油气集输系统站库节能潜力分析.pdf

邓海 平 大庆油田有限责任公司第七采油厂 黑龙江省大庆市1 6 3 0 0 0 摘要 针对油气集输 系统能耗情况存在的吨油耗气、 吨液耗电等 能耗上升较快的问题 ， 认 为主要是 由于老 区三次加密及 外围油 田低产低效井数增加 、 集输油系统处于低 负荷运行状态、 部分加 热炉设备老化、 效率下降等原因， 提 出了降低能耗的思路 应从加 强运行管理、 提 高设备效率入手 ， 从而减 少能源消耗 。 关键词 集输 系统 ； 站库； 节能潜力； 分析 2 0 1 D 年第5 期 7 D 月出版 鸽 翳 囊 1 集输系 统站库能耗现状 油 田集输生产 消耗天然气 ， 主要集 中在 中转站 和脱水站 ， 特别是中转站承担油井的掺水 、 热洗等任 务 ， 天然气消耗量很大 ， 接近油 田集输生产消耗天然 气总量 的 8 0 ％。近年来 ， 油 田吨油耗气持续 上升 ， 2 0 0 9 年全厂 自耗气量计划为4 9 7 0 x 1 0 m ， 吨油耗气计 划 为3 5 m ／ t ， 与 2 0 0 8 年 自耗气 4 7 7 9 1 0 m3 7 吨油耗气 3 2 ． 2 9 I n ／ t 相比， 分别上升4 ％和 8 ． 4 ％。由于低产低效 井的增多， 集输吨油耗气较高且呈现逐年增加趋势 见表 1 表 1 2 0 0 9 2 0 1 9 年耗气趋势预测表 2 集输系统站库能耗上升原因分析 2 ． 1 老区产油量下降 ， 运行能耗上升 目前 ， 葡北油田综合含水已达到9 0 ．8 2 ％， 进入高 含水期 ， 平均单井产液为 l 6 t ／ d ， 现有双管掺水流程集 油管道的热力条件差 ， 只能靠 提高油井掺水量维持 生产 ， 使得集油能耗上升 。如葡北油 田吨油 自耗气 由2 0 0 1 年 的3 0 ． 2 5 m ／ t 上升到 2 0 0 9 年的4 5 r n ／ t ， 高出 全厂能耗水平。 2 ． 2 系统低负荷远行 ， 效率偏低 进入高含水期 ， 为 了合理开发 ， 需调整注采系统 以及对高含水井关井 ， 计量站平均辖井数不断下降 ， 造成转油站站内设施平均负荷率偏低。为了满足集 输热力条件， 提高掺水量维持生产， 造成系统平均自 耗气及耗 电上升 ， 经济效益逐年下降。 2 ． 3 部分加热炉等设备老化 ， 效率下降 ， 集输系统能 耗升高 如葡北油 田是采油七厂投产最早的区块 ， 转油站 内设备在经过长期运行后 ， 有 2 8 台加热炉运行效率低 于7 8 ％。在 7 座站库 中， 还有 5 9 面超期服役低压配电 屏， 这些设备的低效率运行， 使得集输系统能耗升高。 2 ． 4 低产低效井增加 ， 单井产能低 ， 吨液能耗高 全厂 自“ 十一五” 以来 ， 加大外围敖南地 区和扶 余油层开发力度 ， 根据油 田开发规划安排 ， “ 十一五” 期间基建油水井 2 0 9 1 口， “ 十二五” 期 间基建油水井 1 8 0 9口， 这部分新井的吨液耗电比老区高一倍 ， 部分 区块更大， 如扶余油层地区吨液耗点达到 1 0 k W h ／ t ， 吨油耗气在 5 0 m ／ t 以上 ， 能耗增长速度越来越快 ， 吨 液能耗呈现上升趋势。 2 ． 5 部分新工艺、 新技术能耗较高 敖包塔作业 区新 区产能井的井 口电加热器和管 线 电热带在 2 0 0 8年 1 1 ～ 1 2月份在 敖南地 区集 中应 用 ， 总功率 6 9 9 k W， 测量月耗电为6 8 ． 6 x l O k W h ， 年 耗电为 8 2 3 x 1 0 k W h ， 影响了节能减排工作的效果。 3 减少能耗上升措施及效果分析 针对 油 田站库 能耗状况 ， 降低能耗 的思路应当 从加强运行管理 ， 提高设备效率人手 ， 从而减少能源 消耗 。 2 。 7 。 年笨5 期 7 0 月出版 3 ． 1 严格执行 降温集输工作实施方案 ， 做好季节 调控。 降温集输 2 0 0 8 年， 通过降温集输工作的开展 ， 全厂实际耗气 4 7 7 9 x 1 0 m ， 与2 0 0 7 年相比， 累计节气 3 8 8 x 1 0 m 。降 温集输工作重点 老区葡北地 区继续开展停掺水集 输及降掺水集输 ， 重点在于最大限度的控制集输掺 水量 ； 外 围地 区由于原油凝 固点高 、 含水低 、 集油距 离 远 等 不 利 因素 ， 转 油 站 掺 水 出站 温 度 控 制 在 推 广 与应 6 5 ～ 7 0‘℃之 间， 相对其他区块集输 掺水温度较高 ， 具 有一定 的降温节能潜力。经计算敖包塔地区每降低 回油温度 1 ， 可节气 1 ． 3 3 x 1 0 m ／ d 。 3 ． 2 推广节能设备及材料 ， 不断降低站库系统电、 气 消耗 2 0 0 8 年 ， 全厂地面工程积极应用各项技术改造 措施 ， 主要完成 7 项节能项 目， 年可节气 1 7 6 x l 0 4 I l l ， 节电5 7 0 x 1 0 k W h ， 地面工程节能效果明显， 见表 2 。 表 2 2 0 0 8 年地面系统技术改造节能措施效果统计表 3 ． 2 ． 1 优化简化 ， 突破常规 ， 采用集输新模式取得节 能效果明显 葡北 8 、 1 0 转油站集油系统投产于 1 9 8 0 年 ， 该地 区辖转油站 3 座， 计量间2 3 座 ， 油井 1 6 9口， 采用双管 掺水集油工艺 ， 综合含水已超过了9 0 ％。2 0 0 8 年 ， 在 葡北 8 、 1 0 站调整改造 中， 解放思想 ， 打破常规 ， 合理 优化设计 参数 ， 采取 管道深埋 、 单管 多井 串联 、 多井 树状不加 热流程与单管环 状掺水流程相结 合 的方 式 ， 同时对集油阀组 间至转油站的掺水 、 外输管线进 行了优化， 年可节气 1 6 1 X 1 0 m ， 节电1 2 8 ． 1 2 x 1 0 k W h ， 开创了大庆外 围油 田高含水集油工艺简化新模式 ， 3 ． 2 ． 2 机泵应用涂膜技术 ， 减少集输耗电 2 0 0 8 年 ， 为了改善集输系统和注入 系统 的泵体 内水力磨阻及原泵壳长时 问运行形成的水力缺 陷， 降低耗电量 ， 提高泵效 ， 对 6 9 台低压泵和 2 台高压注 水泵应用涂膜技术 ， 年可节电1 3 2 ． 4 7 x 1 0 k W- h 。 201 0 5 1 0 3 ． 2 ． 3 采用 自动掺水控制装置 ， 实现单井智能控水 随着降温集输工作的进一步深入 ， 为了方便油 井生产参数控制 ， 安装 了 自动掺水控制装置 。数据 采集装置采集油井井 口出液温度 、 回油压力值后 ， 通 过无线远传至计量问流量 自动控制装置， 流量 自动 控制装置根据井 口参数及时调整瞬时掺水量。2 0 0 8 年安装 1 5 套 自动掺水控制装置 ， 通过远程参数调节 ， 实现了掺水温度 、 同油压力控制 目标 ， 年可以节约气 1 5 xl O 1q 1 。 3 ． 2 ． 4 注水泵减级技术改造 葡南地 区属 于低渗透油 田， 在不同时期 不同阶 段注水量和注水压力都发生变化 。因此为满足不同 时期注水压力和注水量的需求 ， 对葡三联 3 注水泵进 行减级技术改造 ， 南原来的 1 0 级减到9 级 ， 当夏季油 田用水量大时 ， 运行另外 2 台 1 0 级注水泵 ， 当冬季油 田注水量小 时 ， 运行 9 级 注水泵 ， 达到节 能的 目的。 镶 减级后泵压降低 2 ． 1 MP a ； 泵管压差降低 1 ． 7 MP a ； 注 水单耗降低O ．5 3 k W h ／ m 3 , 年可节电1 7 ．4 9 x 1 0 k W h 。 3 ． 2 ． 5 注水站前置变频技术应用 前置变频技术通过变频调速技术优化 出系统中 各泵的运行参数 ， 对整个系统进行综合调度 ， 使整个 系统在最优 的状态下运行 ， 达到既保证系统的注水 量要求 ， 又达到节能降耗 的目的。太 2 注水站现有2 台离心泵安装前置变频后 ， 注水泵运行进一步得 到 优化 ， 泵压 、 管压 、 耗 电及注水单耗明显下降， 同时注 水 量 有较 大 增 加 。泵 压 和 管压 平 均 比以前 下 降 0 ． 8 MP a ； E t 耗电平均减少 2 0 4 0 k W h ； 注水单耗平均 下降了3 ．4 k W h ／ m ， 年节电6 7 ． 3 2 x 1 0 k W h 。 3 ． 2 ． 6 葡一联地区注水系统管网优化运行 葡一联地区注水系统 2 0 0 8 年通过应用前置变频 技术和采取单井局部增压 的措施 ， 降低注水站出 口 压力 ， 达到节能 的 目的。通过开展葡一联地 区注水 系统改造 ， 取得 了以下认识 对于老区注水系统 ， 可 以对别 的区块注水 系统进行分析 ， 对高压注水井 占 较小比例的区块实行站内注水泵减级且安装前置变 频 ， 站外对 高压注水井安装增压泵 。通过对 站内及 站外采取优化措施 ， 降低注水管网压力损失 ， 减少注 水系统能耗 ， 进一步优化注水系统运行 ， 预计改造完 成后年可节电 1 9 4 ． 9 1 x 1 0 k W h 。 3 ． 2 ． 7 应用低压泵变频技术 2 0 0 8 年全厂在柱 塞泵 、 离心泵应 用低压变频 8 套 ， 1 1 月份全部投产运行 ， 平均节电在 1 0 ％以上 ， 年 可节 电 2 2 ． 6 7 x l 0 4 k W h 。 3 - 3 加强站库运行管理 ， 优化机泵运行和匹配 ， 提高 输油输液系统效率 一 是在产量变化不大的情 况下 ， 通过开启不同 排量 的泵或者通过 改变泵 的运行台数 ， 使输油输液 泵始终在泵 的高效区运行 ， 从而提高输油输液系统 效 率 ； 二是根据产量 的变 化 ， 更换不 同技术 参数 的 泵 ， 使泵的排量和产量更加匹配； 三是在排量扬程波 动较大的区域 ， 考虑实施变频调速技术 ， 降低输油输 液耗电。 3 - 4 摸清新工艺新设备的最佳运行状态 ， 达到生产 节能两不误 针对加 热管线及井 口加热器耗 电较大 问题 ， 摸 清 了该工艺的最佳运行状态。一是降低电加热管线 及井 口加热器的温度 ， 2 0 0 8 年将 7 3 6 队 2 条伴热管线 温度由7 0 C 下调至 6 0 C； 将 电加热器温度由6 0 ℃下 调到4 5 ℃， 累计节电3 2 ． 7 7 x 1 0 k W h 。二是停运部分 井 口加热器， 2 0 0 8 年累计停运井口电加热器 6 l 台次 ， 节约电量 8 4 ． 4 8 x 1 0 4 k W h 。2 0 0 9 年将继续摸索井 口 电加热器停运及电伴热管线降温规律。 4 几点认识 1 是精 细生产管理 ， 优化生产运行方式 ， 靠管 理节能。继续深入推广 降温集输技术 ， 制定集输界 限 ， 延长降温时间 ， 扩大降温集输规模 ， 减少油 田生 产耗气。 2 是加大调整改造力度 ， 简化集输工艺。通过 认真总结葡北 8 、 1 0 站调整改造经验 ， 继续开展葡北 9 、 1 1 站系统 调整改造 ， 采用单管冷输模式 ， 简化集 油工艺， 降低生产能耗。 3 是依靠科技进步 ， 推广节能技术 ， 靠技术节 能。通过注水系统单井增压技术 、 更换节能变压器 、 加装高压无功补偿等技术 推广应用 ， 降低各系统能 耗 ， 提高系统效率。 参考文献 [ 1 1 刍B 龙庆， 常玉连，杨超． 对油 田注水系统节能降耗的研究． 石油规划设 计， 2 0 0 2 ， 1 3 1 2 22 4 ． [ 2 ] ． 贾光政， 常玉连． 油 田大型注水系统调速节能技术． 大庆石油学院学 报， 2 0 0 4 ， 2 4 1 5 86 2 ． 收稿 日期 2 0 1 0 0 5 2 0 编辑巩亚清 静 2 D 7 D 年第5 瑚 1 0 -] 出 版