油田集輸系統(tǒng)節(jié)能降耗措施分析

牛彥鋒 冶海寧 馮超

摘要：油氣集輸系統(tǒng)是油田生產(chǎn)過程中對油氣進行收集、處理與輸送的一個重要環(huán)節(jié)。油氣集輸系統(tǒng)存在諸多環(huán)節(jié)，其技術(shù)水平與能量消耗情況會直接影響到整個油田的生產(chǎn)成本中本文通過對影響油氣集輸系統(tǒng)能源消耗的因素進行分析，提出了利用單管循環(huán)流程優(yōu)化節(jié)能降耗措施，以及變頻器節(jié)能降耗措施和密閉集輸流程改造降低油氣損耗措施等，并分析了該節(jié)能降耗措施在油田生產(chǎn)運行中的應用效果。

關鍵詞：節(jié)能、油氣集輸、降耗、變頻器

節(jié)能降耗是提高油田生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)濟效益，增強油田企業(yè)市場競爭力的重要措施。油氣集輸系統(tǒng)是油田在原油生產(chǎn)過程中的重要組成部分，油氣集輸系統(tǒng)的作業(yè)效率對油田企業(yè)的效益有著直接的影響。油氣集輸系統(tǒng)的運行會消耗大量的能源，存在能源消耗較高的問題，通過油氣集輸系統(tǒng)相關節(jié)能技術(shù)措施，能夠降低油氣在集輸過程中的能耗，降低油田的生產(chǎn)成本。油田采出液中的含油量是隨著油田的持續(xù)開采而不斷降低的，致使油田各個裝置設備的工作效率也會降低，增大了油氣集輸系統(tǒng)的能耗。

1油氣集輸系統(tǒng)耗能的主要原因分析

在油田生產(chǎn)過程中油氣集輸系統(tǒng)的主要工作包括：計量、集氣、集油、油氣水三相分離、原油脫水、原油穩(wěn)定、原油儲存、天然氣脫水、天然氣凝液回收、凝液儲存和含油污水處理等內(nèi)容，就是將各個油井開采出來的天然氣和原油等混合物，進行收集、轉(zhuǎn)輸、分離、計量、凈化、穩(wěn)定及處理，直到生產(chǎn)出合格的油、氣產(chǎn)品，這個全部工藝過程統(tǒng)稱為油氣集輸系統(tǒng)工藝流程。

油氣集輸系統(tǒng)能源消耗的原因主要是油氣損耗高和能耗高。能耗高是指油水處理耗能比較高，主要有原油水比例的變化，使原有集輸設施的不適應性日益突出，因為處理工藝、設施狀況相對較差，新問題出現(xiàn)較多，需進一步加大設備設施和工藝流程改造力度。油氣損耗高是指在油氣存儲及處理過程中揮發(fā)、損耗較高，需要加大對密閉運行系統(tǒng)的改造。油氣存儲損耗不僅表現(xiàn)在計量誤差、泄漏、蒸發(fā)等方面，油罐本身也有一定的問題，油罐的密閉性與油品自身的蒸發(fā)損耗存在著密切的關系，密封不夠嚴實的油罐很可能會引生泄漏狀況。

2油氣集輸系統(tǒng)存在主要問題分析

1）集輸管道的能量消耗大

集輸管道的能量消耗是整個油氣集輸系統(tǒng)能量消耗中的重要部分。在油氣集輸過程中減少油井至計量間散熱損失是節(jié)能降耗的主要環(huán)節(jié)。集輸管道的能耗主要包括兩個方面：一是油井至轉(zhuǎn)油站之間的集輸管線熱量損失，這部分集輸管道的能量消耗情況能夠通過對出口處與入口處的溫度或者壓力進行測量計算得出耗能情況；二是轉(zhuǎn)油站至脫水站之間的集輸管線能量損失，這部分的集輸管道的能耗損失能夠通過對出口處與入口處的溫度或者壓力進行測量計算得出耗能情況。 采取措施降低集輸管道熱傳媒溫度值，可以減少熱能損失，管道熱傳媒溫度與油井的輸油溫度有關?？偀嶙枧c管道的埋深、管道直徑及保溫情況有關。

2）集輸系統(tǒng)工作效率較低下

油氣集輸系統(tǒng)的工作效率主要由泵運行效率、電機運行效率和管網(wǎng)運行效率等三部分組成。油田現(xiàn)有的機泵大多是離心泵，離心泵存在著機械損失、容積損失和水力損失，不可能將所有的機械能都轉(zhuǎn)化成有效功，降低了離心泵的工作效率。輸油管網(wǎng)和離心泵的工況是否匹配，是影響油氣集輸系統(tǒng)工作效率主要因素。

3）轉(zhuǎn)油站的能量消耗大

在整個轉(zhuǎn)油站的能量消耗過程中，燃氣的消耗最多。 轉(zhuǎn)油站的能量消耗的主要是包括采暖爐的能量消耗和熱爐的能量消耗，能量消耗主要集中在集輸介質(zhì)中。另外，轉(zhuǎn)油站的能量消耗還包括摻水泵、輸送泵等機泵的電能消耗。

4）開式流程對油氣儲存損耗較大

油田生產(chǎn)的原油在集輸過程中采用開式流程，使得空氣與油氣直接接觸，致使油氣蒸發(fā)損耗比較嚴重，平均油氣損耗程度在0.8%左右。在油氣進入儲油罐，又從儲油罐中放油裝卸的過程中，儲油罐不能保持充分密封，存在油氣的蒸發(fā)損耗情況。在油氣存儲過程中，由于液位的變化，致使儲罐內(nèi)氣體容積發(fā)生變化，油氣向外排出的損耗叫大呼吸損耗。油品在靜止存儲過程中，由于外界大氣壓力與溫度的變化而產(chǎn)生的油氣蒸發(fā)損耗叫小呼吸損耗。大呼吸損耗和小呼吸損耗統(tǒng)稱呼吸損耗。

3油氣集輸系統(tǒng)節(jié)能降耗措施

1）使用變頻調(diào)速器降低輸油泵電能消耗

離心泵變頻調(diào)速系統(tǒng)的節(jié)能原理。離心泵變頻調(diào)速技術(shù)是通過變頻器的頻率來控制輸油泵電機的轉(zhuǎn)速，從而達到改變機泵排量的目的。當變頻器頻率增大時，電機轉(zhuǎn)速增大，機泵排量上升；當變頻器頻率減小時，電機轉(zhuǎn)速下降，泵排量也相應下降。在使用變頻調(diào)速系統(tǒng)后，在進行流量調(diào)節(jié)時泵出口閥門處于全開狀態(tài)，消除了原來消耗在閥門上的泵管壓差，降低了輸油泵電機運行的電流，達到節(jié)能降耗的目的。

2）對泵的葉輪直徑進行改造節(jié)能

在油田進行輸油過程中，油量變化比較頻繁，造成泵壓與管壓不匹配，出口閥門大量節(jié)流，浪費了電能，通過對葉輪進行改造，更換大小不同的葉輪或者切削葉輪，達到泵壓與管壓相匹配的狀態(tài)，降低能源消耗。在對葉輪進行改造時，葉輪直徑不宜切削過多，否則會影響泵的工作效率。

3）單管循環(huán)集輸流程應用

例如某區(qū)塊應用單管循環(huán)集輸流程，全部油井采出液通過三相分離器分離油、水，通過一臺螺桿泵將原油打入系統(tǒng)流程，分離出的水經(jīng)另一臺螺桿泵打入循環(huán)系統(tǒng)，作為摻水使用。變頻控制裝置通過三相分離器內(nèi)雙法蘭液位計測出的最高液面和油水界面的變化，自動調(diào)節(jié)油路和水路螺桿泵的排量，以達到整個系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。這套分水循環(huán)系統(tǒng)投運后，使得該區(qū)塊油井回壓降低，效果顯著。同時，單拉井全部進入系統(tǒng)生產(chǎn)，節(jié)約倒油運費和電費，達到節(jié)能降耗的目的。

4）密閉流程改造降低油氣損耗

減少儲罐的油氣損耗，首先要杜絕油氣漏損，檢查閥門是否關嚴，管線是否存在漏點，罐頂量油孔在量完油時要及時蓋好，油罐保溫層要保持完好。另一方面，采取措施，降低呼吸損耗和蒸發(fā)損耗。采用密閉集輸流程工藝是降低油氣損耗的根本措施。例如，在可能的條件下，采用密閉緩沖罐，代替常壓儲罐。在固定油罐上應用呼吸閥擋板，以減少蒸發(fā)損耗。收集呼出的油品蒸氣，回收損耗油品。經(jīng)常檢查維護好呼吸閥，保證儲罐的承壓能力，降低呼吸損耗。

5）對油氣集輸系統(tǒng)的加熱爐進行精細化管理

通過對加熱爐的精細化管理能夠?qū)崿F(xiàn)集輸加熱系統(tǒng)能耗最大限度的降低。進行精細化管理的主要措施有：合理的控制加熱爐的工作時間、充分的利用現(xiàn)有的能量、盡可能避免不必要的能源浪費等。避免小鍋爐浪費能源，可以采用集中供暖的方式來提高加熱的效率。熱洗水中包含了一定的剩余能量，可以對這部分能量進行充分的再次利用，例如利用熱洗水進行管道的循環(huán)與清洗，對集輸回壓升高的時間進行延長。

結(jié)束語

油氣集輸系統(tǒng)是整個油田在生產(chǎn)過程中不可或缺的重要組成部分，由于其能源消耗比較大，通過對油氣集輸系統(tǒng)能耗發(fā)生的原因進行分析與探討，從中找出整個系統(tǒng)中能源消耗較高的部分，有針對性的采取相應的節(jié)能改造措施，能夠降低油氣集輸系統(tǒng)的能耗，提高油田的生產(chǎn)效益。

參考文獻：

[1]董立偉.淺談提高油田油氣集輸效率的方法[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2016（15）.

[2]宋鐵，雍自強.油田企業(yè)節(jié)能技術(shù)與實例分析[M].北京：中國石化出版社，2010.

[3]魏立新，劉揚，付云霞，趙洪激，孫緒新.油氣集輸系統(tǒng)規(guī)劃方案優(yōu)化計算[J].油氣儲運.2002（04）