新時(shí)期提升油田油氣集輸效率的有效措施探索

王琦(大慶油田有限責(zé)任公司，黑龍江 大慶 163000)

0 引言

近年來，我國油田油氣產(chǎn)量逐漸降低，但其含水量越來越高，現(xiàn)如今，以往的油田油氣集輸系統(tǒng)處理能力已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足實(shí)際需求，處理能力不強(qiáng)，所以存在很多問題，主要包括效率不高、高消耗等等。因此，在這種情況下，必須要進(jìn)一步優(yōu)化改造油田油氣集輸系統(tǒng)，以提升油田油氣集輸效率。

1 油田油氣集輸系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析

要想使油田油氣集輸處理系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要不斷完善油田油氣集輸系統(tǒng)，減少系統(tǒng)的能源消耗，保證油氣技術(shù)處理工藝流程從復(fù)雜變成簡單化，采用集中處理工藝流程，而且用三級(jí)布站方法代替兩級(jí)布站方法，利用集中處理站的施工，縮短油田油氣集輸管路系統(tǒng)長度，縮短卸油運(yùn)輸距離，進(jìn)而避免集輸系統(tǒng)產(chǎn)生較高的建設(shè)成本，提升油田油氣集輸系統(tǒng)的自動(dòng)化管理效率，方便集中自動(dòng)化管控，使油田油氣集輸系統(tǒng)可以朝著智能化管理的方向不斷發(fā)展[1]。并且更新改造已經(jīng)出現(xiàn)老化情況的油田油氣集輸設(shè)備，比如：對(duì)分離器設(shè)備進(jìn)行更新改造，進(jìn)而大大提升油氣水分離處理水平。在最大限度上保證設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行，做好自動(dòng)化儀器儀表投入工作，利用自動(dòng)控制系統(tǒng)，對(duì)油水界面進(jìn)行智能化管理，發(fā)生存在冒罐的問題，進(jìn)而導(dǎo)致油田油氣集輸系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)問題。此外，必須要不斷更新一些能耗較高的設(shè)備，比如：選用泵機(jī)組以及的運(yùn)用具有節(jié)能性能的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)等等，進(jìn)而使電能消耗明顯減少；也可以節(jié)能設(shè)計(jì)泵機(jī)組，這樣有利于提升泵機(jī)組的運(yùn)行水平，保證油田技術(shù)處理獲得更多的效益。

2 當(dāng)前油氣集輸系統(tǒng)存在的主要問題

油田從剛開始開采到原油耗盡是相當(dāng)漫長的過程，然而在該階段，原油產(chǎn)量越來越少，而且原油上有了更多的水分，到后期就會(huì)邁入高含水開發(fā)期，有些站庫容易出現(xiàn)大馬拉小車的情況，也有很多設(shè)備和管網(wǎng)存在一些問題，比如：高能耗以及老化等等，如果油氣田到了開采后期，必須要及時(shí)更新這些設(shè)備，需要及時(shí)的優(yōu)化改造集輸系統(tǒng)，也要解決以下幾個(gè)方面的問題：

(1)油氣處理設(shè)計(jì)水平和實(shí)際生產(chǎn)效率不匹配，浪費(fèi)大量的能源，在油氣處理中需要投入很多資金。

(2)站庫設(shè)備在很早以前就已經(jīng)投產(chǎn)，經(jīng)常出現(xiàn)老化的情況，能源消耗相當(dāng)高，效率不高。

(3)就集輸管網(wǎng)來講，經(jīng)常出現(xiàn)腐蝕穿孔的現(xiàn)象，有重大的油氣損失，既不安全，又不環(huán)保，也就是說增加風(fēng)險(xiǎn)和污染環(huán)境。

3 新時(shí)期提升油田油氣集輸效率的有效措施

在新時(shí)期下，為了可以油田油氣集輸效率，必須要采取有效的改善措施，具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

3.1 不斷優(yōu)化油氣處理區(qū)域

就油氣集輸來講，其主要原則是確保生產(chǎn)能力匹配設(shè)計(jì)能力，以確保油氣處理區(qū)域的完善和集中處理，通過不斷完善油氣處理工藝，減少不必要的處理工藝流程，縮減油氣處理規(guī)模，而且有必要的話，可以停止運(yùn)行原油電脫和少數(shù)脫水設(shè)備，盡可能降低能耗，以免在油氣處理過程中產(chǎn)生過高的成本。

3.2 選用優(yōu)質(zhì)的節(jié)能設(shè)備

設(shè)備使用時(shí)間久了，勢必會(huì)導(dǎo)致高能耗，所以必須要運(yùn)用全新的工藝和技術(shù)來改造有關(guān)設(shè)備，以保證油田油氣集輸效率得到顯著提升，減少能耗。而在這里最關(guān)鍵的是改造重要消耗設(shè)備，比如：負(fù)壓螺桿壓縮機(jī)、鍋爐等等，而且需要積極完善其參數(shù)的變化和運(yùn)行設(shè)備采用的變頻調(diào)節(jié)技術(shù)，進(jìn)而大大的減少能耗，確保所有設(shè)備都安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3.3 改造鍋爐和加熱爐

最近幾年，研制出越來越多種類的節(jié)能高效鍋爐，WNS全自動(dòng)燃?xì)庹羝仩t的存在，導(dǎo)致站場集輸效率有所變化，此鍋爐有很多特征，不僅有很高的熱效率，而且在運(yùn)行過程中很少發(fā)生故障，安全性和穩(wěn)定性都比較高，結(jié)構(gòu)也相當(dāng)緊湊，有比較強(qiáng)的負(fù)荷能力，自動(dòng)化控制水平高，整個(gè)安裝過程中不需要花費(fèi)過多的時(shí)間、人力和物力[2]。同時(shí)，此鍋爐是臥式內(nèi)燃三回程全濕背式火管鍋爐，從鍋爐首個(gè)回程運(yùn)用的波紋爐膽，到之后兩個(gè)回程運(yùn)用的螺紋煙管，其除了有比較大的受熱范圍，熱效率也比較高，這些都充分表現(xiàn)了提升效率。其中，鍋爐是微正壓燃燒，而且爐膛內(nèi)部偏多的空氣系數(shù)能夠嚴(yán)格控制在約1.1，因而其有相當(dāng)高的燃燒效率，但是風(fēng)機(jī)電能不會(huì)產(chǎn)生較高的小號(hào)，應(yīng)該結(jié)合有關(guān)的需求，使用適合的燃燒器，從某個(gè)角度來看，燃燒技術(shù)是比較完善的，具有較強(qiáng)的自動(dòng)化控制能力，啟動(dòng)和停止的速度都比較快，而且不會(huì)消耗很多氣量，這些都是傳統(tǒng)鍋爐不具備的優(yōu)勢，只有新型鍋爐才具有這些優(yōu)勢[4]。此外，改造加熱爐，需要注意以下幾點(diǎn)：首先，選擇和使用全自動(dòng)燃燒器，這樣除了可以提升燃燒效率，也可以確保加熱爐穩(wěn)定運(yùn)行。其次，調(diào)整和優(yōu)化加熱爐結(jié)構(gòu)，在確保安全的基礎(chǔ)上，使運(yùn)行效率得到大幅度提升。然后，適當(dāng)擴(kuò)大加熱盤管面積，讓加熱爐殼體在實(shí)際運(yùn)行中不會(huì)產(chǎn)生過大的壓力。最后，對(duì)新型保溫材料和保溫結(jié)構(gòu)進(jìn)行充分利用 ，盡量將加熱爐表面散熱損耗控制在最小化，以提高運(yùn)行效率。

3.4 選用耐腐蝕管道

在優(yōu)化改造有關(guān)的設(shè)備后，必須要改造集輸管道，對(duì)某條運(yùn)輸管道應(yīng)該暫時(shí)停止施工，將其更換成新型材料管道，其具有良好耐熱性能和耐腐蝕性能，在很大程度上可以減少油氣在實(shí)際集輸中的不必要耗損，降低管道穿孔事故的出現(xiàn)幾率[5]。從某種意義上來看，這是提升技術(shù)水平的主要途徑。通過選用防腐管材和管道內(nèi)壁防腐工藝，可以防止由于多次穿孔和腐蝕而導(dǎo)致很多油氣被；如果油氣集輸管網(wǎng)有許多安全隱患，這時(shí)必須要采取適合的保溫方法，以降低管道的散熱損失，而起始點(diǎn)改造主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一方面是凈化油外輸管道，另一方面是油氣集輸干線，這樣做的目的在于降低有關(guān)資源損耗，比如：天然氣、原油等等；在油田實(shí)際開采中選擇和使用管道時(shí)，應(yīng)該選擇金屬管，而且保證所選金屬管具有較強(qiáng)的承壓能力，這種管道不容易被機(jī)械和人為損壞，然而不具有較強(qiáng)的耐腐蝕性，所以通常適用范圍不是很廣，通常是在油田后期含水量偏高的開采集輸中應(yīng)用[6]。同時(shí)，就鋼骨架復(fù)合管來講，即便具有較強(qiáng)的耐磨損能力和耐腐蝕能力，然而其容易受到人為或者機(jī)械損壞。除此之外，也有其他的鋼管，即內(nèi)車玻璃鋼管。其囊括金屬管和非金屬管的全部優(yōu)勢，然而也有一些缺點(diǎn)，那就是對(duì)施工有相當(dāng)高的要求，制造成本也相當(dāng)高，所以在油田開采中幾乎不會(huì)選用這種類型的鋼管。

4 節(jié)能改造項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性

某油田油氣技術(shù)系統(tǒng)優(yōu)化改造項(xiàng)目已經(jīng)在2018年正式投入生產(chǎn)，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。大量的實(shí)踐證明：利用將兩個(gè)聯(lián)合站作為中轉(zhuǎn)站，縮減站內(nèi)運(yùn)行設(shè)備設(shè)施，減小規(guī)模，顯著提升油田油氣集輸系統(tǒng)技術(shù)效率，降低生產(chǎn)成本；該油田的原油主要在第三個(gè)聯(lián)合站集中電脫水，安全處理，合理利用站內(nèi)各個(gè)設(shè)備，提高設(shè)備負(fù)荷率，自然就可以提升設(shè)備效率；對(duì)于不同聯(lián)合站之間的連接管道，需要進(jìn)行科學(xué)的調(diào)整改造，使油田的原油外輸?shù)懒飨虬l(fā)生變化，盡量不要接近建筑物，更加不能占用村莊，一旦發(fā)現(xiàn)安全隱患，必須要及時(shí)消除。而改造前和改造后重要節(jié)能指標(biāo)比較如表1所示。

從表1中不難發(fā)現(xiàn)，油田油氣集輸系統(tǒng)經(jīng)過改造后，系統(tǒng)效率得到大幅度提升從46.2%上升到54.5%，站效也從53.6%上升到58.1%。而噸油綜合能耗和噸液綜合能耗都有所下降，分別是從26.44%降低到22.78%、從1.57%降低到1.28%。并且處理系統(tǒng)平均耗電量從449.2(萬kW·h)降低到218.33(萬kW·h)，處理系統(tǒng)年平均耗氣量從325.4(萬kW·h)降低到168.3(萬kW·h)，減少電能消耗。

表1 改造前和改造后重要節(jié)能指標(biāo)比較

5 結(jié)語

總而言之，油田全部油氣產(chǎn)量都是相對(duì)固定的，開采時(shí)間久了，含水量必定會(huì)偏高，而且油氣的集輸設(shè)備和管道使用時(shí)間久了，也勢必會(huì)出現(xiàn)老化的情況，所以在這種情況下，必須要不斷優(yōu)化油田油氣集輸管道，制定有效的措施，比如：不斷優(yōu)化油氣處理區(qū)域、選用優(yōu)質(zhì)的節(jié)能設(shè)備、改造鍋爐和加熱爐以及選用耐腐蝕管道等等，這樣可以使油氣集輸效率得到提升，降低維護(hù)成本，進(jìn)而更好地促進(jìn)企業(yè)和國家穩(wěn)定發(fā)展。