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    提高油氣集輸系統(tǒng)運(yùn)行效率的措施

    2021-11-18 11:40:08黃立新侯芯茹馬爾哈巴·吾不力哈斯木褚洪峰余艷虎
    裝備維修技術(shù) 2021年34期
    關(guān)鍵詞:運(yùn)行效率提高措施

    黃立新 侯芯茹 馬爾哈巴·吾不力哈斯木 褚洪峰 余艷虎

    摘? 要:油氣資源是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展領(lǐng)域的重要能源資源,在當(dāng)前的發(fā)展背景下,油氣資源的需求量逐年增加,資源供需分布不均勻的矛盾日漸突出,為有效解決這一問(wèn)題,在油氣工程的實(shí)施中,油氣集輸系統(tǒng)的構(gòu)建成為關(guān)鍵。傳統(tǒng)的油氣集輸系統(tǒng)中存在一些問(wèn)題,給油氣集輸系統(tǒng)運(yùn)行帶來(lái)影響,因此,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)油氣集輸系統(tǒng)運(yùn)行管理。

    關(guān)鍵詞:油氣集輸系統(tǒng);運(yùn)行效率;提高措施

    1油氣集輸系統(tǒng)的基本概述

    油氣集輸系統(tǒng)是一個(gè)綜合性的過(guò)程,涉及的內(nèi)容比較多,它主要指將已經(jīng)產(chǎn)出的油氣收集到一起,然后統(tǒng)一將它們輸送出去,輸送出去的油氣會(huì)被制成合格油。要想實(shí)現(xiàn)油氣田地面的有效集輸,需要依托于管網(wǎng)系統(tǒng),先利用油井井口將油氣田地面上產(chǎn)出的物質(zhì)集中在一起,然后通過(guò)系統(tǒng)性的加工處理,轉(zhuǎn)換成合格油,這些合格油無(wú)法用人工的方式進(jìn)行運(yùn)輸,一般都是通過(guò)輸油管線實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離輸送,管線輸送的穩(wěn)定性比較好,可以使油氣順利運(yùn)輸?shù)郊庸すS中。油氣集輸系統(tǒng)的起始點(diǎn)位于油井井口,終點(diǎn)站一般是礦場(chǎng)。

    2油氣集輸系統(tǒng)工藝

    2.1油氣水相混輸工藝

    原先常用的油氣集輸工藝中,長(zhǎng)距離狀態(tài)下的混輸工藝中,通常使用電加熱技術(shù),與其他的各項(xiàng)技術(shù)相配合,之后才可以把已經(jīng)獲取的相關(guān)原材料進(jìn)行加工和處理,之后根據(jù)已經(jīng)取得的工作方案適配。在當(dāng)前的技術(shù)研發(fā)過(guò)程中,已經(jīng)開(kāi)始利用油氣水相混輸工藝替代原有的技術(shù)方案,其中歐美國(guó)家常用已經(jīng)經(jīng)過(guò)了混合的技術(shù)方案。在該項(xiàng)技術(shù)的使用過(guò)程可以把多種輸出工藝混合,從整體上來(lái)看,可以降低整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行成本,同時(shí)也可以簡(jiǎn)化工藝流程。說(shuō)明在今后我國(guó)油氣行業(yè)的發(fā)展中,也要通過(guò)對(duì)該項(xiàng)新型技術(shù)的利用,使用專業(yè)性的混輸工藝,讓建成的整個(gè)工藝方案更加具有運(yùn)行效率。

    2.2原油脫水工藝

    在原油的開(kāi)采過(guò)程中,一些油田的含水量較高,當(dāng)此時(shí)需要采用相關(guān)措施進(jìn)行處理,降低材料的含水量,防止由于原油的含水量無(wú)法得到控制,使得原油的質(zhì)量不足。在該項(xiàng)技術(shù)的使用過(guò)程中,通常會(huì)采用兩段式的脫水方法,第一段通過(guò)凝結(jié)脫水與沉降工藝進(jìn)行處理,第二段為電脫水工藝。在當(dāng)前的原油脫水工藝技術(shù)中,發(fā)生的轉(zhuǎn)變方法是,從人力處理方法轉(zhuǎn)變成機(jī)械處理方法,則在當(dāng)前與今后的技術(shù)處理過(guò)程中,要通過(guò)科學(xué)加入自動(dòng)化技術(shù)體系,讓整個(gè)系統(tǒng)的工作質(zhì)量和工作效率提高。

    2.3原油集輸工藝

    我國(guó)現(xiàn)有的原油采集工作中,采集的原油通常含蠟濃度較高,同時(shí)凝固點(diǎn)也較高,當(dāng)此時(shí)原油無(wú)法滿足長(zhǎng)距離運(yùn)輸要求。在長(zhǎng)距離的運(yùn)輸過(guò)程中,為了保障整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行安全性與工作穩(wěn)定性,則需要在專業(yè)化的運(yùn)輸過(guò)程中,預(yù)先對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行處理,達(dá)到運(yùn)輸過(guò)程中的大型站點(diǎn)之后,對(duì)已經(jīng)取得的原油進(jìn)行處理。從當(dāng)前油氣行業(yè)發(fā)展水平較高的國(guó)家和地區(qū)來(lái)看,在地面油氣集輸工藝中,基本不會(huì)直接處理與加工原油,而是向其中加入化學(xué)藥劑,用來(lái)分解原油中的特定成分,可以說(shuō),國(guó)內(nèi)目前采用的加工方法,在一定程度上存在技術(shù)的使用效果較差問(wèn)題。

    3油氣集輸過(guò)程中存在的問(wèn)題

    (1)從油井中所開(kāi)采出來(lái)的流體含水量較大,在該過(guò)程中不僅會(huì)增加油氣資源的處理難度,相應(yīng)的處理成本也會(huì)增加。目前我國(guó)很多油氣田已經(jīng)進(jìn)入了高含水期,油氣田中的含水量也不斷呈現(xiàn)出上升趨勢(shì),原油的質(zhì)量也會(huì)有所降低,會(huì)嚴(yán)重增加后期原油的處理難度,對(duì)設(shè)備的處理要求也會(huì)越來(lái)越高,從而會(huì)增加相關(guān)設(shè)備的負(fù)荷,能源消耗也會(huì)增加。(2)采油生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)利用到機(jī)械設(shè)備,由于目前對(duì)機(jī)械設(shè)備的管理不到位,一些設(shè)備出現(xiàn)老化的現(xiàn)象,導(dǎo)致電能利用率低,造成更多的電能消耗,并不能有效地提升設(shè)備功效,設(shè)備在進(jìn)行轉(zhuǎn)換的過(guò)程中損失比較大,浪費(fèi)了很多的電能,機(jī)采井已經(jīng)成為高耗電的場(chǎng)所。由于我國(guó)自主創(chuàng)新能力不足,導(dǎo)致抽油機(jī)設(shè)備在節(jié)能設(shè)計(jì)方面不完善,會(huì)消耗大量的電能,沒(méi)有轉(zhuǎn)換成有用功。(3)對(duì)于采油生產(chǎn)管理力度不完善,沒(méi)有對(duì)油井進(jìn)行合理的摻水,導(dǎo)致油井中的溫度過(guò)低,油井中流體阻力較大,容易引起能量消耗過(guò)多的現(xiàn)象。在采油生產(chǎn)過(guò)程中管線腐蝕嚴(yán)重,會(huì)造成熱能泄漏的現(xiàn)象,因此油田企業(yè)必須對(duì)加熱設(shè)備進(jìn)行保溫處理,才能更好協(xié)助采油生產(chǎn)工作。在加熱設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程中沒(méi)有節(jié)能設(shè)計(jì),就會(huì)造成燃料消耗增多的情況,提高了油田的投資成本。

    4提高油氣集輸系統(tǒng)運(yùn)行效率的措施

    4.1合理優(yōu)化油氣處理區(qū)域

    (1)優(yōu)化區(qū)域集輸系統(tǒng)總體布局。優(yōu)化區(qū)域集輸系統(tǒng)總體布局就是通過(guò)合理分配站庫(kù)處理液量,保證集輸站采出液處理設(shè)計(jì)規(guī)模與實(shí)際處理能力相匹配,同時(shí)選取最優(yōu)集輸路由,實(shí)現(xiàn)站場(chǎng)利用率最大化、內(nèi)部輸送能耗最小化。(2)優(yōu)化簡(jiǎn)化上游站庫(kù)處理工藝。優(yōu)化簡(jiǎn)化部分站庫(kù)的處理工藝就是結(jié)合油田開(kāi)發(fā)中后期含水升高、油量降低等因素,通過(guò)適當(dāng)減少上游站庫(kù)的原油處理設(shè)施,簡(jiǎn)化工藝流程,實(shí)現(xiàn)原油的區(qū)域集中精細(xì)處理,實(shí)現(xiàn)規(guī)?;膬r(jià)值,進(jìn)一步降低整體處理成本。

    4.2增加或者維持能量

    第一,縮減開(kāi)式流程,并做好氣密運(yùn)輸工作。合理布局機(jī)采與集輸系統(tǒng),科學(xué)應(yīng)用多相混合型的運(yùn)輸泵,在同一個(gè)管道中將油氣水進(jìn)行混合并展開(kāi)密閉式運(yùn)輸,這樣既可以降低井口處的回壓,還能增加油井生產(chǎn)量,減少抽油管所需的維護(hù)成本等,從而提高整個(gè)集輸系統(tǒng)運(yùn)行的效率。第二,對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行合理優(yōu)化。因?yàn)橐后w體積小或者是管道直徑大等,都會(huì)使得流體的流量超過(guò)經(jīng)濟(jì)流量相關(guān)范圍。就正常情況來(lái)說(shuō),測(cè)量站與轉(zhuǎn)運(yùn)站、聯(lián)合站與轉(zhuǎn)運(yùn)站之間的管道效率比較高,基本都在90%之上,這主要是由于管道中有著大量液體,同時(shí)管道內(nèi)熱損失程度較低,整個(gè)管道的有效性比較高。而其他很多管道中液體的流速都很低,并且熱損與摩擦阻力較高,這種情況下,就需要不斷優(yōu)化各類管網(wǎng),讓管中的液體流量保持在一定范圍內(nèi),從而盡可能提高其工作的效率。第三,簡(jiǎn)化工作流程。因?yàn)樵偷募庸み^(guò)程十分復(fù)雜,并且管道內(nèi)有著很大的摩擦阻力,所以需要油泵來(lái)進(jìn)行動(dòng)力的額外提供。對(duì)這些過(guò)程展開(kāi)集中處理,不僅可以有效降低成本投入,還能減少熱能的損失,從而將原始能量充分的保留下來(lái)。

    4.3減少低效性投入

    第一,常溫運(yùn)輸。由于單管道運(yùn)輸不需要進(jìn)行加熱處理,且能耗比較低,所以適用于那些能量剩余比較高、流動(dòng)性強(qiáng)以及粘度較低的油井。在進(jìn)行油田開(kāi)發(fā)的初級(jí)階段,流經(jīng)管道的流體粘度普遍偏高,且流動(dòng)的阻力很大,所以井口處輸送的壓力就會(huì)比較高,與此同時(shí),管壁上存在的結(jié)垢或結(jié)蠟?zāi)軌蛟谝欢ǔ潭壬蠝p小通道橫截面積,并加大流阻和井口壓力。在油田發(fā)展變化的過(guò)程中,井口處的溫度以及含水量也在不斷增加,這在很大程度上降低了流體的粘度,讓集輸系統(tǒng)能夠在常溫條件下進(jìn)行工作。第二,預(yù)脫除游離水。就現(xiàn)目前而言,在集中處理站中,大約有1/3左右的油是屬于中轉(zhuǎn)站油,其中的含水量達(dá)到了80%-90%,這種情況下,就需要采取加熱分離游離水的方式來(lái)進(jìn)行處理。若是將加熱與分離的過(guò)程變成自由水預(yù)分離,再將加熱爐加熱,那么就能在很大程度上達(dá)到減少能耗的目標(biāo)。

    4.4合理調(diào)整油氣集輸系統(tǒng)

    選擇那些不用加熱井口的集油操作,或者是優(yōu)化相應(yīng)的配量過(guò)程,這樣能夠有效簡(jiǎn)化整個(gè)油氣集輸過(guò)程。合理應(yīng)用舊油井中的集水、混合管道和既建基礎(chǔ)設(shè)施等,充分簡(jiǎn)化油井收集的過(guò)程;同時(shí),有效借助機(jī)能來(lái)推動(dòng)油氣集輸?shù)陌l(fā)展,讓三級(jí)站設(shè)計(jì)得到簡(jiǎn)化;除此之外,還要促進(jìn)對(duì)含水量較高的油田進(jìn)行預(yù)脫水處理工作。

    5結(jié)語(yǔ):

    近年來(lái),在油氣行業(yè)的快速發(fā)展過(guò)程中,針對(duì)傳統(tǒng)油氣集輸系統(tǒng)中存在的運(yùn)行效率低問(wèn)題,為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo),幫助油氣工程實(shí)現(xiàn)更大的效益,就必須要積極降低系統(tǒng)能耗,提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。

    參考文獻(xiàn):

    [1]楊爽.淺談提高油氣集輸系統(tǒng)運(yùn)行效率的措施[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2020(5):3256.

    [2]喬文旗.探究油氣集輸系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行方案優(yōu)化方法[J].科教導(dǎo)刊-電子版(下旬),2018(2):234.

    [3]潘峰.油氣集輸系統(tǒng)不確定性優(yōu)化若干問(wèn)題探討[J].化工管理,2020(10):145-146.

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