油田集輸系統(tǒng)的能耗分析與節(jié)能措施探討

尹承龍

摘 要：油田的集輸系統(tǒng)是直接關(guān)系到生產(chǎn)效益的重要組成部分，在設(shè)計和建設(shè)過程中一定要從節(jié)能降耗的角度出發(fā)，最大程度上節(jié)省油田的生產(chǎn)成本。尤其是在提高綠色節(jié)能生產(chǎn)的當(dāng)今社會，改善油田高污染生產(chǎn)的傳統(tǒng)模式，實現(xiàn)綠色節(jié)能，無論是對于油田生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，還是國民經(jīng)濟的持續(xù)增長都具有十分重要的作用。本文僅針對目前油田生產(chǎn)中存在的一些有待改進的耗能現(xiàn)象，提出了一些改進措施，對于油田生產(chǎn)的改進具有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：加強;集輸;系統(tǒng)能耗;管理;探討

高能耗、高污染的粗放型增長方式已不適應(yīng)新常態(tài)的要求，提高能源利用效率為核心的集約型增長方式和低能耗、低污染、低排放的低碳經(jīng)濟，已成為未來經(jīng)濟發(fā)展的方向。集輸系統(tǒng)是油田地面工程建設(shè)的主體部分，是地面工程技術(shù)的核心，其工程投資一般占地面工程總投資的50%左右，能耗約占油田生產(chǎn)能耗的35%。因此，從節(jié)能設(shè)計入手，抓好節(jié)能的日常管理和節(jié)能技術(shù)的不斷推進，會大大降低油田開采行業(yè)的運行成本。本文就加強集輸系統(tǒng)能耗管理進行簡單的闡述。

1.集輸技術(shù)系統(tǒng)的能耗分布

1.1集輸系統(tǒng)的能耗分布結(jié)構(gòu)

根據(jù)目前的集輸系統(tǒng)測試分析，將系統(tǒng)的主要能耗分布進行有效計算和統(tǒng)計，總結(jié)出系統(tǒng)的能耗分布結(jié)構(gòu)，對于后續(xù)的節(jié)能措施設(shè)計，具有相當(dāng)重要的意義。由于系統(tǒng)的整體較為復(fù)雜，在具體的測繪過程中可以將主要管網(wǎng)段進行分段，包含了轉(zhuǎn)油站至脫水站、以及轉(zhuǎn)油站以下的管網(wǎng)部分，前一部分的能量可有兩個站點的介質(zhì)能量差測出，后一部分則可以通過壓降差計算得出。其他部分的能耗則主要包含了加熱爐耗熱、機泵系統(tǒng)耗電以及二段加熱爐耗氣等，只有搞清了系統(tǒng)內(nèi)各部分的能耗分布，才可以有重點地進行能耗設(shè)計。

1.2集輸系統(tǒng)的能耗現(xiàn)象及問題

集輸系統(tǒng)是現(xiàn)目前原油生產(chǎn)的主要耗能部分，實際上當(dāng)前的集輸系統(tǒng)主要存在著能耗高和損耗高等兩大問題。在油水處理尤其是加熱處理過程中，由于加熱爐的使用效率等問題而散失了大量的熱量，同時在集輸處理過程中也會出現(xiàn)大量的揮發(fā)損耗，使得損失進一步加大。

1.3集輸系統(tǒng)的能耗影響因素

集輸系統(tǒng)的能耗影響因素是多方面的：首先是預(yù)脫水器的分水率，當(dāng)開采原油的含水量較高時，尤其是在高含水期進行原油開采時，很容易出現(xiàn)原油加熱沉降脫水耗能大幅度增加的情況，而這些熱量都隨著污水的排出被帶走，并沒有得到有效的利用;即使是經(jīng)過脫水后的原油，其也具有一定的含水率，當(dāng)脫水原油進行加熱時，其含水率越高，加熱處理相同量的原油所需的熱耗也就越大;另外一大重要的影響因素是加熱爐的效率，當(dāng)加熱爐的熱損耗過大是，也會造成系統(tǒng)能耗過大，影響能源的利用率，經(jīng)過計算測定，當(dāng)將加熱爐熱量散失控制在5%以下，而排煙熱損失控制在8%以下，且使得排煙溫度低于180℃時，可以更好地提高加熱爐的使用效率。

2.目前集輸系統(tǒng)之中存在的問題

2.1能耗過大

現(xiàn)如今在油田的開采過程中，原油含水的不斷上升，產(chǎn)液量和產(chǎn)水量增加，因此輸送能耗以及相應(yīng)的處理費用也在逐年增加，這是無法避免的。隨著單井產(chǎn)油量的降低，人們開始轉(zhuǎn)向油水井，可是這必然就代表著油田集輸系統(tǒng)運輸成本會不斷增加。而且目前國內(nèi)油田之中的集輸系統(tǒng)之中，有很多設(shè)備都已經(jīng)是在超額運轉(zhuǎn)，可是油田主體方往往出于成本的考慮一直擱置了這方面的投資，這必然也會增加一部分設(shè)備運轉(zhuǎn)的能耗。

2.2計量方式不過關(guān)

傳統(tǒng)采油過程中量油分離器的計量方式是需要由人工進行量油操作以及取樣并且之后再進行化驗的，所以說這部分工作都需要計量站的工作人員來完成。隨著近幾年采油工藝的不斷革新，現(xiàn)有的計量裝置和過去相比提高了工作效率以及作業(yè)精度，但是因為各種客觀因素的制約，這方面的工作效果其實并不是很理想。如果計量方式不準(zhǔn)確，必然會影響油田集輸系統(tǒng)的運行，所以說未來改革集輸系統(tǒng)的關(guān)鍵，就是提高計量方式的準(zhǔn)確性。

3.集輸系統(tǒng)的節(jié)能措施

3.1提高加熱爐的能耗效率

加熱爐是在原油處理過程中實現(xiàn)摻水、熱洗和脫水的重要供熱設(shè)備，也是集輸系統(tǒng)中重要的能耗源，因此為了達到節(jié)能減排的生產(chǎn)目標(biāo)，必須提高加熱爐的燃燒效率。首先在設(shè)計系統(tǒng)和采購設(shè)備時，就應(yīng)當(dāng)選擇高效的加熱爐，只有優(yōu)質(zhì)高效的加熱設(shè)備才可以做到減小生產(chǎn)耗氣量;或采用真空加熱爐，并對加熱爐的實時運行狀況進行計算機監(jiān)控，控制加熱爐的運行，使各項參數(shù)處于最佳狀態(tài)，以減少不必要的熱損失;而加熱爐的燃燒器是燃料能否充分燃燒的關(guān)鍵，空氣過剩系數(shù)較大時，加熱爐由氣體所帶走的熱量太大，難以保證燃燒效率，當(dāng)空氣過剩系數(shù)太小時，由于燃料不能得到充分的燃燒，也難以保證燃燒效率。另外，在加熱爐的使用過程中，還應(yīng)當(dāng)注意定期維護，加熱爐工作一段時間以后，其工作介質(zhì)污水容易礦化結(jié)垢，二區(qū)防腐保溫層也容易出現(xiàn)腐蝕失效，因此必須在日常維護工作中加強除垢清晰以及保溫層修復(fù)工作。

3.2改進輸送技術(shù)

在集輸系統(tǒng)中，還有相當(dāng)一部分能耗產(chǎn)生在輸送過程中，因此可以通過輸送技術(shù)的改進來節(jié)省能耗。在高含水期進行原油開采時，采用原油降溫集輸技術(shù)是一個很好的辦法。所謂降溫技術(shù)，就是指對于含水率超過一定范圍的原油，將伴熱輸送改為摻液輸送，可以顯著降低輸送成本，并簡化加熱系統(tǒng)。另外，在石油開采過程中，由于輸送管道的鋪設(shè)投資巨大，且維護工作復(fù)雜困難，因此產(chǎn)生了一項名為混輸?shù)男滦图夹g(shù)。混輸是指在油氣水未經(jīng)分離的情況下，直接通過輸送機泵經(jīng)過管道進行輸送，到終端工廠智慧再進行分離處理，這樣便可以有效節(jié)省建設(shè)投資，節(jié)省能源消耗和經(jīng)濟、技術(shù)成本，具有很強的推廣意義。

3.3不加熱集輸工藝

近年來，原油常溫輸送技術(shù)得到越來越廣泛的重視，形成了單管常溫輸油、雙管不加熱輸油等技術(shù)。目前，大部分采油井通過單井管線埋深在當(dāng)?shù)貎鐾翆右韵拢毡椴捎貌患訜徇M站，即使在冬季，井口回壓也能滿足不加熱的需要。取消井口加熱爐，節(jié)能效果顯著，而且由于減少了加熱保溫系統(tǒng)，投資和運行成本降低。采用單管不加熱輸油是依靠地下原油的自身壓力和溫度將液體通過輸油管線輸送到增壓站，雙管不加熱輸油是將原有摻水管線改為輸油管線，對井口和增壓站做部分改造，實現(xiàn)主、副雙管同時出油。這種輸油方式可隨時恢復(fù)摻水，便于冬季生產(chǎn)運行和各種故障處理。

3.4未來油田集輸系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展展望

隨著我們國家科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，油田集輸系統(tǒng)需要進一步完善和改進。一方面，我們可以利用國內(nèi)科學(xué)家研制出來的一些技術(shù)，比如ZGM超導(dǎo)節(jié)能加熱器，這種加熱器有著很大的優(yōu)點，與傳統(tǒng)的加熱器相比，這種加熱器的加熱效率更高，而且能源的利用率更高，這樣就可以在最大限度上實現(xiàn)節(jié)能減排的目的，并改善現(xiàn)在油田集輸系統(tǒng)的現(xiàn)狀。另一方面，我們可以借鑒國外先進的技術(shù)和設(shè)備，然后我們可以根據(jù)他們的技術(shù)或者是設(shè)備研究出適合我們國家油田實際的高科技設(shè)備，這對全面提升我們國家的油田集輸系統(tǒng)的效率是很有幫助的。

4.結(jié)論與認識

隨著人類對石油資源的開采速度不斷加快，集輸系統(tǒng)的建設(shè)也成為一項十分重要的研究課題，也影響著油田的運行成本和經(jīng)濟效益。在當(dāng)前的油田生產(chǎn)中，要想實現(xiàn)節(jié)能降耗，首先要從集輸系統(tǒng)的能耗分布出發(fā)，找出高耗能環(huán)節(jié)，并分析出現(xiàn)過量能耗的影響因素，并加以改進。實際上集輸系統(tǒng)的大部分能量消耗不外乎加熱爐耗能、輸送耗能等，只要從改善加熱效率、減少輸送過程中能量散失的角度出發(fā)，就可以實現(xiàn)集輸系統(tǒng)的節(jié)能降耗。

參考文獻：

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