油田集輸系統(tǒng)的能耗分析與節(jié)能措施

慕銀倉 柳瑤捷

摘要：高能耗、高污染的粗放型增長模式已經(jīng)不適應(yīng)新常態(tài)的要求。集約型增長模式，以提高能源效率為核心，低能耗、低污染、低排放的低碳經(jīng)濟(jì)，已經(jīng)成為未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的方向。集輸系統(tǒng)是油田地面工程的重要組成部分，是地面工程技術(shù)的核心。項(xiàng)目投資一般占地面工程總投資的50%左右，能源消耗約占油田生產(chǎn)能耗的35%左右。為此，從節(jié)能設(shè)計(jì)開始，日常管理節(jié)能和不斷改進(jìn)節(jié)能技術(shù)，會大大降低油氣開采行業(yè)的運(yùn)行成本。

關(guān)鍵詞：油田;集輸系統(tǒng);能源消耗;能源

1.集輸技術(shù)系統(tǒng)的能耗分布

1.1集輸系統(tǒng)的能量分配結(jié)構(gòu)

在測試分析的基礎(chǔ)上，對當(dāng)前集輸系統(tǒng)的主要能耗分布進(jìn)行了有效的計(jì)算和統(tǒng)計(jì)，總結(jié)了其能耗分布結(jié)構(gòu)，為后續(xù)的節(jié)能設(shè)計(jì)提供依據(jù)。在具體的測繪過程中，由于系統(tǒng)的復(fù)雜性，可將主要管網(wǎng)分段，包括中轉(zhuǎn)站到脫水站的管網(wǎng)，以及中轉(zhuǎn)站下面的管網(wǎng)。前一部分的能量可有兩個站點(diǎn)的介質(zhì)能量差測出后一部分則可以通過壓降差計(jì)算得出，其它能源消耗主要包括加熱爐的熱耗、機(jī)械泵系統(tǒng)的耗能、二級加熱爐的耗氣。只要知道系統(tǒng)各部分的能耗分布，就可以重點(diǎn)進(jìn)行能耗設(shè)計(jì)。

1.2集輸系統(tǒng)的耗能現(xiàn)象與問題

目前原油生產(chǎn)中，集輸系統(tǒng)是主要的能源消耗。實(shí)際上，目前集輸系統(tǒng)主要有高耗能和高耗能兩大問題。油、水處理，尤其是加熱處理，由于加熱爐的效率等問題，產(chǎn)生了大量的熱量損失。與此同時，集輸過程中揮發(fā)性物質(zhì)大量流失，進(jìn)一步加大了損耗。

1.3集輸系統(tǒng)能耗的影響因素

有許多因素會影響集輸系統(tǒng)的能耗：一是預(yù)脫器的含水率;在萃取原油，尤其是高含水期開采原油時，其含水率高，易發(fā)生原油的加熱沉淀。脫水劑的能耗大幅增加，隨著污水排放被帶走，熱量未得到有效利用;甚至脫水后的原油也有一定的含水量。水分含量較高時，對脫水原油進(jìn)行加熱，等量原油受熱也較大;另一個重要因素是加熱爐效率。加熱爐熱損失過大，也會導(dǎo)致系統(tǒng)能耗過大，影響能量利用率。通過計(jì)算，將加熱爐的熱損控制在5%以下，廢氣熱損失控制在8%以下，廢氣溫度低于180℃時，可有效地提高加熱爐的效率[2]。

2.集輸系統(tǒng)目前存在的問題

2.1能源過度消耗

當(dāng)前，油田開發(fā)過程中，原油含水率不斷升高，產(chǎn)液量和產(chǎn)水量不斷增加。由此，運(yùn)輸能耗及相應(yīng)的加工成本逐年上升，這是不可避免的。在單井產(chǎn)量下降的情況下，人們開始轉(zhuǎn)向含油量不高的油井，但這必然意味著油田集輸系統(tǒng)的運(yùn)輸成本將繼續(xù)上升。另外，目前國內(nèi)油田集輸系統(tǒng)中，不少設(shè)備已超負(fù)荷運(yùn)行，可是油田主體方往往出于成本的考慮一直擱置了這方面的投資，這必然也會增加一部分設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的能耗。

2.2計(jì)量不充分

常規(guī)采油過程中，油量分離器的計(jì)量需要人工進(jìn)行計(jì)量操作、取樣及后續(xù)檢測等工作，這部分工作都是由計(jì)量站人員來完成的。近幾年來隨著采油工藝的不斷創(chuàng)新，與以往相比，提高了工作效率和精度。但是，由于各種客觀因素的影響，其工作效果并不理想。不準(zhǔn)確的計(jì)量方法必然會影響到油田集輸系統(tǒng)的運(yùn)行。所以，今后集輸系統(tǒng)改造的關(guān)鍵是提高計(jì)量方法的準(zhǔn)確性。

3.原油集輸系統(tǒng)的有關(guān)節(jié)能措施

3.1原油集輸系統(tǒng)摻水溫度設(shè)計(jì)

合理利用季節(jié)因素對能耗的最佳影響，把環(huán)境溫度作為配水時的重要參考因子。舉例來說，在夏天，未經(jīng)加熱水的室溫可以混合，這樣可以使能量消耗降到最低。由于夏季高溫，混合水在整個集輸過程中損失很小，基本能滿足要求。油田對能量的需求。冬天需要加強(qiáng)供水系統(tǒng)的保溫功能。首先，要合理控制外混水的溫度，使其保持在一定的合理范圍內(nèi);另外，對長距離干線進(jìn)行必要的保溫工作，實(shí)施保溫節(jié)能措施，確保節(jié)能?？刹扇〈胧?/p>

另外，要加強(qiáng)對員工的指導(dǎo)和宣傳，樹立節(jié)能意識，提高員工的積極性，充分認(rèn)識節(jié)能與采油廠及其自身發(fā)展的關(guān)系。另外，混水溫度的確定還與井口壓力有關(guān)。所以定期采集井口壓力數(shù)據(jù)是必要的。當(dāng)單井壓力發(fā)生明顯變化時，尤其是當(dāng)壓力趨于上升時，應(yīng)引起足夠的重視。唯有如此，才能及時、有效地發(fā)現(xiàn)問題。有針對性地解決發(fā)現(xiàn)的特殊問題。

3.2含油污水余熱熱泵回收技術(shù)

公司通過技術(shù)研發(fā)，改進(jìn)了熱泵的工作原理?，F(xiàn)有的油氣公司熱泵系統(tǒng)都是基于逆卡諾循環(huán)原理。由于熱泵工作時摩擦小，所以熱泵排出的熱量很少。目前的熱泵均配有專用設(shè)備，使熱泵吸收輻射的余熱，并將熱量輸送至熱利用設(shè)備。所以，該原理和技術(shù)的應(yīng)用，極大地提高了油氣集輸系統(tǒng)的余熱利用率[2]。

3.3原油集輸系統(tǒng)水質(zhì)控制

原油集輸系統(tǒng)的混水水質(zhì)對集輸管道及部分設(shè)備的運(yùn)行有一定的影響。為此，需要定期對集輸混合水進(jìn)行采樣和檢測，通過檢測來確定其水質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)對混合水水質(zhì)的嚴(yán)格控制。集輸混合水的水質(zhì)不合格，一旦出現(xiàn)問題，需要及時發(fā)現(xiàn)和解決。

3.4加熱爐的節(jié)能措施

加熱爐在油田集輸系統(tǒng)中起輔助作用，采用加熱爐，可對油井設(shè)備進(jìn)行熱洗、脫水等操作。為改善加熱爐的節(jié)能效果，我國石油和天然氣公司對加熱爐的嚴(yán)格選用。選用加熱爐時，首先要考慮加熱爐的效率。若加熱爐轉(zhuǎn)化利用率不高，則無法實(shí)現(xiàn)其節(jié)能、環(huán)保。第二，為節(jié)省能源，燃燒器和加熱爐必須匹配。合理的燃燒器能有效地回收加熱爐所產(chǎn)生的熱量，從而節(jié)省資源。為了更好地節(jié)約能源，在選擇了合適的加熱爐和燃燒器后，必須定期進(jìn)行設(shè)備維護(hù)，以保證設(shè)備的正常運(yùn)行。

結(jié)語：

油氣田開采是油田生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。它是一個復(fù)雜的大系統(tǒng)。集中式能源消耗的大小直接影響油田的經(jīng)濟(jì)效益。所以對節(jié)能降耗技術(shù)系統(tǒng)的研究顯得非常迫切?？茖W(xué)發(fā)展是新時期的必然要求，是節(jié)能、環(huán)保的大勢所趨，是提高油田經(jīng)濟(jì)效益的必然要求。道路。石油天然氣集輸系統(tǒng)的節(jié)能降耗主要來自于技術(shù)創(chuàng)新和設(shè)備改造。做好這兩方面的工作，就能把降低消費(fèi)的任務(wù)提高到一個新的水平。針對不同油田生產(chǎn)的不同性質(zhì)的原油，應(yīng)采用不同的分離輸送方式，充分結(jié)合油田的特點(diǎn)，同時采用多種技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。就一定的油性、有關(guān)參數(shù)的確定、工藝流程等情況下，加熱設(shè)備、輸送管道、輸送設(shè)備的效率是影響能耗和經(jīng)濟(jì)效益的主要因素。確立節(jié)能降耗的概念，充分利用抽油機(jī)的動力和含油污水的余熱，提高能源利用率。通過現(xiàn)代技術(shù)，充分利用現(xiàn)代技術(shù)帶來的便利，準(zhǔn)確、及時地降低集輸成本，提高油田效益。

參考文獻(xiàn)：

[1] 邱江源，劉相麟，陳源祥.應(yīng)用油氣集輸工藝技術(shù)提升節(jié)能降耗水平[J].中國石油石化，2017（02）