油氣集輸系統(tǒng)能耗影響因素分析與對策探討

畢新忠 王玉江 伊善利

【摘 要】在油田開發(fā)中，伴隨著采出的液含水資源量日益增高，油氣集輸系統(tǒng)耗費的能量也相對增高，油氣集輸系統(tǒng)的節(jié)能降耗工作對整個油氣開采系統(tǒng)的正常運行和經(jīng)濟效益有重要意義。本文在影響油氣集輸系統(tǒng)能耗的因素分析的基礎(chǔ)上，提出了油氣集輸系統(tǒng)降耗對策，對今后集輸系統(tǒng)節(jié)能降耗有一定的指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】油氣集輸系統(tǒng)；節(jié)能降耗；因素分析；對策探討

原油綜合率含水量高、原有脫水加熱及耗能設(shè)備的效率低等是造成油氣集輸系統(tǒng)耗能過多的主要原因。油氣集輸系統(tǒng)非常復(fù)雜，目前最主要的是熱力、動力及分離設(shè)備的效率。油氣集輸系統(tǒng)是油田生產(chǎn)過程的一個重要環(huán)節(jié)，它的技術(shù)高低、能量消耗直接影響整個油田的運行成本和油田的經(jīng)濟效益。目前，采出的液體含水量較高，這樣就導(dǎo)致油氣集輸系統(tǒng)的消耗也日益增高，所以降低油氣集輸系統(tǒng)的能耗就顯得十分重要。 一、油氣集輸系統(tǒng)影響能耗的因素分析

油田油氣集輸系統(tǒng)的主要工作內(nèi)容包括：油井計量、集油、集氣、油氣水分離、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，就是將各個油井生產(chǎn)出來的原油、天然氣等混合物，進行收集、轉(zhuǎn)輸、分離、計量、凈化、穩(wěn)定及其它處理，直至生產(chǎn)出合格的油、氣產(chǎn)品。其全部工藝過程總稱為油氣集輸工藝流程。油氣處理系統(tǒng)消耗著大量的電能熱能，目前，油氣集輸系統(tǒng)能耗的原因主要可概括為“兩高”，即：能耗高、油氣損耗高。能耗高指油水處理耗能較高，主要是因新問題出現(xiàn)較多，目前的處理工藝、設(shè)施狀況相對較差，需進一步加大改造力度。影響油氣集輸系統(tǒng)能耗的因素主要為以下幾方面。

1.1 原油含水量增高，油氣處理難度加大

當前油氣集輸系統(tǒng)能耗有著油氣水處理能耗高和油氣蒸發(fā)損耗高的特點，特別是當油田開發(fā)工作進行到后期，原油含水量增高，達到70%以上，加大了油氣處理難度，使處理裝置的負荷隨之增加，能耗也隨之加大，卻沒有對應(yīng)的新工藝和設(shè)施來處理這種新問題，尤其是一些老油田還在使用傳統(tǒng)的工藝流程，設(shè)備狀況也比較差，亟需加大改造力度。油氣蒸發(fā)損耗高主要是在油氣處理過程中的揮發(fā)和損耗比較嚴重，需要加大系統(tǒng)密閉，減少能源浪費。

1.2 熱負荷比較分散、產(chǎn)熱設(shè)備數(shù)量多

油氣集輸系統(tǒng)的熱負荷比較分散、產(chǎn)熱設(shè)備數(shù)量多、運行效率低等是當前油氣集輸系統(tǒng)能耗嚴重另一個突出特點，當前油田開發(fā)中使用大量加熱爐，但是這種設(shè)備的運行效率低于70%，是油氣集輸系統(tǒng)的突出問題。油氣系統(tǒng)中存在著超負荷運行和低效的情況，用于油田開發(fā)和生產(chǎn)的各種設(shè)備，比如鍋爐、加熱爐注水泵和抽油機等，存在老化現(xiàn)象，缺乏定期和規(guī)范的維護和檢修，造成主要耗能設(shè)備的效率低下，系統(tǒng)可靠性差，造成設(shè)備故障、造成停產(chǎn)的事件也時有發(fā)生。

1.3 用能分布分散，利用率比較低

目前油氣集輸主要通過采用石油燃料獲得熱能，生產(chǎn)所需要的電力和動力是由電網(wǎng)提供，由小型鍋爐和加熱爐提熱能，油田開發(fā)生產(chǎn)中的用電、用熱主要采取分別供給的方式，分布也比較分散，利用率比較低。油田的生產(chǎn)和開發(fā)中還存在腐蝕的問題，比如管線穿孔和設(shè)備腐蝕等情況，如果沒有得到及時處理，可能會造成油氣集輸系統(tǒng)的無法正常運行，造成重大經(jīng)濟損失，影響運行效益。

1.4 原有集輸設(shè)施不適應(yīng)性突出

能耗高方面，主要有原油水比例的變化，使原有集輸設(shè)施的不適應(yīng)性日益突出。油品存儲損耗不僅表現(xiàn)在蒸發(fā)、泄漏及計量誤差等方面，油罐自身也存在一定的問題，油品自身的蒸發(fā)損耗與油罐的密閉性存在著非常密切的關(guān)系，密封不夠嚴實的油罐很可能會發(fā)生泄漏現(xiàn)象。另外，油尺、密度計、溫度計和取樣設(shè)備的精度都會對油品儲存產(chǎn)生巨大的影響。隨著采油新技術(shù)的不斷推廣，同時也增加了地面集輸系統(tǒng)油水分離、沉降、脫水和污水處理的難度，加之大部分采用加熱方式進行集輸，系統(tǒng)自身消耗了大量能源，特別是老油田進入高含水后期，開發(fā)難度不斷增加，因此，集輸能耗也逐年上升。

二、油氣集輸系統(tǒng)降耗對策探討

2.1樹立科學(xué)的節(jié)能降耗觀念

要實現(xiàn)節(jié)能降耗目標，企業(yè)必須樹立起良好的科學(xué)發(fā)展觀，推動能源消耗向系統(tǒng)化、集約化、社會化優(yōu)化配置的方向發(fā)展。油田企業(yè)應(yīng)充分利用油井進入高含水后期，油井出油溫度和產(chǎn)液量較高的現(xiàn)狀，實現(xiàn)常年不加熱集油。油井進入高含水后期，集油管道管壁的結(jié)蠟量明顯下降，應(yīng)充分利用高含水后期油井生產(chǎn)的有利條件，對油井實現(xiàn)不加熱集油，同時還要進行低能耗油氣集輸配套的低能耗輸液、低溫游離水脫除及低溫含油污水處理的工藝攻關(guān)，實施不加熱集油及降溫集油等工藝，從而實現(xiàn)全過程低能耗集油，還可利用熱泵技術(shù)回收含油污水中的余熱。

隨著油田的不斷開發(fā)，油田產(chǎn)水量及注水量將大幅度增加，使用熱泵提取含油污水余熱，可將其中的熱量回收給聯(lián)合站或轉(zhuǎn)油站采暖伴熱，另一部分用于集油或原油脫水，可收到明顯的節(jié)能效果。油井的不加熱集油分為單管不加熱集油、雙管不加熱集油、摻常溫水不加熱集油、摻低溫水集油和季節(jié)性不加熱集油。目前采油油井普遍采用了不加熱進站、采油區(qū)計量站不加熱外輸?shù)燃夹g(shù)，減輕了管理難度。此技術(shù)目前已在大慶等十幾個油田得到大規(guī)模應(yīng)用，都取得了很好的效果。采取對老舊機泵進行更新改造，安裝變頻器和調(diào)整泵的規(guī)格，進行轉(zhuǎn)油站合并、脫水站改放水站，降低轉(zhuǎn)油站、脫水站泵管壓差，減少輸油耗電，也可提高集輸效率，從而達到節(jié)能的目的。

2.2加熱設(shè)備的優(yōu)化改造設(shè)計

加熱爐是油氣集輸系統(tǒng)里的主要供熱設(shè)備，很多因素影響著加熱爐的效率，比如爐型結(jié)構(gòu)、爐內(nèi)的熱損失、排煙溫度、余熱回收和燃燒器等都制約著增加了加熱爐的能源消耗?？梢詰?yīng)用先進的加熱爐節(jié)能技術(shù)，首先淘汰更新落后的加熱爐，推廣使用真空加熱爐并采用高效的燃燒器，提高熱效率；其次要優(yōu)化加熱爐的監(jiān)控系統(tǒng)，通過監(jiān)控加熱爐運行情況控制各種異常的發(fā)生，控制加熱爐的運行參數(shù)，減少不必要的熱損；還可以加強對加熱爐的維護、除垢工作，緩解加熱爐的損壞。

2.3不加熱集油和低溫集油工藝的運用

在油田開采后期，加熱處理含有大量水分的原油會造成能源的浪費，加大生產(chǎn)成本，可以推廣應(yīng)用不加熱集油的新工藝。傳統(tǒng)的雙管摻水技術(shù)，雖然具有安全方便的優(yōu)勢，但是需要消耗大量的電能和熱能。不加熱集油包括單管和雙管不加熱集油、摻常溫水不加熱集油、季節(jié)性不加熱集油和摻低溫水不加熱集油。油田可以根據(jù)自身所處的開發(fā)階段、原油特點、自然條件實施不加熱集油工藝，通過取消單管加熱流程中的進口熱爐和計量站、集輸線上的加熱爐，簡化加熱保溫系統(tǒng)，降低成本投入并且方便管理。

2.4應(yīng)用油氣混輸技術(shù)

油氣混輸技術(shù)是油氣集輸廣泛應(yīng)用的新興技術(shù)，是將未經(jīng)分離的油、氣水介質(zhì)通過混輸泵經(jīng)海底管道運輸?shù)接蜌馑幚斫K端，再進行綜合處理。以往油氣集輸工藝運用的設(shè)備比較多，投資成本比較高，不易管理，整個工藝流程需要經(jīng)過分離器、外輸泵、壓縮機和獨立的油、氣、水管道。油氣混輸技術(shù)只需要混輸泵和混輸管道就可以進行外輸，能夠有效增加單井采收率，延長油田壽命，簡化例工藝流程。

三、結(jié)束語

隨著節(jié)能減排任務(wù)的日趨嚴峻，油氣集輸系統(tǒng)的節(jié)能降耗工作對整個油氣開采系統(tǒng)的正常運行和經(jīng)濟效益有重要意義，只有從油氣運輸系統(tǒng)的客觀情況出發(fā)，深入分析當期此系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和問題，根據(jù)其特點分析節(jié)能降耗的對策，才能實現(xiàn)油氣集輸系統(tǒng)的節(jié)能降耗目標，為完成節(jié)能減排任務(wù)作出貢獻。

【參考文獻】

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