應(yīng)用油氣集輸工藝技術(shù)提升節(jié)能降耗水平

武玉雙李淵李武平衛(wèi)青松竇勤光（.華北油田公司第五采油廠；.西南石油大學(xué)石油工程學(xué)院）

應(yīng)用油氣集輸工藝技術(shù)提升節(jié)能降耗水平

武玉雙1李淵1李武平2衛(wèi)青松1竇勤光1
（1.華北油田公司第五采油廠；2.西南石油大學(xué)石油工程學(xué)院）

華北油田采油五廠的油藏具有“三高”特點(diǎn)，油氣集輸工藝多采用三管伴熱方式集油，耗能高、管理難度大。針對(duì)現(xiàn)場實(shí)際情況，分別從集油工藝、地?zé)豳Y源利用及發(fā)電余熱回收等方面出發(fā)，采用了常溫集輸、雙管摻水、高溫地?zé)峋拈_發(fā)利用和發(fā)電余熱回收等油氣集輸技術(shù)，全面實(shí)施節(jié)能降耗措施，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。截至2014年底，累計(jì)節(jié)約燃油達(dá)8500 t。

三高油藏 油氣集輸 集油工藝 地?zé)衢_發(fā) 余熱回收 節(jié)能降耗

華北油田第五采油廠位于冀中南部地區(qū)，油田分布在河北省的3個(gè)地區(qū)、8個(gè)縣市，具有點(diǎn)多、線長、面廣的特點(diǎn)。開采的油藏具有“三高”特點(diǎn)，即原油黏度高、含蠟高、凝固點(diǎn)高，原油物性差，屬中高黏度油藏。全廠共有579口油井、251口水井和85.37 km輸油管線和93.4 km輸氣管網(wǎng)。油井地面集輸工藝多為三管伴熱集油模式，油田生產(chǎn)中耗能高、管理難度大。

自2011年以來，針對(duì)不同的油田和區(qū)塊、不同的油品物性及現(xiàn)場實(shí)際情況，分別從集油工藝、地?zé)豳Y源利用及發(fā)電余熱回收等方面出發(fā)，全面實(shí)施節(jié)能降耗措施，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，4年累計(jì)節(jié)約燃油達(dá)8500 t。

1 雙管摻水集油工藝

深南油田共包括澤70、澤10和深南3個(gè)斷塊油田，有油井110口，開井81口。原油經(jīng)8座計(jì)量站計(jì)量后集中在深一聯(lián)合站處理。深一聯(lián)的日處理液量1235 t，日處理油量495 t，水量740 t。

油田生產(chǎn)的主要特點(diǎn)：

1）原油物性較差，黏度高，屬稠油油藏。

2）該地區(qū)地表水較淺（僅為80 cm），易對(duì)管線造成腐蝕。

3）單井集油方式全部采用三管伴熱集油工藝。

4）站內(nèi)脫水采用電脫水處理工藝。

生產(chǎn)中存在的主要問題：

1）管線自投產(chǎn)以來腐蝕比較嚴(yán)重，穿孔現(xiàn)象頻繁發(fā)生，嚴(yán)重影響了深南油田的正常生產(chǎn)。

2）單井集油管線采用常規(guī)的三管伴熱保溫方式，散熱較大，而且因?yàn)樯钅嫌吞锏乇硭^淺，熱水管線的大部分熱量被地表水吸收，熱能損失大。單井的熱能損耗達(dá)1.9×105kJ/h，深一聯(lián)每年的燃油量高達(dá)3650 t。

3）隨著油田的滾動(dòng)開發(fā)，油井含水越來越高，礦化度高達(dá)14 000～15 000 mg/L，造成的腐蝕愈加嚴(yán)重，腐蝕速度為0.105 3～0.148 9 mm/a，每年造成高達(dá)50萬元的損失。

為解決能耗高、腐蝕嚴(yán)重的問題，在對(duì)深南油田原油物性和生產(chǎn)現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)分析論證的基礎(chǔ)上，對(duì)深南油田的地面集輸工藝進(jìn)行了簡化優(yōu)化。

1）單管常溫輸送工藝：對(duì)含水在85%以上油品物性較好的油井，充分利用原來的三管伴熱管線，根據(jù)季節(jié)的不同，適時(shí)采用單管常溫輸送工藝進(jìn)行生產(chǎn)，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

2）雙管摻水集油工藝：對(duì)于含水較低，油品物性較差，黏度大、凝固點(diǎn)高的油井采用雙管摻水集油工藝，降低井口回壓，降低能耗。

3）充分利用污水余熱，將其加熱后摻入單井產(chǎn)出液，提高進(jìn)站溫度。

4）由于污水中含有的大量破乳劑沒有完全發(fā)揮作用，通過將污水摻入油井產(chǎn)出液，可以充分發(fā)揮破乳劑的破乳效果，降低加藥量，節(jié)約生產(chǎn)成本。

5）單井量油采取示功圖量油。

6）采用耐腐蝕的復(fù)合塑鋼管線，可以避免因?yàn)楣芫€腐蝕穿孔造成的管線更換費(fèi)用。

7）采用高效保溫的新型復(fù)合塑鋼材料，保溫效果比鋼管線好。

8）用污水代替清水給油井產(chǎn)液提高溫度，降低了清水的使用量，節(jié)能的同時(shí)又減少了投資。

通過前期方案論證、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，深南油田實(shí)施雙管摻水集油工藝改造，大大提高了熱能利用效率。截至2014年12月底，深南油田8座計(jì)量間110口油井上實(shí)施了雙管摻水集油工藝；并根據(jù)季節(jié)變化調(diào)整摻水量、摻水溫度等運(yùn)行參數(shù)，做到低能耗運(yùn)行。4年累計(jì)節(jié)約燃油4000 t。

2 單管摻水集油新工藝

在稠油油藏成功實(shí)施雙管摻水集油工藝的基礎(chǔ)上，針對(duì)中質(zhì)油品，逐步摒棄原來的三管伴熱集油工藝，使用單管摻水集油新工藝，充分利用分離出來的污水余熱為油井提供熱量，帶動(dòng)全油田的單井產(chǎn)液回站。這種工藝可以靈活調(diào)整摻水量，冬季可根據(jù)生產(chǎn)情況適時(shí)摻水，夏季可以停止摻水，直接將油井產(chǎn)出液送回站內(nèi)處理，以保證油田的安全正常生產(chǎn)。目前有68口油井采用新工藝，不僅節(jié)約了大量的建設(shè)成本，而且提高了熱能利用率。3年節(jié)約燃油800 t。

3 常溫輸送工藝

為實(shí)現(xiàn)油田公司提出的“低成本開發(fā)”戰(zhàn)略目標(biāo)，從每一個(gè)節(jié)能環(huán)節(jié)做起，減少能源的損耗。在單井集油工藝上，結(jié)合季節(jié)變化，分析不同區(qū)塊不同單井的原油物性，針對(duì)不同的油井，對(duì)于凝固點(diǎn)較低、油品物性較好的中質(zhì)原油，分別采用單管通球、常溫輸送和季節(jié)性常溫輸送的集油工藝。根據(jù)油井的實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，每年5月份全廠的部分單井停運(yùn)伴熱水，實(shí)施季節(jié)性常溫輸送，至9月份地溫最高時(shí)全廠實(shí)施常溫輸送的單井達(dá)160余口。通過實(shí)施常溫輸送技術(shù)，降低了燃料油的用量。4年累計(jì)節(jié)約原油1000 t。

4 充分利用地?zé)豳Y源

華北油田地處華北平原腹地，地下有豐富的地?zé)豳Y源，而采油五廠部分老井由于開發(fā)時(shí)間較長，目前含水已達(dá)99%，產(chǎn)油量較低，但產(chǎn)出液的溫度較高，比如晉古2-4、澤43-7等井井口溫度高達(dá)110℃。合理利用產(chǎn)出液的高溫余熱，將晉古2-4的油井產(chǎn)出液首先為外輸原油換熱，再與其他區(qū)塊的來液混合脫水，不僅提高了來液進(jìn)站的溫度，節(jié)約了燃料油的用量，而且通過換熱，降低了高溫地?zé)崴畬?duì)管線的腐蝕結(jié)垢；而澤43-7井的來液則是通過為站內(nèi)生產(chǎn)及生活換熱后與其他單井一起進(jìn)三相分離器脫水，節(jié)約了脫水換熱器的建設(shè)成本，也保證了脫水工作的順利進(jìn)行。

通過對(duì)地?zé)崴亩嗉?jí)利用，使地?zé)崴疅崮艹浞轴尫?，利用地?zé)釋?shí)現(xiàn)對(duì)單井伴熱和油水分離的升溫，利用地?zé)豳Y源替代燃油熱能。3年累計(jì)節(jié)約燃油1500 t。

5 充分回收發(fā)電站的余熱

采油五廠在有伴生氣的區(qū)塊實(shí)施天然氣發(fā)電工程，為油田內(nèi)部供電。目前共有天然氣發(fā)電機(jī)21臺(tái)，均安裝了發(fā)電機(jī)余熱和煙道余熱回收裝置，在充分利用油田伴生氣的同時(shí)，每臺(tái)發(fā)電機(jī)回收的高溫余熱高達(dá)4600 kW/h。該工程實(shí)現(xiàn)了油田伴生氣的有效利用，為單井伴熱和三相分離器升溫及生活用熱節(jié)約了大量熱能。3年累計(jì)節(jié)約燃油1200 t。

6 結(jié)束語

通過綜合應(yīng)用油氣集輸工藝技術(shù)，不僅解決了因腐蝕穿孔影響生產(chǎn)的問題，而且通過合理利用集油工藝，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗，保證了油田的安全生產(chǎn)，解決了制約油田發(fā)展的瓶頸問題。對(duì)管線腐蝕比較嚴(yán)重的油田，建議在原油集輸管材選擇方面應(yīng)首選耐腐蝕的復(fù)合管。

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.004.013

2014-12-24）

武玉雙，高級(jí)工程師，1992年畢業(yè)于西南石油學(xué)院（油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)），從事油氣集輸管理和地面建設(shè)工作，E-mail：cy5_wys@petrochina.com.cn，地址：河北省辛集市采油五廠工程技術(shù)研究所，052360。