組間所有計(jì)量間熱洗、摻水閥門啟動(dòng)熱洗泵，實(shí)行摻水、熱洗混輸提壓，使冬季摻水壓力始終保持在1.5～1.9 MPa之間，解決系統(tǒng)壓力不足的矛盾，確保了油井正常生產(chǎn)需要，同時(shí)也使站內(nèi)室外93 m熱洗管線不因冬季天冷而發(fā)生凝管事故。

2）油井洗井前高溫水全部倒入摻水系統(tǒng)，降低回壓。發(fā)揮洗井前期熱洗系統(tǒng)輸出高溫水的作用，降低回壓，滿足油井多出油的需要。由于冬季實(shí)行混輸，夏季油井洗井前提溫過(guò)程也處于混輸狀態(tài)，洗井前期熱洗系統(tǒng)輸出高溫水全部倒入整個(gè)摻水系統(tǒng)，帶動(dòng)整個(gè)摻水系統(tǒng)生產(chǎn)井回油溫度升高，疏通地面管線，降低回壓，提高油井產(chǎn)量。

3）油井洗井后高溫余熱季節(jié)性科學(xué)使用。油井洗井后熱洗爐降溫需要有個(gè)過(guò)程，洗井后余熱熱能值相對(duì)洗井前更高，我們充分利用這部分熱能，通過(guò)流程的合理運(yùn)行，按照季節(jié)不同滿足不同的生產(chǎn)需要。

冬季利用這部分熱能提高其他未洗井計(jì)量間油井回油溫度。油井正常洗井后中轉(zhuǎn)站熱洗水導(dǎo)入洗井計(jì)量間，其他計(jì)量間摻水由摻水泵帶，由于摻水泵壓力不足，造成其他計(jì)量間油井回油溫度降低，如果不及時(shí)處理，就會(huì)造成涼井，進(jìn)一步發(fā)展成凍井事故。過(guò)去，我們通過(guò)提高摻水爐的溫度滿足生產(chǎn)需要，造成中轉(zhuǎn)站氣耗增加?，F(xiàn)在我們充分利用洗井后的剩余熱能，打開(kāi)中轉(zhuǎn)站閥組間其他計(jì)量間熱洗閥，將剩余熱能及時(shí)輸送到其他未洗井計(jì)量間油井摻水系統(tǒng)中，提高摻水溫度，提高單井回油溫度，防止涼井、凍井事故的發(fā)生，從而節(jié)約中轉(zhuǎn)站氣耗，節(jié)約故障井處理費(fèi)用。

夏季利用這部分熱能降低非季節(jié)性停摻油井的回油壓力，進(jìn)一步降低系統(tǒng)能耗。中轉(zhuǎn)站所轄6座計(jì)量間每年實(shí)行季節(jié)性油井集輸方案31口井，還有22口油井由于產(chǎn)液量、含水低，停摻后回壓升高快影響油井出油而沒(méi)有實(shí)施季節(jié)性集輸。中轉(zhuǎn)站熱洗系統(tǒng)每月安排9～11次洗井，平均每3天安排洗井一次，為非季節(jié)性停摻油井停摻，中轉(zhuǎn)站停摻水泵，進(jìn)一步降低系統(tǒng)能耗提供了可能。2009年7月、8月我們安排22口非季節(jié)性停摻油井停摻，中轉(zhuǎn)站停摻水泵，利用洗井后的剩余熱能降低非季節(jié)性停摻油井的回油壓力。5月、6月、9月將這部分剩余熱能倒入摻水系統(tǒng)，利用熱洗泵輸送，同時(shí)停運(yùn)摻水泵，斷開(kāi)中轉(zhuǎn)站閥組間摻水閥門，從而達(dá)到間接啟停摻水泵，進(jìn)一步降低系統(tǒng)電耗的目的。同時(shí)，我們將摻水爐夏季實(shí)行停爐管理，進(jìn)一步降低系統(tǒng)氣耗。

2.2 合理控制參數(shù)匹配，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率

1）發(fā)揮摻水泵調(diào)頻裝置作用，合理控制參數(shù)，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。中轉(zhuǎn)站2009年投用摻水泵調(diào)頻裝置，該裝置通過(guò)調(diào)控電動(dòng)機(jī)輸出頻率，控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到控制排量的作用，在滿足生產(chǎn)需要的同時(shí)降低電耗。我們利用摻水泵調(diào)頻裝置，冬季將發(fā)揮熱洗系統(tǒng)能力滿足摻水系統(tǒng)需要剩余的能量通過(guò)摻水泵調(diào)頻節(jié)約下來(lái)，冬、春、秋三季調(diào)整摻水泵排量，夏季實(shí)行間接啟停摻水泵直至停泵等措施，降低摻水系統(tǒng)能耗。

總結(jié)近5年薩西過(guò)渡帶摻水系統(tǒng)隨溫度變化中轉(zhuǎn)站摻水溫度、壓力輸送情況（表2），在滿足生產(chǎn)需要、促進(jìn)節(jié)能降耗的前提下，研究制定了2009年中轉(zhuǎn)站摻水系統(tǒng)輸出溫度、壓力實(shí)施方案。該方案充分利用中轉(zhuǎn)站閥組間的混輸功能，發(fā)揮熱洗泵的增壓作用以及洗井前后高溫水的熱能，有效地解決了同條件下中轉(zhuǎn)站摻水系統(tǒng)能耗過(guò)高的問(wèn)題。

2）充分利用熱洗系統(tǒng)洗井前期熱能，合理調(diào)整熱洗周期，減少熱洗系統(tǒng)使用頻次。洗井前期熱洗系統(tǒng)輸出的高溫水帶動(dòng)整個(gè)計(jì)量間生產(chǎn)井摻水、回油管線高溫，同計(jì)量間熱洗日期臨近井節(jié)省了替熱過(guò)程，可安排同日先后洗井，減少熱洗系統(tǒng)使用頻次，解決熱洗系統(tǒng)多次使用能耗高的問(wèn)題。2009年計(jì)劃洗井132次，6個(gè)計(jì)量間全年同日安排洗井52口，熱洗系統(tǒng)全年少使用26次，降低了熱洗系統(tǒng)能耗，同步降低了熱洗系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用。

表2 2009年中轉(zhuǎn)站輸出摻水溫度、壓力實(shí)施方案

2.3 及時(shí)堵塞泄能漏洞，控制系統(tǒng)輸送網(wǎng)損

1）堵塞計(jì)量間常關(guān)井泄能漏洞，改變計(jì)量間低產(chǎn)低效常關(guān)井管線保存方式，控制系統(tǒng)輸送網(wǎng)損。截至2009年10月，采油七區(qū)六隊(duì)有低產(chǎn)低效長(zhǎng)關(guān)井12口，為保證油井管線不凍不堵，在條件許可時(shí)候恢復(fù)生產(chǎn)，我們對(duì)這部分井采取套管氣掃線，清除管線內(nèi)油水，斷開(kāi)計(jì)量間、井口單井管線，待恢復(fù)油井生產(chǎn)時(shí)再接上，有效堵塞了低產(chǎn)低效常關(guān)井的泄能漏洞。

2）堵塞井口流程泄能漏洞，及時(shí)維修、調(diào)整井口設(shè)備，控制系統(tǒng)輸送網(wǎng)損。一是及時(shí)維修更換井口摻水閥、小循環(huán)閥門，并調(diào)整閥門在洗井期間處于關(guān)閉狀態(tài)，堵塞由于閥門不嚴(yán)造成熱洗高溫水進(jìn)入回油管線的泄能漏洞；二是及時(shí)維修更換井口熱洗閥門，堵塞由于閥門不嚴(yán)造成摻水進(jìn)入套管的泄能漏洞。從2000年到2009年，我們對(duì)發(fā)現(xiàn)的27井次熱洗閥門、39井次摻水閥、26井次小循環(huán)閥門不嚴(yán)現(xiàn)象及時(shí)進(jìn)行更換，堵塞了井口流程泄能漏洞。

3）堵塞沿程管線泄能漏洞，及時(shí)處理沿程管線穿孔，減少摻水、熱洗系統(tǒng)泄壓量，堵塞泄能漏洞。從2000年到2009年，我們及時(shí)處理?yè)剿⒒赜痛┛?6次，利用老區(qū)改造資金更換腐蝕嚴(yán)重管線約21 km。

沿程管線定期覆土保溫，減少冬季沿程管線溫度損耗，堵塞泄能漏洞。每年秋季我們都認(rèn)真檢查生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)所有管線覆土情況，對(duì)穿孔未掩埋管線、裸露管線、覆土厚度不足0.8 m以上的都要及時(shí)進(jìn)行掩埋，保證冬季管線沿程溫度損耗最小。

控制洗井油井所在計(jì)量間其他未洗井油井摻水量，堵塞泄能漏洞，進(jìn)一步控制輸送網(wǎng)損。洗井期間油井前期替熱過(guò)程結(jié)束后，油井倒入正常洗井，要控制同計(jì)量間其他未洗井油井摻水量，將其他單井回油溫度由高溫控制到正常范圍內(nèi)，進(jìn)一步控制輸送網(wǎng)損。同時(shí)，考慮薩西過(guò)渡帶近年作業(yè)井桿管掛蠟多的特點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)洗井返回溫度、排蠟鞏固時(shí)間進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。中排量洗井返回溫度由60℃以上調(diào)整到70℃以上，再倒入大排量排蠟鞏固洗井，大排量排蠟鞏固洗井時(shí)間由1.5 h延長(zhǎng)到2.5 h，提高洗井質(zhì)量，延長(zhǎng)熱洗周期，增加油井產(chǎn)量。

3 DCS節(jié)能管理法應(yīng)用效果

通過(guò)實(shí)施DCS節(jié)能管理法，對(duì)比實(shí)施前后效果，節(jié)約費(fèi)用310.71×104元。

節(jié)約基建費(fèi)用254.5×104元。薩西六號(hào)站摻水、熱洗系統(tǒng)通過(guò)近幾年的優(yōu)化管理，滿足了油井生產(chǎn)需要，少建熱洗爐1臺(tái)，節(jié)約費(fèi)用185×104元，少鋪設(shè)4個(gè)計(jì)量間熱洗管線3.47 km，節(jié)約費(fèi)用68.4×104元，少鋪設(shè)中轉(zhuǎn)站熱洗泵房到閥組間93 m室外伴熱管線，節(jié)約費(fèi)用1.1×104元，累計(jì)基建費(fèi)用節(jié)約254.5×104元。

摻水泵年節(jié)約電費(fèi)9.26×104元。2009年摻水泵耗電量213040 kWh，與2008年375160 kWh相比節(jié)約用電162120 kWh，節(jié)約電費(fèi)9.26×104元。

節(jié)約天然氣費(fèi)用20.21×104元。2009年自耗氣量25.6×104m3，與2008年62.3×104m3相比節(jié)約用氣36.7×104m3，年節(jié)約天然氣費(fèi)20.21×104元。

節(jié)約熱洗系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用2.13×104元。

節(jié)約檢泵費(fèi)用10.4×104元。

節(jié)約熱洗費(fèi)用6.27×104元。

節(jié)約故障井特車臺(tái)班費(fèi)3.79×104元。由于每年凍井、涼井事故都時(shí)有發(fā)生，需要用鍋爐車解凍，清理由于處理涼井放油造成的井口設(shè)備臟的問(wèn)題。對(duì)井口凍壞的設(shè)備，需要用電焊車焊接或更換，凍井嚴(yán)重的管線需要分段用電焊車割開(kāi)，處理通后再焊接上。每臺(tái)鍋爐車臺(tái)班費(fèi)1950元，每臺(tái)電焊車臺(tái)班費(fèi)1850元。

經(jīng)過(guò)近幾年的優(yōu)化管理，滿足了油井生產(chǎn)需要，特車應(yīng)用數(shù)量逐年減少。2009年應(yīng)用鍋爐車3次，與2008年相比減少9次，節(jié)約費(fèi)用1.76×104元；2009年應(yīng)用電焊車臺(tái)班4次，與2008年相比減少11次，節(jié)約費(fèi)用2.03×104元。

采油隊(duì)節(jié)約人工費(fèi)用4.25×104元。每年為了維護(hù)油井正常生產(chǎn)，采油隊(duì)都需要花費(fèi)一定數(shù)量的人力處理油井洗井、涼井、凍井故障。目前，采油七區(qū)六隊(duì)日均有效工資費(fèi)用240元。經(jīng)過(guò)近幾年的優(yōu)化管理，油井生產(chǎn)故障明顯減少。2009年使用人工60人次，對(duì)比2008年減少177人次，節(jié)約人工費(fèi)用42480元。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)DCS節(jié)能管理法的實(shí)施，同步產(chǎn)生十項(xiàng)節(jié)能成果：

1）現(xiàn)有工藝流程滿足了生產(chǎn)需要，不需再建熱洗爐，鋪設(shè)中計(jì)熱洗管線、中轉(zhuǎn)站熱洗泵房到閥組間93 m室外伴熱管線，節(jié)約了基建費(fèi)用。

2）中轉(zhuǎn)站電耗、氣耗明顯減少，能耗費(fèi)用降低。3）洗井質(zhì)量提高，熱洗周期延長(zhǎng)，油井產(chǎn)量增加。

4）四是熱洗泵啟停頻次減少，熱洗管線結(jié)垢速度減緩，熱洗系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用降低。

5）作業(yè)井?dāng)?shù)量減少，檢泵費(fèi)用降低。

6）熱洗車輔助洗井次數(shù)減少，熱洗費(fèi)用降低。7）涼井、凍井?dāng)?shù)量減少，處理費(fèi)用降低。8）油井春季恢復(fù)工作量減少，人力物力費(fèi)用減少。

9）系統(tǒng)回壓降低，油井產(chǎn)量提高，生產(chǎn)效益增加。

10）故障井處理過(guò)程中對(duì)空氣、環(huán)境造成的污染減少，社會(huì)效益不斷提升。

[1]張書文.杏南油田不加熱集油技術(shù)應(yīng)用效果分析[J].油氣田地面工程,2010,29(08):60.

[2]魏翼祥.轉(zhuǎn)油站節(jié)能降耗的方法[J].油氣田地面工程，2008,27(05):59.

[3]劉艷,張宇,賈春秋.轉(zhuǎn)油站摻水熱洗分開(kāi)流程改造效果評(píng)價(jià)[J].油氣田地面工程,2006,25(12):19.

10.3969/j.issn.2095-1493.2012.01.014

楊勇，2001年畢業(yè)于浙江大學(xué)，理學(xué)碩士，工程師，從事油田生產(chǎn)管理工作，E-mail：C2sk7_6@petrochina.com.cn，地址：黑龍江省大慶油田第二采油廠第三作業(yè)區(qū)采油七區(qū)六隊(duì)，163357。

2011-11-22)