東部過(guò)渡帶地面系統(tǒng)節(jié)能

趙磊（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠）

東部過(guò)渡帶地面工程油氣集輸系統(tǒng)建有5座轉(zhuǎn)油站，其中4 座水驅(qū)轉(zhuǎn)油站，1 座聚驅(qū)轉(zhuǎn)油站已轉(zhuǎn)入后續(xù)水驅(qū)，建有放水站1座；注水系統(tǒng)建有一般水注水系統(tǒng)、深度水注水系統(tǒng)及聚驅(qū)注水系統(tǒng)3套井網(wǎng)，建成注水井194 口，注水管道135.077 km，注水站2 座，安裝注水泵6 臺(tái)，運(yùn)行3 臺(tái)；污水系統(tǒng)建有2 座污水處理站；供配電系統(tǒng)建有3 座變電所，6 kV配電線路34條。

1 目標(biāo)潛力

年節(jié)能目標(biāo)為管理措施年節(jié)氣280×104m3，節(jié)電500×104kWh。東部過(guò)渡帶區(qū)塊由于地質(zhì)條件較差，平均單井產(chǎn)油量和平均單井產(chǎn)液量在全廠各開(kāi)發(fā)區(qū)塊中均為最低，單位產(chǎn)能地面系統(tǒng)規(guī)模大于其他區(qū)塊，導(dǎo)致單位運(yùn)行能耗增加。全廠各區(qū)塊2016年平均噸液耗氣為1.38 m3，噸液耗電達(dá)17.04 kWh（表1），而東部過(guò)渡帶區(qū)塊噸液耗氣達(dá)2.63 m3，噸液耗電達(dá)30.6 kWh，兩個(gè)指標(biāo)在各區(qū)塊中均為最高值，具有很大的節(jié)能潛力。

表1 全廠各區(qū)塊2016年單位能耗指標(biāo)表

2 能耗現(xiàn)狀

2.1 油氣集輸系統(tǒng)

2016年5座轉(zhuǎn)油站外輸量518.35×104m3，外輸油含水94.42%，外輸氣量209×104m3，自耗氣量728×104m3，用電量1 023.72×104kWh。北四聯(lián)放水站處 理 液 量419.87×104m3， 外 輸 污 水391.16×104m3，外輸油18.59×104m3，外輸油含水36.74%，自耗氣量130.6×104m3，外輸水耗電量12×104kWh，輸油耗電58×104kWh。

2.2 注水系統(tǒng)

東部過(guò)渡帶注水系統(tǒng)建成注水站2座，安裝注水泵6 臺(tái)，運(yùn)行3 臺(tái)。2016 年底開(kāi)井176 口，日注水14 465 m3， 年注采比1.31，日均耗電量為13.332×104kWh，外輸水量2.45×104m3/d，泵水單耗5.43 kWh/m3，平均負(fù)荷率為85.2%。

2.3 污水系統(tǒng)

目前薩北開(kāi)發(fā)區(qū)東部過(guò)渡帶建成2座污水處理站：北四含油污水處理站、北二十深度污水處理站。北四污水站設(shè)計(jì)規(guī)模2.0×104m3/d，實(shí)際處理量1.49×104m3/d，負(fù)荷率為74.5%，日耗電2 800 kWh，單耗0.188 kWh/m3。北二十深度污水站設(shè)計(jì)規(guī)模1.2×104m3/d，實(shí)際處理量0.89×104m3/d，負(fù) 荷 率 為74.2% 。 日 耗 電768 kWh， 單 耗0.086 kWh/m3。

2.4 供配電系統(tǒng)

東部過(guò)渡帶地區(qū)3 座變電所，主變?nèi)萘亢嫌?jì)41 200 kVA，平均負(fù)載率35%，最高負(fù)荷合計(jì)13 200 kW，剩余能力17 700 kVA，可以滿足今后新增產(chǎn)能需要。

3 節(jié)能措施及效果

3.1 管理措施

1）待作業(yè)大修等井采取掃線方式節(jié)約摻水量。區(qū)塊內(nèi)因泵況等問(wèn)題待作業(yè)井以及高關(guān)井約有18口，這部分油井冬季期間為保集油管線需要進(jìn)行摻水，平均每口井日摻水24 m3，這部分油井停產(chǎn)時(shí)，摻水和集油管線進(jìn)行掃線停運(yùn)，油井啟運(yùn)時(shí)用電解堵車(chē)對(duì)集油摻水管線進(jìn)行解堵。停產(chǎn)時(shí)間平均按6個(gè)月考慮，可少摻水7.78×104m3。

2）合理調(diào)整輸油泵揚(yáng)程，降低輸油單耗。5座轉(zhuǎn)油站、1 座放水站共有輸油泵18 臺(tái)，運(yùn)行7 臺(tái)。其中泵管壓差高于0.5 MPa 的4 臺(tái)。通過(guò)泵減級(jí)處理，將泵管壓差降至0.43 MPa以下，預(yù)計(jì)電動(dòng)機(jī)平均電流由原來(lái)的150 A 下降到125 A，年可節(jié)電25.78×104kWh。

3）控制泵輸系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，確保泵輸系統(tǒng)高效率運(yùn)行。針對(duì)梯級(jí)配備的泵輸系統(tǒng)，分析測(cè)繪每個(gè)泵輸系統(tǒng)的效率曲線，編排每座站幾個(gè)泵輸系統(tǒng)的高效運(yùn)行表，根據(jù)效率曲線安排不同輸量下的機(jī)泵運(yùn)行，確保泵輸系統(tǒng)高效率運(yùn)行。通過(guò)調(diào)整這種方式運(yùn)行，輸水電流可由140 A 下降至120 A，5 座轉(zhuǎn)油站年可節(jié)電7.53×104kWh[2]。

4）堅(jiān)持加熱爐清淤除垢制度（實(shí)施夏季停運(yùn)部分加熱爐制度）。區(qū)塊有摻水、熱洗加熱爐19臺(tái)，目前運(yùn)行11 臺(tái)。根據(jù)2004 年節(jié)能測(cè)試報(bào)告，加熱爐清淤除垢前后，平均熱負(fù)荷提高16.94%，加熱爐平均排煙溫度14 ℃，加熱爐平均過(guò)?？諝庀禂?shù)降低0.87，加熱爐平均熱效率提高4.55%，節(jié)能效果非常明顯。因此，要堅(jiān)持每年徹底清理一次，對(duì)于含沙較為嚴(yán)重的2 座站，實(shí)行春秋兩次清淤，預(yù)計(jì)區(qū)塊全年平均爐效提高2.13%，年可節(jié)氣量28×104m3。

5）制定污水站個(gè)性化運(yùn)行參數(shù)，優(yōu)化反沖洗方式。北三東區(qū)塊建設(shè)污水站2座，濾罐18座，其中核桃殼過(guò)濾罐10座，石英砂過(guò)濾罐4座，改性纖維球過(guò)濾罐4 座。反沖洗周期24 h，反沖洗強(qiáng)度、時(shí)間根據(jù)過(guò)濾工藝不同按照不同的設(shè)計(jì)參數(shù)執(zhí)行，全年消耗反沖洗水65.7×104m3。通過(guò)摸索每個(gè)污水站的反沖洗周期、時(shí)間和反沖洗強(qiáng)度，在保證反沖洗效果的同時(shí)，預(yù)計(jì)2座站反沖洗周期可延長(zhǎng)至36～48 h，年減少反沖洗水量16.5×104m3，年節(jié)電0.37×104kWh。

6）優(yōu)化外輸泵配備，降低輸水單耗。目前該區(qū)塊只有北四含油污安裝外輸水泵，共裝機(jī)4 臺(tái)，運(yùn)行2臺(tái)。在運(yùn)行管理中加強(qiáng)輸調(diào)水相結(jié)合，優(yōu)化輸水泵參數(shù)匹配，測(cè)算不同輸調(diào)水情況下的運(yùn)行特性，編排運(yùn)行方案。通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行，達(dá)到注污水站水量平衡，降低輸水單耗。預(yù)計(jì)通過(guò)管網(wǎng)優(yōu)化，水量調(diào)配，使北四污水站輸水單耗降至0.16 kWh/m3，年節(jié)電2.16×104kWh。

7）優(yōu)化配電網(wǎng)運(yùn)行。結(jié)合產(chǎn)能、老改等工程，合理安排2017 年電力檢修計(jì)劃，盡可能減少停電時(shí)間和倒閘操作次數(shù)，通過(guò)加裝刀閘、開(kāi)關(guān)，改造交叉跨越線路，優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，線路縮短供電半徑，提高電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，達(dá)到既保證可靠供電、高質(zhì)量供電，又有效提高電網(wǎng)電能利用率，降低電網(wǎng)損耗的目的[3]。

8）加強(qiáng)高、低壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備管理工作。制定完善了電力運(yùn)行管理制度，本著分級(jí)管理、量化考核的原則，將163套6 kV線路高壓補(bǔ)償電容器交由電力大隊(duì)統(tǒng)一管理，1128套變壓器低壓側(cè)無(wú)功就地補(bǔ)償裝置交由各礦大隊(duì)負(fù)責(zé)，同時(shí)制定了嚴(yán)格的考核制度，規(guī)定各類(lèi)節(jié)能設(shè)備完好率90%，投運(yùn)率80%。定期組織檢查，有效提高了電網(wǎng)節(jié)能設(shè)備利用率，使電網(wǎng)平均功率因數(shù)由2015 年的0.76 提高到0.78。

9）優(yōu)化站用變壓器運(yùn)行。根據(jù)站用實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷，通過(guò)廠內(nèi)調(diào)整，重新匹配站用變壓器容量，堅(jiān)持實(shí)行一運(yùn)一冷備的運(yùn)行方式，提高變壓器負(fù)載率，降低變壓器損耗。年可實(shí)現(xiàn)節(jié)電4.5×104kWh。

3.2 技術(shù)措施

1）不加熱集輸工藝推廣應(yīng)用。采取冬季雙管出油配合流改劑應(yīng)用、夏季全部油井實(shí)施單管集油的方式，其中57口油井實(shí)施雙管出油，213口油井通過(guò)加流改劑降低集輸能耗。目前流改劑流程改造實(shí)施后摻水溫度控制在45 ℃，單井摻水量控制在0.5～1.0 m3/h。預(yù)計(jì)年節(jié)氣260×104m3，節(jié)電125×104kWh。

2）轉(zhuǎn)油放水站機(jī)泵調(diào)整。輸油泵調(diào)整，2號(hào)站的2臺(tái)輸油泵、201站的2臺(tái)外輸泵、北四聯(lián)的1號(hào)輸油泵更換為低排量高效輸油泵，3 號(hào)站的2 臺(tái)外輸泵進(jìn)行減級(jí)改造同時(shí)安裝一拖二變頻器，減少耗電21×104kWh。

摻水熱洗泵改造，對(duì)運(yùn)行的15 臺(tái)摻水熱洗泵進(jìn)行涂膜，年可實(shí)現(xiàn)節(jié)電49×104kWh；15 臺(tái)摻水熱洗泵安裝注射式流體密封，年可實(shí)現(xiàn)節(jié)電33×104kWh[4]。

3）注水井局部增壓。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)，深度水注水系統(tǒng)中有4 口注水井注入壓力偏高，規(guī)劃對(duì)這4 口高注入壓力注水井采取局部增壓措施，同時(shí)降低該區(qū)塊北二十注水站注水泵出口壓力。預(yù)計(jì)改造后系統(tǒng)壓力損失減少0.5～1 MPa；注水單耗可降低0.25 kWh/m3，年節(jié)電68.6×104kWh。

4）前置泵低壓變頻調(diào)參。北七注水站建前置喂水泵低壓變頻裝置1 套，工程投資140 萬(wàn)元，年節(jié)電量102.88×104kWh，每年可節(jié)約電費(fèi)55.56 萬(wàn)元，2.52年即可收回全部投資，節(jié)能效果顯著。

5）電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用。規(guī)劃在15 條功率因數(shù)較低的6 kV配電線路上加裝高壓無(wú)功補(bǔ)償裝置45 套/4 500 kvar，運(yùn)用《電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行軟件》計(jì)算每條線路的最佳補(bǔ)償容量及補(bǔ)償點(diǎn)，提高補(bǔ)償效果，使線路功率因數(shù)達(dá)到0.9，年可節(jié)電65×104kWh。

6）更換變壓器。更換S7型站用配電變壓器18臺(tái)，并根據(jù)站用實(shí)際負(fù)荷匹配變壓器容量，年可實(shí)現(xiàn)節(jié)電11×104kWh。更換29臺(tái)S7型機(jī)采井配電變壓器，年可實(shí)現(xiàn)節(jié)電8.7×104kWh。

7）站內(nèi)電動(dòng)機(jī)節(jié)能措施。各站摻水、熱洗等機(jī)電設(shè)備加裝交流異步電動(dòng)機(jī)智能節(jié)電裝置62 套（201 站9 臺(tái)、北二十聯(lián)深度污水站5 臺(tái)、北四污水站7臺(tái)、3號(hào)轉(zhuǎn)油站8臺(tái)、1號(hào)轉(zhuǎn)油站8臺(tái)、2號(hào)轉(zhuǎn)油站8臺(tái)、11號(hào)放水站8臺(tái)、北四聯(lián)油站9臺(tái)），年可節(jié)電77×104kWh[6]。

4 結(jié)論

采油廠的節(jié)能工作是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，必須將硬件節(jié)能技術(shù)綜合統(tǒng)一考慮，才能實(shí)現(xiàn)油田開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)節(jié)能。第三采油廠為貫徹落實(shí)好建設(shè)節(jié)約型社會(huì)這個(gè)發(fā)展的新要求，把節(jié)能工作作為首要工程來(lái)抓。地面工程系統(tǒng)共安排管理及技術(shù)共16 項(xiàng)工程，總投資1 402.4 萬(wàn)元，其中通過(guò)老油田改造及其他工程投資52 萬(wàn)元，還需要公司投入資金1 350.4 萬(wàn)元。以上工程全部實(shí)施后，預(yù)計(jì)年可節(jié)氣260×104m3，節(jié)電561.2×104kWh，折合標(biāo)煤5 725.8 t，工程投資回收期為2.65 年，每年還產(chǎn)生同等規(guī)模的節(jié)氣節(jié)電效果。同時(shí)管理措施年節(jié)氣28×104m3，節(jié)電40.34×104kWh，折合標(biāo)煤535.4 t。合計(jì)年節(jié)氣288×104m3，節(jié)電601.54×104kWh，折合標(biāo)煤6 260.6 t。