新時(shí)期提升油田油氣集輸效率的有效措施探索

蒙開然

【摘?要】油田油氣集輸系統(tǒng)，是在油田生產(chǎn)過程中主要的組成部分。關(guān)系著油田從開采到銷售的有效資源運(yùn)轉(zhuǎn)。提升油氣集輸系統(tǒng)的效率，能夠有效降低油氣集輸系統(tǒng)的能耗，保持油氣能量、減少投資投入，提升集輸效率。本文分析提升油田油氣集輸效率的重要性，同時(shí)分析影響油田油氣集輸運(yùn)行效率的因素，據(jù)此提出改進(jìn)集輸工藝，提升油田油氣集輸效率的有效措施。在新時(shí)期，推動(dòng)高效率的油田生產(chǎn)，完善總體規(guī)劃、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)改造、提高油田集輸系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

【關(guān)鍵詞】油氣集輸;集輸效率;集輸系統(tǒng)

提升油田油氣集輸效率，就是從集輸系統(tǒng)的能量運(yùn)行方面，進(jìn)行能量運(yùn)用率的提升。油氣離開油井井口開始算起，在集輸過程中考慮計(jì)量、接轉(zhuǎn)、加熱、加壓、脫水等穩(wěn)定處理，并提升處理過程的能量利用率，保證油氣處理獲得的能量與供給能量的比值能夠達(dá)到效率要求。近年來，我國油氣開采逐步提升了油田縱深，這就導(dǎo)致油田的綜合含水率越來越高，提升油氣集輸效率的難度越來越大。為進(jìn)一步確保油田工業(yè)健康、穩(wěn)定的生產(chǎn)，就要采取有效的技術(shù)措施，不斷提高油氣集輸?shù)男?，保障油氣集輸?shù)姆€(wěn)定性。

一、提升油田油氣集輸效率的重要性

油氣脫水、穩(wěn)定以及儲(chǔ)運(yùn)等各項(xiàng)工作，都是油氣集輸系統(tǒng)的主要組成部分。系統(tǒng)要在油氣離開油井井口后，對(duì)產(chǎn)生的油、氣、水、液體進(jìn)行搜集，并最終將其運(yùn)轉(zhuǎn)到各個(gè)轉(zhuǎn)接站、計(jì)量站，集輸儲(chǔ)運(yùn)管道。針對(duì)油氣集輸中分離、計(jì)量、凈化等各個(gè)過程，都要實(shí)現(xiàn)運(yùn)行效率的管控，降低系統(tǒng)的能量耗費(fèi)。在油氣開采過程中，原油會(huì)不斷枯竭、產(chǎn)量不斷減少，提升油氣集輸效率是降低能耗的有效方式，能夠提升油氣處理能力，解決生產(chǎn)不匹配造成的能源浪費(fèi)問題，降低油氣的損失，從而起到節(jié)能降耗的作用。針對(duì)目前的油氣集輸系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化，能夠進(jìn)一步推進(jìn)節(jié)能降耗技術(shù)，確保油氣集輸與油田高效生產(chǎn)的狀況相吻合，在新時(shí)期，滿足節(jié)能型社會(huì)的建設(shè)需要，降低油田生產(chǎn)成本、提高集輸系統(tǒng)運(yùn)行速率、達(dá)到節(jié)能降耗的最終目的。

二、影響油田油氣集輸運(yùn)行效率的因素

油氣集輸系統(tǒng)存在著復(fù)雜的管網(wǎng)設(shè)備，因此，或多或少會(huì)存在老化、腐蝕、高能耗等問題。當(dāng)油田進(jìn)入開采后期，涉及的集輸儲(chǔ)運(yùn)的設(shè)備，必須要迅速的完成優(yōu)化與改造，這樣才能夠提升油氣處理能力，降低與實(shí)際生產(chǎn)不匹配造成的能源浪費(fèi)。此外，還要考慮集輸管網(wǎng)嚴(yán)重的腐蝕、穿孔問題，避免油氣嚴(yán)重?fù)p失。影響油田油氣集輸效率的主要因素，可以概括為以下三個(gè)方面：一是油氣通過油層壓力或抽油機(jī)帶動(dòng)，提供動(dòng)力，舉升到達(dá)井口，本身會(huì)具有一定的壓能及熱能。集輸過程中，這些能量會(huì)造成管道的摩擦阻力，并隨著熱量的散失等原因，不斷的被消耗。如果在集輸過程中，通過轉(zhuǎn)油站的常壓儲(chǔ)罐進(jìn)行儲(chǔ)運(yùn)，就會(huì)完全將油氣能量釋放掉。因此，流體欲度、速度、管徑大小，以及儲(chǔ)運(yùn)處理流程長短，都與能量消耗相關(guān)，是影響集輸生產(chǎn)運(yùn)行效率的因素。二是在油田開發(fā)初期，原油的含水較低，黏度相對(duì)較高，隨著油田開發(fā)向中后期的過渡，原油的含水量在不斷增加。這時(shí)，原有的井口加熱、降黏設(shè)備及工藝程序，就失去了原有的降黏意義。如果這時(shí)繼續(xù)對(duì)原油儲(chǔ)運(yùn)進(jìn)行加熱，不僅不會(huì)起到加熱、加壓、補(bǔ)充能量的作用，反而是在增加水的熱量，造成了大量的能源耗費(fèi)。三是提供原油儲(chǔ)運(yùn)能量的主要設(shè)備，抽油泵、抽水泵、加熱爐、鍋爐以及電動(dòng)機(jī)等，是整個(gè)集輸系統(tǒng)中最重要的耗能設(shè)備。一般來說，輸油泵的輸油效率需要大于65%，才能夠提升有穩(wěn)定性。然而實(shí)際運(yùn)行過程中，輸油泵的輸油效率一般只能達(dá)到43%。由此可見，在輸油過程中，針對(duì)設(shè)備的輸油效率進(jìn)行優(yōu)化及考慮，縮短處理流程、降低油氣的壓能及熱能消耗，能夠減少不必要的能源耗費(fèi)，避免不必要的投入。

三、新時(shí)期提升油田油氣集輸效率的有效措施

1.油氣處理區(qū)域的優(yōu)化

提升油田油氣集輸效率的基本原則，在于確保油田生產(chǎn)能力與設(shè)計(jì)能力相匹配。因此要針對(duì)油氣集輸?shù)挠蜌馓幚韰^(qū)域，進(jìn)行優(yōu)化及集中的處理，盡可能的利用先進(jìn)的油氣處理工藝，完善處理流程、縮短流程步驟與時(shí)間，從而減少油氣處理的規(guī)模。這樣在油氣處理過程中，就能節(jié)約能源的消耗，可針對(duì)不必要的原油電脫或脫水設(shè)備，進(jìn)行合理安排，適當(dāng)停運(yùn)，從而減少能源的消耗，最大程度的降低油氣處理的成本，并保證油氣集輸?shù)男省?/p>

2.提高輸油泵機(jī)組效率

提高油田油氣集輸效率的有效措施，可以從輸油必須動(dòng)力的消耗及輸油總動(dòng)能入手?？紤]輸油泵機(jī)機(jī)組效率與輸油總動(dòng)能的比值。通過對(duì)油泵輸入動(dòng)力大小、輸油泵機(jī)組排量、密度等參數(shù)的設(shè)定，考慮輸油泵機(jī)機(jī)組效率與油氣集輸效率之間的關(guān)系。一是考慮輸油泵機(jī)組的工藝先進(jìn)性，要進(jìn)一步提升結(jié)構(gòu)合理性、工藝先進(jìn)性，提高機(jī)組效率;二是排量越大的機(jī)組輸油效率更高，因此要合理選擇排量、降低排量大小對(duì)輸油效率的影響;三是根據(jù)原油流體性質(zhì)，選擇適用的輸油泵機(jī)組，不同的輸油泵適用于不同濃度的原油油品。例如離心泵適用于黏度較小的原油、容積性泵適用于黏度較大的原油。因此，要進(jìn)一步選擇適合油品性質(zhì)的輸油泵機(jī)組，提高集輸系統(tǒng)的效率。四是采用變頻調(diào)速技術(shù)，調(diào)節(jié)電機(jī)頻率、改變輸油泵轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)輸油泵流量及流程。變頻調(diào)速系統(tǒng)具有緩沖缸、儲(chǔ)油罐液位調(diào)整輸出信號(hào)，可以根據(jù)壓力、液位進(jìn)行輸泵的轉(zhuǎn)速調(diào)整，維持液位或壓力穩(wěn)定，保證外輸輸油泵最佳的運(yùn)行工況，避免無效損耗，節(jié)省電能。

3.簡(jiǎn)化調(diào)整油氣集輸處理系統(tǒng)

結(jié)合先進(jìn)成熟的輸油技術(shù)，簡(jiǎn)化調(diào)整油氣集輸處理系統(tǒng)，能夠進(jìn)一步提升系統(tǒng)靈活性，提高油田油氣集輸效率。一是靈活選用雙管摻水流程，或單管環(huán)狀摻水流程，簡(jiǎn)化集輸工藝;二是針對(duì)油井集油摻水管線，及老化井的基礎(chǔ)設(shè)施，進(jìn)行優(yōu)化，取消不必要的加熱流程，簡(jiǎn)化密集的集油工藝流程，降低集輸能耗;三是積極推廣先進(jìn)的信息技術(shù)，完成軟件計(jì)量，對(duì)井口油氣活動(dòng)劑量進(jìn)行補(bǔ)充監(jiān)控，簡(jiǎn)化計(jì)量流程;四是利用機(jī)采能量，推廣油氣混輸技術(shù)，簡(jiǎn)化集油半徑，及布站。五是推廣高效低耗油器處理技術(shù)，應(yīng)用多功能設(shè)備，調(diào)整油氣處理系統(tǒng)的適應(yīng)性，縮短處理流程，同時(shí)減少設(shè)備維護(hù)總量。

4.應(yīng)用高效三相分離器

三相分離器是油田油氣集輸系統(tǒng)中最為主要的耗能設(shè)備。該設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、處理能力大，具有一次性脫水處理、分離處理的作用。選用高效三相分離器，能夠進(jìn)一步提升有效利用率，提高集輸系統(tǒng)自動(dòng)化程度、節(jié)約集輸系統(tǒng)投入。高效三相分離器能夠達(dá)到90%以上的脫水率，處理后的原油含水率小于0.5%，能夠進(jìn)一步完成油水界面控制、完成流程穩(wěn)定及除砂，起到良好的三相分離效果，提高集輸效率。

5.提高管道的抗腐蝕能力

針對(duì)油田油氣集輸系統(tǒng)涉及的管道，要進(jìn)一步采用新材料，提高管道抗腐蝕能力，延長管道使用壽命，改造腐蝕嚴(yán)重、穿孔頻繁、造成油氣損失大的集輸管網(wǎng)，采取經(jīng)濟(jì)有效的保溫措施，減少散熱損失，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

四、結(jié)語

提高油氣集輸系統(tǒng)的效率，有助于在油田開發(fā)中后期，進(jìn)一步提升油田生產(chǎn)效率，同時(shí)降低生產(chǎn)投資，提高設(shè)備使用效率，保持原始能量，減少無用功的投入。通過油氣處理區(qū)域優(yōu)化、提高輸油泵機(jī)組效率、簡(jiǎn)化調(diào)整油氣集輸處理系統(tǒng)、應(yīng)用高效三相分離器以及提高管道抗腐蝕能力，能夠進(jìn)一步簡(jiǎn)化油氣處理工藝、縮短油氣處理流程，提升油田油氣集輸效率。

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（作者單位：中油遼河工程有限公司）