油田開發(fā)后期聯(lián)合站的節(jié)能降耗探討

秦雷（大慶油田有限責任公司第三采油廠，黑龍江 大慶 163000）

油田開發(fā)后期聯(lián)合站的節(jié)能降耗探討

秦雷（大慶油田有限責任公司第三采油廠，黑龍江 大慶 163000）

通過實地測算油田的各種設備工具，運用物理學中有關熱學的相關知識，計算油田開發(fā)后期，加熱爐熱效率偏低、原油外輸泵等系統(tǒng)運行效率低等促使聯(lián)合站能耗過大的因素。通過對能耗過高原因的挖掘，在此基礎上提出改進原脫水工藝等措施來達到節(jié)能減耗的目的。

油田開發(fā)；聯(lián)合站；油氣處理；節(jié)能

當今社會科技不斷進步，經濟日益發(fā)展，同時也需要依賴更大規(guī)模的能源。但是，很多能源屬于不可再生資源，能源在開采和利用過程中存在諸多浪費現(xiàn)象。聯(lián)合站是油田開采的一個重要環(huán)節(jié)，也是浪費率較高的一個環(huán)節(jié)。如何在油田開發(fā)的晚期階段，利用某些措施和設備降低聯(lián)合站的能耗，才能將油田的開采和利用效率得到最大化，實現(xiàn)經濟效益的最大化。

油田開發(fā)有多種方式，注水是其中一種，通過此種方式開發(fā)油田的最大特點是，當開發(fā)進入到高含水階段時，原油含水量大規(guī)模提升，液量被開采的數(shù)量也隨之大規(guī)模提升。某些聯(lián)合站早期建造按開采的低、中水期設計，在油田開發(fā)的高含水階段，聯(lián)合站已經不能滿足集中輸出的要求。聯(lián)合站的傳統(tǒng)加熱原油脫水工藝不合理，使得設備處理負擔增大，輸出能耗增加，生產損耗也同樣增加。因此，必須將一般油田采用的原油脫水工藝進行改進和完善，變成常溫脫水，才能在集中輸出方面大幅度的降低能耗率，促使油田正常生產。這不能僅僅依靠提高個體能耗設備的利用效率。

1 原有工藝存在的問題

一般油田在含水開發(fā)的階段所建造的聯(lián)合站，通常情況下采取的都是兩段脫水工藝。此工藝就是指第一段脫水采用熱化學沉降的原理，通常包括加熱井排來液和沉降脫水兩個方面；二段采取電化學的原理，就是再加熱已經通過一段脫水的原油并且再進行電脫水。一段脫水在加熱爐中被加熱到60℃左右后，再對其進行油氣分離、大罐重力等等方式以致沉降脫水。這樣的做法有利于提高原油的脫氣、脫水速度及效率，而且質量較重、粘度較高的原油更適合采取這種方法。雖然兩段脫水工藝的方法行之有效，但能耗損失相當之大。

當原油開采初期采用此種方法比較合適，但在進入到后期時，一段加熱脫水工藝能耗大非常不適合后期脫水。進站原油的液態(tài)含量本就偏大大、含水率較高，所有的原油投入到加熱爐中加熱，加熱爐將無法承受突然迅猛增長的能耗與符合，同時在污水的加熱上回浪費相當多規(guī)模的能耗浪費，熱能的利用率的有效性會大大縮減，造成很不必要的浪費。

2 開采聯(lián)合站的能耗狀況

聯(lián)合站在整個集輸系統(tǒng)中所扮演的角色非常關鍵，為了完成整個石油開采的全過程和所有生產任務，必然會消耗諸多材料和能源，比如水、電、作為燃料使用的油、天然氣、成品油等等。在所有的原材料中，水和燃料油作為燃料，占據(jù)總能耗的八成以上，耗費量最大。排在第二位的是電能，在總能耗中將近17%。剩下的幾種能源所占的比重最小。加工原油的數(shù)量越多，聯(lián)合站的能耗就越大。通過比例可知，要減少原油開采中過程中的生產能耗和技術成本，就必須改進先進設備或完善加工工藝來降低聯(lián)合站運作過程中的各種能耗損失。

3 改進后脫水工藝及節(jié)能潛力

如何改進和完善聯(lián)合站的脫水工藝，放在首要地位，第一步要做的就是降低將熱爐的燃料消耗。要使能耗降低，其一是就要使脫水時的溫度降低，其二要把加熱爐高含水原油的含量也要同時降低。

通常情況下，原油的含水量超過70%時，其乳狀液的連續(xù)相為水。一定量的油滴上浮的速度一般與水的粘稠度有關，但同時水的粘度受溫度的影響很小。通過這些原因對比可以得知，油水重力沉降分離與溫度變化的關系不大。這是常溫游離水脫除所采取的基本原理。原油開發(fā)的后期可以在原有工藝基礎上增加常溫脫水工藝，這是在容易在實踐上操作的原油開采改進方法。這種方法的具體操作方式就是在井排來液中加入經計算適量的破乳劑，這樣井排來液中就有大量的游離水，在溫度相對較低的情況下進入分水器。在快速沉降的這個過程中可以使大部分的水分從原油中脫離出來，本來原油是高含水的，此時通過這個過程就可以變成中含水油，甚至是低含水油。原油當中的含水量變低，再通過其他方式進行二次脫水，這時脫出的污水就可以直接排到污水處理站，使資源得到有效利用。這樣整套的脫水工藝完全在密閉空間中處理，可以有效減少能耗的損失和浪費。這套脫水工藝所采用的設備還安裝有排沙裝置，可以在脫水的同時拍出井排來液中的一部分沙質，可以有效延長設備的使用壽命。因為在日后的工作中還要進行大罐排沙這一環(huán)節(jié)，排沙裝置可以有效為日后操作減輕工作強度，節(jié)約成本。采用改進后的脫水工藝，比較不容易讓人接受的缺點是投資較大，整套工藝加上完善的配套設施花費約160萬元。但這些投資都是一次性的，一次性投資后每年即可解約近50萬元的燃料花銷，兩年內即可收回一次性投資成本。而且每臺設備的平均使用期限約為12年，總體的成本與投資核算計算下來非常有效。

4 開采過程中的節(jié)能降耗

通常聯(lián)合站的原油處理設備主要包括加熱爐、沉降罐、油水泵等，提升餓這些設備運行效率、加大設備的工作能力即可降低能耗。通常情況下，聯(lián)合站加熱爐的運行效率在一般在75%左右，可以查詢到目前國內先進水平加熱爐運行效率高出將近十個百分點。作為世界先進工藝，代表世界先進水平，美國CE公司和O LM AN公司生產的高效加熱爐，其熱效率可高達9 0%。因此通過這些數(shù)據(jù)可以看出，在提高加熱爐的效率方面仍有很大的提升空間。通常情況下，加熱爐的效率偏低主要有以下幾種原因：第一是加熱爐銘牌熱效率低；其二是工作過程中操作不當，過?？諝庀禂?shù)偏高，最高使可達3.0以上，這樣會導致排煙溫度較高、損失較大。為了提升加熱爐的工作效率，可以采取一些措施彌補，比如：采用高效加熱爐；使用自動空氣調節(jié)器，也就是說在加熱爐的工作過程中，根據(jù)排出的煙氣中含氧量的高低，適時地調節(jié)進風擋板，將過?？諝庀禂?shù)在穩(wěn)定在1.2~1.4之間，避免不必要的浪費。這樣的做法可以使燃料的效用達到最大化，同時排煙的溫度也能降下來，一舉兩得。除此之外，在排煙管內加翅片管、紊流帶或循環(huán)水管等等措施都是行之有效的降排方式。

降低燃料消耗只是改進工藝的一部分，降低電能消耗也是至關重要的部分。這個部分所采取的主要方式是提高油水泵系統(tǒng)的運行效率。泵系統(tǒng)耗電量一般都是因為泵的銘牌效率低，工作效率恒很多時候都無法達到7 0%。泵的實際排量遠遠低于原本的額定排量，運行效率低，造成極大地浪費。很多時候在實際運行中，為提高泵的運行效率，主要采取的方式是改變泵出口閥門的開啟度。通常所使用的降低泵系統(tǒng)耗電量的方法有：根據(jù)聯(lián)合站生產規(guī)模的大小及時作出改變和調整，避免開采的動力設備的浪費和排量過大；采用目前高效新型能耗小的油水泵；采用調速技術，使油水泵在工作過程中轉速與排量相適應，節(jié)約電能，實現(xiàn)效率運行的最大化，并同時起到保護設備的功能；還可采取變頻調速裝置，大大提高泵運行效率。

5 結語

聯(lián)合站在油田開采的較晚階段，其綜合能耗的大小會與原油綜合含水率高低成正比。在所有的原料中，燃料消耗量，所占比重最大，其次為電能。因此聯(lián)合站內原油處理系統(tǒng)要節(jié)能降耗，必須要降低水、燃油等燃料的消耗，同時也要降低電能消耗，改進脫水工藝。有效的節(jié)能措施可以使聯(lián)合站泵系統(tǒng)的運行效率明顯提升。

經濟的快速發(fā)展對能源的需求量也日益增大，但能源本身又存在不可再生性和不可逆性，開發(fā)的過程又必然會造成諸多浪費，這兩者之間存在矛盾日趨明顯。如何在聯(lián)合站開采脫水等環(huán)節(jié)中節(jié)能減耗，有助于節(jié)約資源，使經濟效益最大化。本文探測和分析聯(lián)合站運作過程中能耗過大的基本原因，提出降耗策略，運用到開采的實際工作環(huán)節(jié)中，實現(xiàn)經濟效益和社會效益的平衡和最優(yōu)。

[1]倪倉貴.油田聯(lián)合站節(jié)能優(yōu)化降耗探討[J].中國石油和化工標準與質量,2014(1):253-253.

[2]稅艷，韓大鵬.油田聯(lián)合站節(jié)能降耗措施探討[J].科技與企業(yè),2013(13):166-166.