油氣集輸能耗分析及節(jié)能技術(shù)研究

江蓓蓓 劉鵬 劉淑芹

摘要：本文在對當(dāng)前油氣集輸系統(tǒng)能耗特點及能耗狀況和原因進(jìn)行簡要分析基礎(chǔ)上，著重對加熱爐節(jié)能、余熱回收利用、應(yīng)用先進(jìn)集輸技術(shù)、提升管道運輸能力、改變油水泵運行頻率、優(yōu)化油氣分離技術(shù)等節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：油氣集輸;節(jié)能降耗;技術(shù)措施

當(dāng)前，國際油價持續(xù)處于較低水平，行業(yè)競爭不斷加劇，油田降本增效壓力加大，油氣集輸作為油田勘探開發(fā)重要環(huán)節(jié)，在運行中能耗較高，成為油田生產(chǎn)主要耗能環(huán)節(jié)之一。因此，有必要把集輸系統(tǒng)節(jié)能降耗作為油田降本增效的切入點，提升集輸系統(tǒng)能源利用率，降低集輸運行成本、提升油田效益。

1 油田集輸系統(tǒng)能耗分析

1.1集輸系統(tǒng)能耗特點

隨著油田勘探開發(fā)力度加大，油氣集輸系統(tǒng)耗能增加，主要有以下特點：一是油氣介質(zhì)處理難度大，特別是勘探開發(fā)中后期階段含水量增加，開發(fā)難度和處理難度都相應(yīng)增加，能耗隨之增加。二是油氣生產(chǎn)中產(chǎn)熱設(shè)備較多，熱量無法有效散發(fā)，降低了設(shè)備運行效率，如個別老化或使用年限較長的加熱爐運行效率在75%以下。三是能耗較高，集輸系統(tǒng)加熱集輸中，需石油作為燃料，同時還要消耗大量電能。

1.2油氣集輸系統(tǒng)能耗狀況及原因

一是設(shè)備與運行不匹配。集輸系統(tǒng)設(shè)備與生產(chǎn)工藝和集輸介質(zhì)油水比不匹配，油田開發(fā)后期產(chǎn)液含水增加、產(chǎn)油量降低，集輸系統(tǒng)存在“大馬拉小車”問題，電能消耗增加。個別運行時間較長的集輸系統(tǒng)工藝?yán)匣?，集輸效率低?/p>

二是集輸系統(tǒng)運行狀況不佳。特別是注水泵、加熱爐等高耗設(shè)備，長期持續(xù)運行造成老化嚴(yán)重，降低了運行效率，設(shè)備故障率和損壞率隨之上升，影響了集輸系統(tǒng)高效運行。

三是集輸系統(tǒng)腐蝕問題。集輸系統(tǒng)長期運行易產(chǎn)生腐蝕問題，如不及時發(fā)現(xiàn)并采取措施，易引發(fā)介質(zhì)泄露甚至事故，影響集輸系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

2 油田集輸系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

2.1加熱爐節(jié)能技術(shù)

油氣集輸中需使用加熱爐開展油氣熱洗、油井注水、采暖伴熱等工作，輔助油田勘探開發(fā)和集輸，但加熱爐能耗高，需采取適當(dāng)?shù)毓?jié)能措施。影響加熱爐運行效率的因素較多，主要受爐體結(jié)構(gòu)、空氣系數(shù)、余熱回收率用率等影響。在節(jié)能應(yīng)用中，首先是加熱爐更新中，優(yōu)先選擇效率更高的加熱爐，如具有高效燃燒器和節(jié)能型結(jié)構(gòu)的加熱爐，防止加熱爐本身爐體結(jié)構(gòu)設(shè)計落后造成能耗較高;燃燒器優(yōu)化選擇有利于提高余熱利用效率，應(yīng)選擇能效較高和余熱回收利用效能較高的燃燒器，提升加熱爐節(jié)能減排成效。要控制好加熱爐運行中的空氣參數(shù)，確保其處于最佳運行范圍。定期對加熱爐進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，確保加熱爐始終處于最佳工況，盡量延長加熱爐使用壽命，為加熱爐節(jié)能減排奠定基礎(chǔ)。同時，針對油田勘探開發(fā)后期老區(qū)塊個別油井停產(chǎn)、工作油井?dāng)?shù)目減少的實際，探索實施“多油井一臺加熱爐”運行模式;在新開發(fā)區(qū)塊工作油井?dāng)?shù)量較多區(qū)域，實施“一口油井一臺加熱爐”模式，最大限度降低加熱爐能耗、減少污染物排放。

2.2余熱回收利用技術(shù)

集輸系統(tǒng)中的加熱爐、各類設(shè)備和泵機(jī)等運行中都會產(chǎn)生熱量，熱量不易散發(fā)不僅影響設(shè)備正常運行，余熱不能有效利用還浪費了能源，因此，要根據(jù)集輸系統(tǒng)運行實際，依托先進(jìn)的載熱設(shè)備和工具進(jìn)行系統(tǒng)余熱的充分利用。當(dāng)前應(yīng)用中，主要是應(yīng)用熱功轉(zhuǎn)換技術(shù)、熱交換技術(shù)、低溫余熱利用技術(shù)等，確保提升集輸系統(tǒng)能源利用率。同時，尋找高效的替代燃料代替石油，比如應(yīng)用水煤漿和油焦?jié){等新型燃料代替石油，作為集輸系統(tǒng)加熱燃料，降低石油消耗量。

2.3應(yīng)用先進(jìn)集輸技術(shù)

應(yīng)用降溫集輸技術(shù)，針對油田開發(fā)后期介質(zhì)含水量升高、含油量降低的實際，在滿足油氣集輸前提下降低集輸介質(zhì)的溫度，節(jié)省電能和熱能。應(yīng)用不加熱集油和低溫集油工藝，加熱集輸是傳統(tǒng)集輸工藝中的重要環(huán)節(jié)，可針對區(qū)塊原油特性，在符合條件的區(qū)域開展不加熱集油工藝，在減少能耗的同時還可實現(xiàn)雙管同步出油;實施低溫集油工藝，將產(chǎn)液中的水從集輸系統(tǒng)起點收集、在終端匯集后剔除，降低能耗。應(yīng)用油氣混輸集輸，使油井開發(fā)出的石油和天然氣不經(jīng)過分離處理和初加工，就直接借助泵機(jī)和管道集輸?shù)浇K端，在終端再進(jìn)行處理，將油氣資源處理壓力轉(zhuǎn)移到終端，減少集輸管道數(shù)量和前期處理成本，提升集輸效率。

2.4提升管道運輸能力

油氣集輸系統(tǒng)中，各類油氣資源介質(zhì)運輸載體都是管道，管道集輸性能與管道進(jìn)出口壓力、集輸介質(zhì)溫度等參數(shù)直接相關(guān)，管道出口溫度和壓力越高，油氣集輸效率也就越高。因此，可轉(zhuǎn)換工作思路，將節(jié)能降耗轉(zhuǎn)移為提升集輸效率來降低油氣集輸?shù)恼w能耗，在集輸系統(tǒng)管道改造中，根據(jù)實際情況改變管道口徑，進(jìn)而升高出口壓力，并配套安裝智能化溫壓控制裝置，實現(xiàn)在同等條件下以更低的集輸溫度運輸油氣介質(zhì)，通過提升管道運輸能力達(dá)到節(jié)能的目的。

2.5改變油水泵運行頻率

傳統(tǒng)油氣資源集輸中，設(shè)備操作精準(zhǔn)性較低，參數(shù)設(shè)計合理性和有效性還有待加強。集輸操作人員應(yīng)根據(jù)實時監(jiān)測的集輸油氣運輸量、設(shè)備承載量等參數(shù)，對閥門的開度、油水泵數(shù)量等參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，確保以最低能耗運輸最多油氣資源，提升集輸系統(tǒng)節(jié)能水平。隨著技術(shù)進(jìn)步，可配合油田智能化改造，應(yīng)用變頻技術(shù)進(jìn)行油水泵運行調(diào)控，使傳統(tǒng)輸油泵轉(zhuǎn)變?yōu)樽冾l調(diào)速的輸油泵，通過調(diào)整電動機(jī)運行頻率來調(diào)整以電動機(jī)供能的泵機(jī)的轉(zhuǎn)速，避免油氣集輸高峰期泵機(jī)速度跟不上實際需要，或是油氣集輸?shù)凸绕诒脵C(jī)轉(zhuǎn)速過高造成的電能浪費，在節(jié)省能源資源的同時還能減少設(shè)備不必要的磨損。同時，還可根據(jù)實際運行情況，將個別區(qū)域的低效泵和小泵，替換為符合集輸運行實際的高效泵和大泵，確保輸油泵運行平穩(wěn)。

2.6優(yōu)化油氣分離技術(shù)

油氣集輸系統(tǒng)一般是將石油和天然氣分離后再運輸，而油田中的油氣資源是同步采出，隨著開發(fā)時間延長，油井產(chǎn)液中的石油和天然氣占比會出現(xiàn)變化，在油氣開發(fā)和集輸中要實時監(jiān)測油藏產(chǎn)液變化情況，及時根據(jù)油氣比、油水比等參數(shù)的變化，調(diào)整油氣分離操作，提升油氣分離設(shè)備運行效率，降低操作成本和能耗。同時，還可配套應(yīng)用高效油氣水三項分離器，進(jìn)一步降低分離成本和能耗，提升分離效率和質(zhì)量。

3 結(jié)論

綜上所述，油氣資源開發(fā)利用中，集輸系統(tǒng)是重要環(huán)節(jié)，也是主要的能耗環(huán)節(jié)之一，針對當(dāng)前集輸系統(tǒng)能耗特點和能耗過高原因，有針對性的采取技術(shù)措施進(jìn)行節(jié)能減排，有利于實現(xiàn)集輸系統(tǒng)降本增效。

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