油氣集輸系統(tǒng)節(jié)能降耗技術的研究

張蕾(勝利油田孤島采油廠邊遠井管理中心 山東東營 257000)

杭雅潔(勝利油田孤島采油廠集輸注水大隊孤五聯(lián)合站 山東東營 257000)

油氣集輸系統(tǒng)主要包括油氣分離，油氣計量，原油加熱，原油脫水，原油穩(wěn)定等工藝，這些環(huán)節(jié)相互制約，相互配合，共同組成了油田地面工程的核心。油氣集輸過程需要消耗大量能源，是整個油氣開發(fā)和生產(chǎn)過程中最為耗能的環(huán)節(jié)之一。因此，油氣集輸系統(tǒng)的節(jié)能降耗工作迫在眉睫。但是，油氣集輸系統(tǒng)復雜龐大，分散，熱損耗大，不易管理，這些特點直接制約了油氣集輸系統(tǒng)的節(jié)能降耗工作，也直接影響了將油氣轉化為油氣產(chǎn)品。此外，隨著油田進一步開發(fā)，在高水量的開發(fā)后期，油溫就會上升，油氣處理難度將進一步加大，耗能和成本也將進一步加大。

一、目前油氣集輸系統(tǒng)能耗的現(xiàn)狀及原因

目前油氣集輸系統(tǒng)的主要問題有能耗高，油氣損耗高等問題。由于原油綜合含水率高，原油脫水加熱過程耗能就變大，脫水加熱設備效率低，油氣處理過程中揮發(fā)和損耗高，這些都導致油氣集輸系統(tǒng)耗能高。究其原因，首先是原有設備與現(xiàn)在開采工作的不匹配，原有集輸設備不適合目前的油水比例，導致工藝不適應，運行能力不匹配，從而影響整個開采工作。其次，設備的老化，不能及時維護，校驗和升級也極大地降低了生產(chǎn)效率。集油管道的能量消耗主要是轉油井到油井之間的集輸管線，和轉油站和脫水站之間的集輸管線。前者的能量耗散量可以通過測量管線進出口的溫度差和壓力差來獲得，后者的能量耗散量則可以通過計算管線進出口的能量差來獲得。集輸系統(tǒng)重要的能耗是轉油站的能耗，主要是加熱爐和采暖爐的能耗。在轉油站的工作過程中需要用到傳輸泵，摻水泵等多種消耗電能的泵，轉油站的能耗基本上就是這些集輸?shù)慕橘|。相比較而言，脫水站的能耗則主要在于加熱鍋爐的加熱以及泵的工作。通過以上分析可以看出，要想減少集輸系統(tǒng)的消耗，必須結合油田實際，通過對轉油站，脫水站以及中間運輸環(huán)節(jié)的管理，降低這三個環(huán)節(jié)的能耗，才能全面實現(xiàn)整個油氣集輸系統(tǒng)的節(jié)能降耗工作。

二、油氣集輸系統(tǒng)節(jié)能降耗技術的應用現(xiàn)狀

油氣集輸系統(tǒng)的節(jié)能降耗是世界石油工作者所面對的共同問題，國內(nèi)外許多科學家都致力于這一領域的研究，并取得了一定的成果。其主要方法可概括為提高設備效率，簡化工藝流程或局部性能分析，這些都取得了一定的效果，但仍不能滿足油氣集輸系統(tǒng)節(jié)能降耗的需求。隨著能源需求越來越大，能源危機初步顯現(xiàn)，各國政府和企業(yè)會更加重視節(jié)能問題并開展了一系列的研究活動，逐步完成了從單一環(huán)節(jié)到整個系統(tǒng)，從結果到過程，從回收到減低的改變。目前，應用于油氣集輸系統(tǒng)節(jié)能降耗的措施有以下幾種：

1.充分利用先進的計算機技術，完善運行程序

計算技術自發(fā)展以來已廣泛應用于各行各業(yè)中，油田開采也不例外。油田開采的信息化管理可以使油氣集輸系統(tǒng)同時完成對數(shù)據(jù)的采集，處理，傳輸，甚至可以對管理人員的決策進行分析和評估。計算機技術的應用還解放了一部分的勞動力，并且具有比人力更加精確的控制技術，可以實現(xiàn)對管線，污水，加熱爐，轉油爐等環(huán)節(jié)的實時監(jiān)控，充分完善了運行程序，提高了工作和生產(chǎn)效率。

2.應用熱泵回收含油污水余熱技術

污水中含有許多熱量，如不加以利用，就會造成浪費。熱泵利用了逆卡諾循環(huán)原理，使載熱裝置從低溫余熱中吸收熱量，并在溫度較高處放出熱量給熱回收裝置。熱泵可以將低溫位熱能轉化為高溫位熱能，可以提高能源的有效利用率。

3.應用油水泵變頻技術

石油開采后期石油中的含水量增加，處理原油的機泵也必須隨之增加，電耗能也隨之增加油水泵變頻技術的應用可以提高機泵運行效率，節(jié)省電能，降低耗電量。通過變頻調速和自動監(jiān)測相結合，還可以對閉環(huán)進行自動控制。通過選擇合適型號的泵，改造油水泵，配置合理的運行參數(shù)都將提高油水泵的工作效率，從而降低能耗。

4.應用不加熱集油和低溫集油技術

集油過程中的加熱環(huán)節(jié)耗能巨大，如果可以通過技術手段降低這一部分的能耗，勢必會減少整個集輸系統(tǒng)的能耗。傳統(tǒng)的雙管摻水技術雖然安全可靠，但需消耗大量電能和天然氣，耗能大，因此應推廣不加熱集油和低溫集油。具體的方法有單管不加熱集油，雙管不加熱集油，摻常溫水不加熱集油，摻低溫水不加熱集油，季節(jié)性不加熱集油。這些技術的應用將極大地降低耗能。

5.應用無功動態(tài)自動補償技術

隨著油田生產(chǎn)力的變化，很多設備已不適應當前高效區(qū)的集輸工作，極大地降低了工作效率，加大了集輸系統(tǒng)的能耗。因此，應結合各油田的實際情況，應用無功動態(tài)自動補償技術，可以降低系統(tǒng)損耗，提高電力能效應用效率，降低能耗效果顯著。

6.油氣混輸技術

油氣混輸技術是近年來新興的一門技術，廣泛應用于海洋石油工業(yè)中，主要是將井口物流中的油，氣，水等介質在未進行分離的狀態(tài)下直接使用混輸泵送至油氣水處理終端，簡化了傳統(tǒng)技術過程，只需要單臺混輸泵和單一管線即可完成，節(jié)約了設備費用，減少了工程初建費用，既具有很好的節(jié)能效果，又延長了油田壽命，還可以提高油田的經(jīng)濟效益。

總之，油氣集輸系統(tǒng)是油田生產(chǎn)的關鍵環(huán)節(jié)和重要組成部分，其能耗高低將直接影響整個油田的經(jīng)濟效益，油氣集輸系統(tǒng)的節(jié)能降耗工作十分重要，刻不容緩，這既是新時代下節(jié)能環(huán)保的大勢所趨，也是提高經(jīng)濟效益的必經(jīng)之路。各油田應充分結合自身情況，運用多種手段和技術，取長補短，充分利用地下抽油機動力，應用高效率設備，減少油氣消耗，提高集輸系統(tǒng)工作效率，縮短油田開發(fā)時間，降低油氣集輸成本，提升油田效益。

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