通過節點分析與綜合調整降低集輸系統能耗

胡冠珠（大慶油田有限責任公司第五采油廠）

1 概況

截至2011年9月底，X隊現管理轉油站1座，計量間10座，油井198口，其中抽油機井167口，螺桿泵井25口，電泵井6口。轉油站現有壓力容器8座（包括4座二合一、3座三合一，1座除油器），各類機泵12臺，現采用摻水、熱洗分開流程，站、間采用水暖供熱方式。根據多年經驗看，轉油站系統內的各部位能耗節點主要有三部分：

◇油井部分：集輸散熱→井口工藝、集輸油管道保溫（單井、站間）、摻水量。

◇計量間部分：采暖用熱。

◇轉油站部分：摻水運行，加熱爐：負荷率、效率。

X隊管轄油井井數多，特別是今年投產新井，油井井數由130口增加到目前的198口，共計鋪設集輸管道425條。正常外輸液量5700 t/d，外輸油量576 t/d，綜合含水89.9%。

此外Y轉油站還擔負全礦水泥車加水任務，加水頭是采用該隊A號計量間的總摻水管線，該計量間沒有熱洗流程，達不到摻水熱洗流程分開，所以要想給水泥車加水，全站全年都必須高溫，夏季不能實行低溫集輸。近兩年投產新井大部分都是環井，水泥車加水任務也由原來185口增加至381口。

以上兩項造成Y轉油站2010年能耗量增加幅度比較大，能耗指標都明顯高于a、b區西部各隊，指標完成難度大、壓力大。為了控制好各項能耗指標，從轉油站能耗節點逐步分析，綜合調整，開展節能降耗工作。

2 節點分析，制定相應措施

依據原油自井口經地面管線運輸至計量間、轉油站的集輸路徑，都有能耗損失。Y站分別對三個能耗點進行分析。

2.1 油井

2.1.1 單井井口工藝保溫

由于今年新投產油井68口，其中有65口新井連入環井，使X隊環井由原來12口上升至126口。投產的新井及老井改環后保溫破損共計114口井。通過試驗調查，平均1口油井井口管線長度4m，管徑為60mm，如果沒有保溫或保溫不好，由于冬季室外溫度低，散熱較快，2口單井的井口基本相當于1組暖氣片的散熱量，因此井口保溫和防腐尤其重要。由此估算，通過井口工藝保溫每天可節約天然氣329m3，減少了集輸熱量的損失。

2.1.2 集輸管道保溫

加強管線保溫防凍。對保溫較差及保溫層破損的過溝管線重新進行了保溫，對覆土淺的集輸管道加大管線覆土工作力度，管線重新保溫120m。同時由于X隊1992年投產的井是地面鋪設，經過夏季雨水沖刷和風化，一些管線露出地面，對覆土淺的井進行覆土共計850m，減少了集輸熱量的損失。

2.1.3 投產新井用水量大

投產新井用水量大分析有三方面因素：

1）X隊今年投產新井68口井，若按每口井日摻水10m3則日增加摻水量為680m3。

2）所投新井有65口為環井，并且連入老井入環達到126口。因此符合停摻水的部分單井，由于與新井連環均由停摻運行改為開摻水運行。停摻水井數由67口減少到41口，增加了260m3/d水量。

3）新井投產后，一是由于液量不穩定且均為環井，大部分井出現回壓上升的現象；二是管線連接時的泥砂、及新井井底出砂等造成管線內雜物，引起回壓上升，需用大量摻水沖洗管線，一口井平均按3m3水量，則平均每日增加30m3摻水量。

綜上所述，新井投產日摻水量將增加940m3，估算全年耗電量將增加25.73×104kWh。

2.2 計量間

2.2.1 計量間采暖工藝流程改造

針對目前計量間采暖系統存在的供水量大，低效循環、能耗偏高（根據調查結果，冬季計量間采暖水量占計量間總水量的12%以上），采暖水量不可計量，可控性差等問題，對計量間采暖進行改造。原計量間采暖是與摻水總匯管串接后，連入計量間回油匯管的。改造后是將暖氣片與摻水總匯管串接后用距計量間附近的單井摻水替代原專用采暖用水。減少摻水循環量。既對采暖回水進行了二次利用，又可根據實際需要調節采暖水量的大小。X隊對10座計量間采暖系統進行改造。改造后至少減少日摻水量100m3。改造示意圖見圖1、圖2。

2.2.2 計量間采暖設備老化改造

由于投產年限長，B至C座鐵皮計量間暖氣片大多只有一兩根管熱，我們對6座計量間的暖氣片進行更換，共計更換16組，更換后散熱面積增加2倍，適當降低計量間摻水溫度，與去年同期對比，在保證同等溫度情況下相當于關掉6口井的摻水。

2.3 轉油站

2.3.1 拓寬技術界限，增加季節停摻水井數

根據油井分類情況，符合條件的油井分四個階段進行全年停摻水、季節停摻水、摻低溫水運行。由于X隊今年投產新井，在去年9月底開始鉆關，大部分油井日產液量下降，按已往停摻水界限日產液大于15 t，含水大于80%執行，停摻水井數勢必減少，因此隊拓寬停摻水界限，含水界限擴大到75%以上。對油井分階段采取全年停摻水19口井，分階段季節性停摻水48口井，今年共實行67口井停摻水，比去年的58口多執行了9口，見表1。

此外，實驗性實施對距計量間100m以內的井停摻水運行，增加了4口井。試驗井基礎數據見表2。

這4口井每隔2 d錄取電流和回壓，當發現回壓上升至1.0MPa左右或電流上升超過5 A時，進行沖洗地面管線降低回壓。從監測電流和回壓上看，變化不大。這4口井停摻水3個月，在停摻2個月時沖洗一次，沖洗時以0.70m3/h的流速沖洗3 h，消耗摻水量為2.1m3。因此這4口井在夏季停摻可行，按5個月停摻水計算，年可節約摻水量為5980m3。

表1 季節停摻水運行情況

表2 距計量間100 m以內停摻水井基礎數據

2.3.2 二合一加熱爐按周期清淤除垢，提高加熱爐效率

相關資料表明，若油田加熱爐換熱面平均結垢1～5mm，則燃料至少多消耗3.4%～28.1%，若加上軟垢部分，燃料至少多消耗5%～30%。根據統計及分析，加熱爐在一個生產周期內（1年）結垢最小為4mm，如果不清垢繼續運行，在第二個生產周期內垢的厚度還將增加，按最小4mm的垢層厚度計算，則燃料至少多消耗26.6%，如果計算軟垢部分則燃料消耗將更多。因此，加熱爐結垢會嚴重影響爐效，甚至造成局部過熱鼓包，損壞加熱爐。2010年5月對2#、3#、4#“二合一”加熱爐清淤，清淤后爐效上升了5%左右。由清罐前日耗氣2027m3下降至1495m3。

2.3.3 站內工藝流程改造，合理控制高溫爐運行時間

由于摻水熱洗流程不能分開，Y站又為一礦水泥車加高溫水，所以全隊單井全年都摻高溫水，天然氣的損耗比較大。針對這個問題，我們對加水流程進行分析，利用轉油站閥組間后的站外放空匯管，使預留熱洗頭與之連接，并與A號計量間的站外摻水匯管連通，達到摻水、熱洗流程分開，使全站高溫水改為只有A號一座計量間通高溫水。

此外，實行摻水、熱洗流程分開，能夠保證X隊集中熱洗在5 d之內，加熱爐臺數由以前的夏季2臺高溫爐，改為運行1臺高溫爐和一臺常溫爐。同時，我們嚴格控制加水時間，與水泥車班建立聯系，在加水前后都提前2 h通知我站，Y站進行及時起停爐。這樣高溫爐在冬季夜間控制在60℃左右，高溫時提到75℃以上，在夏季夜間停爐，白天高溫提到75℃以上，高溫時間平均在每天8 h，通過縮短高溫爐運行時間，也大大降低天然氣的消耗。

通過采取綜合措施，2010年各項能耗數據與2008年同期對比，自耗氣下降了47.05×104m3，綜合耗電下降了4.78×104kWh，噸液耗氣下降了0.4m3，摻水量上升了6.27×104m3。

3 節能效果

3.1 運用節點手段，找出主要能耗點是水泥車加水影響降溫集輸

通過站內摻水熱洗流程改造，使其它9座計量間實現了摻水熱洗分開流程，但水泥車加熱水是采用A號計量間摻水管線，A號計量間的所有單井處于高溫狀態，而且加水時對該計量間和轉油站的摻水系統影響都比較大，單井管理和站內系統壓力控制難度大。為了保證降溫集輸和水泥車洗井正常進行，將在2#、3#、4#二合一底下單獨鋪設一條加水管線，加一個過濾器、管道泵和控制屏。這樣既保證水泥車熱水，又保證降溫集輸，目前已改造完成，待試運行。

3.2 采取綜合調整措施、精細管理，擴大停摻水界限

2010年年底投產新井達到72口，連入老井入環共計126口，環井所占比例為62.4%，每口井按10m3/d摻水，則至少日摻水1260m3。因此，合理控制環井摻水量是非常必要的。統計發現：一是環頭井日產液大于15 t，含水大于75%的井實行全環停摻水，符合條件有8組環共計19口井，日節約水量190m3；二是環中有些老井含水超過90%以上，但環頭井日產液、含水都比較低這樣的環可以少摻水，符合條件的有2口井，日節約水量20m3；三是環頭井日產液大于60 t、含水大于90%，而環中井含水低于75%，這樣的環可以少摻水，符合條件有4口井，日節約水量40m3。環井按半年停摻水計算，預計年節約摻水量4.5×104m3，全年累計節約電量3.37×104kWh。

4 小結

運用節點手段，找出主要能耗點是水泥車加水影響降溫集輸，采取綜合調整措施、精細管理，擴大停摻水界限，有效地降低了集輸系統能耗，達到了節能降耗的目的。