我国油气田新能源和伴生能源的利用.pdf

我国油气田新能源和伴生能源的利用 邢 勇 军 大庆油田有限责任公司第二采油厂 葡 董疆 摘 要 新 能 源 的利 用 尚处 于起 步 阶段 ，节 能 增 效潜 力 巨大。 通过 对 太阳 能 、地 热能 、风 能 以及 油 田伴 生 气 、 高温含 油 污水 、 高温 烟 气 的开发 利用 进 行 分析 ， 并 与常规 能源 进行 对 比 ，表 明新 能源 和伴 生 能源对 油 气 田节 能增 效的显 著作 用 关键 词 油气 田 新 能 源 伴 生 能 源 节 能 D 0l 1 0 3 9 6 9 ／ J ． i s s r 1 ． 2 0 9 5 1 4 9 3． 2 0 1 2． 0 2． 0 1 9 随着 国家对 单位 G D P 二 氧 化碳 排 放量 的控 制 日 益 严 格 ，油 气 生 产 企 业 面 临 着 严 峻 的 节 能 减 排 形 势 。我 国油 气 田在 新能 源 和伴 生 能源 利用 方 面 已取 得 了一些 成 功 的经 验 ，如 能 大量 应用 新 能源 和 伴生 能源 ，有效提高油气田能源应用效率 ，将有利于节 能 减排 目标 的实现 。 l 新 能 源 的应 用 我 国油 气 田大 多地 处 沙漠 、高原 或 平原 ，具有 丰 富的 太 阳能 、风 能 、地 热 能等 资 源 ，对其 进 行 合 理开发利用 ，将优化用能结构 、节约资源 ，有效降 低 油 气 田对 常 规 能 源 电 、煤 、原 油 、天 然 气 等 的依 赖 和消耗 。 1 1 太 阳 能 近年 来 ，国外 积极 开 发应 用太 阳能 等新 能 源 和 可 再 生 资 源 ，委 内瑞 拉 一 条 3 2 k m长 距 离 稠 油 管道 采 用 太 阳 能 热 二 极 管 技 术 后 ，输 油 温 度 从 2 8℃提 高 到 6 0 o ，输送 能力提高 1 7 ％。在科威特 、印度 尼西 亚 、马来西 亚 等 囝家 和 地 区也有 多条管 道 在试 验 中⋯ 。 在我 国 ，内蒙 古地 区乌 审旗 境 内油 气 田应 用 太 阳能 热水 器 为值 班 站提 供 2 4 h 不 间断 热 水 ，节 能效 果 明显 。部 分 油 田也 开始 利 用 太 阳能 采 用 直 接 加 热 或 间接 加 热 方 式 输 送 原油 。大 港 油 田 开 发 了一 种 利 用太 阳能给 油 罐加 温 的新 型 节能 技 术及 配 套装 置 ，大 大减 少 了 电能 的消 耗 ，每 套太 阳能加 温 装 置 作者简介 邢 勇军 ，2 0 0 3 年毕业于齐齐哈尔大 学 ，现就读于东北石 油 大 学 石 油 1 -程 专 、 l k 研 究 牛 ，从 事 油 阳作 业 生 产 运 行 T作 ． E Z - m a i l x i “ g y n n g j l l n p ∽h i n a ．e o m． o n ，地 址 黑 龙江 省大 庆油 ⋯ 采油 厂油Ⅲ管理部 ，1 6 3 4 1 1 。 可 节 电 6 0 ％以上 。辽河 油 田采 油厂 兴 5 6 号 站应 用 太 阳 能加 热输 送 原 油成 效显 著 ，计 量 站加 热原 油 每 天 消 耗 天 然 气 近 1 0 0 0 IT I ，利 用 太 阳能 后 每 天 可 以节 省 天然气 3 0 ％ 。 光 一 电转换 也 大量 应 用 于 各 油 气 田 ，西北 地 区 油气 田 日照 强 烈 ，长输 管 道无 人 值守 的中 间站 大多 采用 太 阳能 电池作 电源 ，新疆 等 油气 田也 已经 开展 太 阳能装 置 在油 田各 领域 的应 用试 验 。 1 ． 2 地 热 能 地 热 能利 用 已是 一项 成 熟技 术 。华 北 、大港 等 油 田地 热 资源 丰 富 ， 已经开 展 了地 热能 利用 的相关 工业 试 验 ，并 取得 了较好 的效果 。应用 地下 水 源热 泵 系统 即通 过 建 造抽 水 井群 将地 下 水抽 出 ，通 过 二 次换 热 或直 接 送 至水 源热 泵 机组 ，经板 式热 交 换 器 提取 热量 后 ，再 由回灌井 群灌 回地下 。 1 ． 3 风 能 近 年 来 ，风 能 资 源 在 油 气 田得 到 了 成 功 的应 用 。胜 利油 田孤东 、桩西 等 采油 厂 先后 成功 应 用风 网 互 补油 井供 电系统 ，该 系统集 风 力 发 电 、风网 互 补技术 、能量回馈技术 、自动化控制技术 为一体。 2 伴 生 能源 的 应 用 2 ． 1 油 田伴生 气 长 期 以来 ， 国 内油 田在 单 井 试 采 时 ，由 于设 施 不 配 套 ，伴 生 气 多 以放 空 形 式 排 人 大气 或 燃 烧 掉 ， 造 成 了 油 气 资 源 的 浪 费 和 环 境 的 污 染 。 与 原 油 一 样 ，石油伴生气也是宝贵的资源。 中国节能技 术 政策大纲 中提 出“ 必须大力推广油 出伴生气 回 收利用技术” ，“ 整装油 田必须同步建设伴生气 、凝 析 油 回收设 施 ，推广 汽 油装 车站 台 、加 油 站 和油库 2 r1 I 2 年第2 期 石油石化节能 1 4 7 ■ ■ New Energy 油 气 回收技 术 ” 。 为 了解 决 伴 生气 放 空 问 题 ，部 分 油 田已开始 研究 伴 生气 回收方 法 ，主要 有 增 压 回 注 ；利 用伴 生 气作 发 电机燃 料 ；气 、液 混 输到 联合 站 集 中处理 等 。 大 庆 油 } } l 利用 增压 轻 烃 回收装 置 ，有 效地 解 决 了伴 生 气 放 空 问 题 。 。大港 油 田通 过 三相 分 离 器 把 收集 起来 的零 散 天然 气 利用 起来 ，新 增 天然 气发 电 机 利 用 收集 的 天 然 气 发 电 ，产 生 的 电 并 到 油 田 电 网 ，为联 合站 供 电 。 对 于单 井拉 油 的边 远井 ，采 用 多功 能配 套 天然 气 发 电机 回收 利用 天然 气 ，利 用伴 生气 实 现油 井动 力驱 动 、卸油 、保 温 、 自热洗 一体 化 ；天 然气 发 电 机 为抽 油机 提 供动 力 ，不 需要 电力 网线 ，实现 边远 井 站 的节能 生产 。 2 ． 2高温 含油 污水 国 内大部 分 油气 田已进入 石 油 、天然 气 开发 的 中期 和 后 期 ，采 出 油 中 的含水 量 为 7 0 ％ ～8 0 ％ ，部 分低 产 油 H _{ 甚 至 已高达 9 0 ％， 日产含 油 污水 量非 常 大 。含 油污 水通 常 蕴载 着 大量热 能 ，例 如胜 利 油 田 含 油 污 水 温 度 在 5 3～5 7℃ ，大 庆油 田含 油 污 水 的 温 度 一 般 在 3 6～4 2℃ ，中原 油 田含 油污 水 的温 度 也 在 4 0℃左 有 。 ，一 般 稠 油 油 田 为 6 O ～6 5℃ 。这 部分 高 温污 水深 度 处理 后 回用 热采 锅炉 给水 达 到节 能增 效 和减 排 双重 目的 。因此 ，污 水热 泵技 术 得到 了广泛 应用 ，与 常规 的空 气源 热泵 相 比，污水 热泵 节 能 3 4 ％，C O 少排 放 6 8 ％，N O x 少排 放 7 5 ％ 。 大 庆 油 田在联 合站 、注水 站等 成 功地 采用 压缩 式 污 水 热 泵 技 术 回 收含 油 污 水 ，收 到 了较 好 的 效 果 。胜 利 油 田采 用 吸收式 热 泵方 案 ， 回收含油 污 水 低 品位余热 ，将剩余含油污水余热用于热泵原油加 热 系 统 ，节 能 效 果 显 著 ，其 输 入 、输 出 能 耗 比 在 l 3以上 。 李 新 盛 等 对 辽 河油 田公 司 沈 阳采 油 厂 的 调 查 显示 ，收集 利用 原油 伴生 水余 热 为企 业 年节 约费 用 1 ． 2 3 X l 0 1 ． 3 41 0 元 。 徐 涛 等 对 张 家 店 油 田 2 0 0 8 年 应 用 的 三 r _I 油 井 调 查 显示 ，年 节 约 费 用 约 2 9 ． 6 l 0 元 。 2 ． 3 高温烟 气 发 电 机 组烟 气 余 热 回收利 用 潜 力 巨大 。 以 5 0 0 k W 的发 电机 组 为例 ，每 小 时生 产 约 4 0 0 k g 蒸 汽 或 1 0 t 热 水 f 以温 升 3 0℃计 。利 用燃 气发 动 机 排 出 的 3 5 0～5 5 0 中、高温烟气 余热 ，生产 7 0～9 5℃或 更 高温 度 的热 水 以及 0 ． 2～0 ．4 MP a 的 低 压蒸 汽 ，可 广 泛应 用 于冷 、热 、电联 供 中央 空调 系统 、原 油 加 48 I Wk ,V W． s y s h j n． c o m 热系统 等 。 2 0 0 2 年 ，在 西 部某 油 田 l 座 42 2 0 0 k W 燃 气 发 电站设 计安 装 了两套 “ 采 暖 、空气 预热 一体 化 热 管余 热 回收装 置 ” ，投 资约 2 01 0 元 ， 于不 再 新 建 供 热 锅 炉 ，仅 设 备 投 资 一 项 就 减 少 约 3 0 X 1 0 元 。年节 约燃 料 及 其 他 运行 成 本 约 3 01 0 。 冗 ，经 济效 益显 著 。 3 政策 支持 与管理 国家 和油气 田企业 对 节能 环保 项 目都 给予 了 高 度重视 和 大力 的支 持 。 白 “ 1 一 七 ”大 之后 ，循 环 经 济概 念与 资 源节 约型 、环 境友 好 型企 业建 设 已经 深 入人 心 。新能 源 的应 用与 减 少碳排 放 已小 再 只是 慨 念 。 国家 能 源局 的某 权威 人 士称这 次 新能 源振 兴 汁 划总投 资 至少会 超过 2 万亿元 。 对新 能源 和伴 生资源 的管 理包 括 1 加 强 监 管 ，避 免 浪 费 能 源 。 对 能源 利 用 设 备 运行情 况进 行监 测 ，杜绝 能源 的无 效损失 。 2 建 立 相 关规 章 制 度 ，有 效 激 励新 能源 和伴 生 能源 的 开发利 用 。坚 持依 法 管理 与政 策 激励 相结 合 ，在 严 格管 理 的前提 下 ，坚 持新 能源 和 伴生 能 源 利 用深 入 挖潜 ，通 过政 策激 励 和信 息 引导 ，运 用 适 度 有效 的 奖励 机制 ，对 新能 源 和伴 生能 源 的利 用 r 作 进行 鼓励 。 3 规 范 统 筹 ，重 视 能 源应 用 的 系统 效 益 。 节 能是 一项 系统 T程 ，需 要 各部 分 的协 调配 合 、共 同 推动 。在 新 能源 和伴 生能 源利 用 上 ，从 基站 到厂 再 到集输 管线 ，应 用 新能 源 和伴 生能 源 以达 到节 能 效 果 ，要 统筹 兼顾 ，避免 片 面考 虑局 部 利益 ，系统 应用 新 能源 和伴 生能 源 ，合理 搭 配能 源 ，阶梯利 用 新 能源 和伴 生能 源 ，才 能更 有效 地 降低 成本 ，使 节 能效 果最 大化 。 新能 源和伴 生 能源 的转化 利用 见罔 1 。 图 1 新能源和伴生能源的转化和利用 4 结 语 新 能源 和伴 生 能 源 的应 用有 着 巨 大 的潜 力 和 广 阔 的前 景 ，主要 依 赖 于人 们 观念 的转 变 、政 策 的 支 持 和配 套 的能 源应 用 技术 。只有 不 断发 展 新能 源 利 用技术 ，才能有效支持新能源和伴生能源在油气 田 的开 发利 用 。 利用 新 能源 和 伴 生能 源 是一 个 系统 工程 ，应 整 合 到整 个 油气 田工 程 中 ，伴 随着 油 气 田 的开发 建 设 同 步 建 设 和 利 用 。剩 余 部 分 还 可 以 连 接 到 国 家 电 网 ，或供给周边 的民用供暖 ，只要各个环节共同努 力 ，新 能源 和伴 生能 源就 一定 会发 挥 更大 的作 用 。 参 考 文献 [ 1 ]王怀 孝， 刘 飞军 未来 油气 田节 能技术 趋 向环保 [ J ] ． 石 油石化物资采 购． 2 0 0 9 ， 1 9 0 - 9 1 ． [ 2 ]呼延 念超 ． 单 巧利 ． 李 勇． 等． 太 阳能热水 系统 在寒冷 地 区油气 田倒班点 的应用 [ J ] ． 节能， 2 0 0 9 ， 2 8 7 4 7 5 6 [ 3 ]粱 惠勤． 姬瑞 ． 大港油 田典 型节 能技术 介绍 [ J ] ． 资 源节 约 ． 2 0 0 8 ， 2 4 3 ． [ 4 ]贾 志伟， 杨启 明． 太 阳能原 油输送 系统 节能探 讨 [ J ] ． 油 气 田地 面 工 程 ． 2 0 0 9 ， 2 8 3 5 - 7 上接 第 4 6 页 3 效 益分析 太 阳能 加 热 系 统 自 2 0 1 0 年 l 0月运 行 起 ，有 效 保 证 了 原油 外 输 温度 维 持在 4 4 ～ 5 3 c C，杜绝 了油 井 结 蜡 造成 管线 运行 不 畅及 冻堵 现象 发 生 。 根 据现 场 调 研 ，往 年冬 季该 井 场采 用 6 0 k W 电 磁加 热 器全 功 率运 行 不 问断使 用 ，可将 原 油加 温 至 4 0 ～ 5 0 o C 后 外 输 ，单 日耗 电量 1 4 6 4 k Wh 。 因换 热 方式 不 同 ，在 使用 本 系统 的情况 下 ，原 油 升 温 3 0℃外 输 所 需 功 率 为 2 0 ～ 2 4 k W ，其 中 6 5 ％ 的 能 耗 由集 热 阵列 提 供 ，每 日能 耗 应 为 3 7 5 k Wh ， 单 日节 能 1 0 8 9 k Wh ，按 照 1 k wh 0 ． 6 元 计 算 ，单 日 节 约 电 费 6 5 3 元 ，冬 季 5 个 月 节 约 9 8 0 0 0 元 ；春秋 季 2个 月 每 日节 能 4 7 0 k wh ， 日节 约 电 费 2 8 2 元 ， 共 1 6 9 2 0 元 。相 比原来 的加热 方 式 ，本 系统 全 年 可 直 接 节约 电费 支 出 1 1 ． 5 X 1 0 4 元 。 新摧源 ■ [ 5 ] 田玉 凯， 王忠 民． 大 庆西 部外 围油 田天然气 综合 利用研 究 [ J ] ． 油气 田地 面工程 ， 2 0 0 8 ， 2 7 4 1 5 - 1 6 ． [ 6 ]谢 丁旺 ． 张小松， 王风丽 ． 组合式 热泵在油 田污水余热 回 收 的应 用 研究 [ J ] ． 制冷 空凋 与 电力机 械， 2 0 0 8 ， 2 9 2 91 2． [ 7 ] BAEK N C， S HI N U C， YOON J H． A s t u d y o n t h e d e s i g n a nd a na l ys i s o f a he a t pum p he a t i n g s y s t e m us i n g w a s t e w a t e r a s a h e a t s o u r c e [ J ] ． S o l a r En e r g y ， 2 0 0 5 ， 7 8 3 4 2 7 4 4 0 ． [ 8 ] 何 卫兵 ． 应 用热 泵 型 原油加 热 系统 回收高 温 污水余 热 [ J ] ． 中外能源 ， 2 0 0 9 ， 1 4 5 1 1 0 - 1 1 1 ． [ 9 ]李 新盛， 王树权， 王文杰 ． 浅析油气 田回注污水余 热 的利 用 以辽河油 田公司沈 阳采油厂 为例 [ J ] ．油气 田环 境保护 ， 2 0 0 9 ， 1 9 z 1 7 0 - 8 1 [ 1 O ]徐 涛． 地 源热 泵加 热技术 在张 店油 田的应 用 [ J ] ． 油气 田地 面 工 程 ， 2 0 0 9 ． 2 8 3 7 - 8 ． [ 1 1 ]李秀英 ， 于海涛 ． 热管余 热 回收装置 在油气 田燃 气发动 机上的应用 [ J ] ． 节能， 2 0 0 8 ， 2 7 4 2 5 - 2 6 ． 收稿 日期 2 0 1 2 - 0 l 一 1 2 4 结 论 太 阳能加 热 系统 在低 成 本条 件 下 实现 了对 井 组 外 输原 油 的全 年 持续 加 热 ，设备 运 行稳 定 ，实现 了 异 地远 程 监控 、实时 数 据采 集 和现 场无 人执 守 ，是 适应油 田野外环境应用的高集成 、高稳定性系统。 太 阳能 集 热 技 术 的应 用 是 油 田降低 能 源 消耗 、 提 高经 济 效益 的可行 性 举措 ，为长 庆 油 田低碳 绿 色 发 展开 辟 了一 条新 途径 。 参 考 文献 [ 1 ]范 玉平． 太阳能节 能技 术在油 田的应用 [ J ] ． 石 油天然气 学报 ， 2 0 0 5 ． 2 7 3 5 6 8 - 5 6 9 [ 2 ]贾庆 仲． 太阳能在石油 输送 中的应 用研究 [ J ]太 阳能学 报 ． 2 0 0 4 ， 2 5 4 4 8 3 4 8 7 ． 收稿 日期 2 0 1 1 - 1 1 0 2 己 口 I 年 第 期 __， ，． ，h ／． --。 - L, l 4 9