大慶油田機(jī)采系統(tǒng)能效對標(biāo)方法探討

王業(yè)開（中國石油天然氣集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)監(jiān)測評價中心）

1 概述

能效對標(biāo)是一種為促進(jìn)企業(yè)績效的改進(jìn)和提高而尋找、分析并研究優(yōu)秀的產(chǎn)品、服務(wù)、設(shè)計、機(jī)器設(shè)備、流程及管理實踐的系統(tǒng)方法和過程。

能效對標(biāo)管理是指企業(yè)為提高能效水平，與國際國內(nèi)同行業(yè)先進(jìn)企業(yè)能效指標(biāo)進(jìn)行對比分析，確定能效標(biāo)桿指標(biāo)，通過節(jié)能管理和技術(shù)措施，達(dá)到能效標(biāo)桿指標(biāo)或更高能效指標(biāo)水平的能源管理活動[1]。

目前大慶油田所有機(jī)采井的年耗電量近21×108kWh，約占全油田油氣生產(chǎn)年耗電量的24%左右，是油田生產(chǎn)主要耗能系統(tǒng)之一。因此，準(zhǔn)確深入的了解機(jī)采系統(tǒng)能耗現(xiàn)狀，將能效對標(biāo)有效的與機(jī)采系統(tǒng)能效管理結(jié)合到一起，對今后進(jìn)行能耗分析并挖掘節(jié)能潛力，提高系統(tǒng)能效管理水平有很大意義。

2 機(jī)采系統(tǒng)能效對標(biāo)方法

2.1 對標(biāo)類型

對標(biāo)類型分為內(nèi)部對標(biāo)和外部對標(biāo)兩種。其中外部對標(biāo)又可分為競爭性對標(biāo)、行業(yè)對標(biāo)和一般性對標(biāo)。

對機(jī)采系統(tǒng)進(jìn)行能效對標(biāo)選用行業(yè)對標(biāo)和內(nèi)部對標(biāo)相結(jié)合的方式進(jìn)行。一方面，搜集資料，尋找生產(chǎn)環(huán)境及條件相同或者類似的機(jī)采系統(tǒng)進(jìn)行行業(yè)對標(biāo)；另一方面，油田機(jī)采系統(tǒng)由于驅(qū)油方式（水驅(qū)、聚驅(qū)、三元復(fù)合驅(qū)）、舉升方式（抽油機(jī)、潛油電泵和螺桿泵）、井深（800～1800m）、滲透率（高、中、低、特低）不同，加之相關(guān)信息收集較難，不易找到同等或類似的機(jī)采系統(tǒng)進(jìn)行能效對標(biāo)。因此要側(cè)重內(nèi)部對標(biāo)，可以在宏觀上對機(jī)采井按區(qū)塊“定額”對比單耗指標(biāo)，按井組“橫向”對比管理水平；從微觀上按單井“縱向”對比節(jié)能效果，實現(xiàn)行業(yè)和內(nèi)部結(jié)合對標(biāo)。

2.2 對標(biāo)指標(biāo)的確定

2.2.1 指標(biāo)確定原則

選擇確定指標(biāo)一是要能夠反映企業(yè)整體能源利用狀況能效水平、能夠涵蓋全部生產(chǎn)流程的指標(biāo)；二是能夠反映主要工藝流程、環(huán)節(jié)或設(shè)備能效水平的指標(biāo)，多工序能耗主要設(shè)備的能源利用效率等指標(biāo)；三是重要工序設(shè)備等的關(guān)鍵性工藝參數(shù)指標(biāo)。

機(jī)采系統(tǒng)能效對標(biāo)的重點是找準(zhǔn)影響機(jī)采系統(tǒng)能效水平的關(guān)鍵因素（指標(biāo)）。通過對指標(biāo)的分析，全面、客觀地了解抽油機(jī)井產(chǎn)生及能效水平現(xiàn)狀；與國際、國內(nèi)同行業(yè)先進(jìn)指標(biāo)進(jìn)行對比分析，找出能效指標(biāo)差距，明確節(jié)能的現(xiàn)實潛力；建立機(jī)采系統(tǒng)能效指標(biāo)體系，提出各項能效指標(biāo)的定額；確定能效標(biāo)桿指標(biāo)，科學(xué)合理地分解落實節(jié)能目標(biāo)責(zé)任；通過節(jié)能管理和技術(shù)措施，達(dá)到能效標(biāo)桿指標(biāo)或更高能效指標(biāo)水平。從而形成一套系統(tǒng)、完整的工作經(jīng)驗與管理模式來提高節(jié)能工作管理水平。

2.2.2 能耗分析及指標(biāo)確立

機(jī)械采油過程所消耗的能量主要包括兩大部分，一部分是用于提升所載液體所必須的有效功，另一部分是在舉升過程中的損失能量。損失功率包括地面損失功率和地下?lián)p失功率兩部分。地面損失功率主要與抽油機(jī)上、下沖程的平均載荷、桿速、抽油機(jī)光桿平均功率和電動機(jī)空載功率有關(guān)；地下?lián)p失功率主要包括黏滯損失功率和滑動損失功率等，主要與原油黏度、泵掛、泵徑、泵效、油層物性等因素有關(guān)；原油舉升過程中還有對生產(chǎn)有益的油氣膨脹功率。

機(jī)采系統(tǒng)效率是提升所載液柱的有用能量與電動機(jī)消耗的總能量之比，綜合以上各種因素對能耗過程的影響，反映了機(jī)采過程中能量消耗情況，是抽油機(jī)一個重要的經(jīng)濟(jì)運行指標(biāo)，目前廣泛應(yīng)用于油田機(jī)采系統(tǒng)管理及節(jié)能考核中，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)將系統(tǒng)效率值作為評價管理水平的主要指標(biāo)，根據(jù)系統(tǒng)效率值來評價各油井、油田的管理水平。

根據(jù)構(gòu)建指標(biāo)體系的全面性、獨立性、通用性、代表性和過程性原則，結(jié)合生產(chǎn)及節(jié)能監(jiān)測實際，確定系統(tǒng)效率及噸液單耗為機(jī)采系統(tǒng)能效對標(biāo)的主要指標(biāo)，通過對比分析，確定機(jī)采系統(tǒng)能效對標(biāo)指標(biāo)：采出油（氣）當(dāng)量液量用電單耗（kWh/t）、百米噸液（舉升）單耗（kWh）、抽油機(jī)系統(tǒng)效率（%）、螺桿泵系統(tǒng)效率（%）、潛油電泵系統(tǒng)效率（%）。

2.3 機(jī)采系統(tǒng)能效對標(biāo)依據(jù)、統(tǒng)計口徑及計算依據(jù)

機(jī)采系統(tǒng)進(jìn)行能效對標(biāo)，主要依據(jù)國家、行業(yè)的節(jié)能法規(guī)、制度及節(jié)能監(jiān)測、測試、評價的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，并結(jié)合油田各單位2006—2010年生產(chǎn)能耗及用水的實際進(jìn)行研究制定。如：GB/T 2589—2008《綜合能耗計算通則》、SY/T 6275—2007《油田生產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測規(guī)范》等。

相關(guān)指標(biāo)的計算方法遵照GB 2589—2008《綜合能耗計算通則》、SY/T 6722—2008《石油企業(yè)耗能用水統(tǒng)計指標(biāo)計算方法》、SY/T 5264—2006《油田生產(chǎn)系統(tǒng)能耗測試和計算方法》、《集團(tuán)公司節(jié)能統(tǒng)計指標(biāo)體系及計算方法（試行）》的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

2.4 對標(biāo)指標(biāo)基準(zhǔn)值的確定

對標(biāo)指標(biāo)基準(zhǔn)值的確定具體遵循以下原則：

1）開展企業(yè)內(nèi)部對標(biāo)時，基準(zhǔn)值一般是企業(yè)最近幾年平均值或最高值，也可能是設(shè)備的設(shè)計值或經(jīng)設(shè)備性能試驗確定的額定工況值。

2）開展行業(yè)對標(biāo)時，基準(zhǔn)值一般是同行業(yè)的平均水平或先進(jìn)水平，也可以用國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的限定值、節(jié)能評價值。

對機(jī)采系統(tǒng)進(jìn)行內(nèi)部對標(biāo)時，選用“十一五”期間大慶油田的能效指標(biāo)最高值作為基準(zhǔn)值；行業(yè)對標(biāo)時，選用中國石油天然氣集團(tuán)（以下簡稱中石油）勘探系統(tǒng)先進(jìn)企業(yè)的平均值作為基準(zhǔn)值。

3 能效對標(biāo)實踐

3.1 對標(biāo)方向

對大慶油田第一采油廠到第十采油廠“十一五”期間機(jī)采系統(tǒng)的能耗狀況進(jìn)行對比分析，統(tǒng)計產(chǎn)能建設(shè)變化，分析歷年來機(jī)采系統(tǒng)的能耗變化情況。對機(jī)采系統(tǒng)按抽油機(jī)、螺桿泵、電泵井分類，分別對“十一五”期間每年的功率因數(shù)，單耗指標(biāo)及系統(tǒng)效率變化情況進(jìn)行匯總分析，首先進(jìn)行內(nèi)部數(shù)據(jù)對標(biāo)，按區(qū)塊對三種舉升方式就各指標(biāo)進(jìn)行對比分析；其次進(jìn)行行業(yè)對標(biāo)，對大慶油田機(jī)采系統(tǒng)指標(biāo)水平與標(biāo)桿企業(yè)進(jìn)行對比分析。

3.2 標(biāo)桿選定

3.2.1 內(nèi)部標(biāo)桿選定

根據(jù)大慶油田油藏結(jié)構(gòu)，依據(jù)滲透率不同，將油田采油區(qū)域分為長垣內(nèi)部a區(qū)塊（一～六廠中滲透）和長垣外部b區(qū)塊（七～十廠低滲透），分別對機(jī)采系統(tǒng)進(jìn)行對標(biāo)。大慶油田a區(qū)塊抽油機(jī)井系統(tǒng)效率分別以2010年區(qū)塊監(jiān)測綜合指標(biāo)最高的采油廠為標(biāo)桿。

3.2.2 行業(yè)標(biāo)桿選定

從中石油勘探系統(tǒng)各油田2008—2009年機(jī)采系統(tǒng)平均單耗指標(biāo)完成情況數(shù)據(jù)中看出：大港油田2008和2009年抽油機(jī)井平均系統(tǒng)效率為32.76%（2008年33.18%、2009年為32.33%）。大慶油田2008和2009年抽油機(jī)井平均系統(tǒng)效率為26.16%（2008年25.66%、2009年為26.56%），2006—2010年平均為24.65%，且呈逐年提高趨勢。2010年最高為27.29%，與大港油田平均系統(tǒng)效率32.76%相差5.47個百分點；與標(biāo)準(zhǔn)要求29%的節(jié)能評價值相差1.71個百分點。

大港油田抽油機(jī)井驅(qū)油和舉升方式、井深等生產(chǎn)環(huán)境與條件同大慶油田長垣內(nèi)部區(qū)塊相近，具有可比性。因此，大慶油田可把大港油田抽油機(jī)井系統(tǒng)效率作為標(biāo)桿，找出差距，提高抽油機(jī)井的管理和生產(chǎn)水平，實現(xiàn)高效生產(chǎn)。

3.3 對標(biāo)實踐

3.3.1 內(nèi)部對標(biāo)

對大慶油田“十一五”期間各指標(biāo)監(jiān)測結(jié)果按區(qū)塊與標(biāo)桿值、標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比對，見表1（○代表達(dá)標(biāo)，●代表不達(dá)標(biāo)）。

3.3.2 行業(yè)對標(biāo)

收集中石油勘探系統(tǒng)歷年機(jī)采系統(tǒng)總體單耗指標(biāo)及各油田單耗指標(biāo)。根據(jù)對比分析，選定大港油田系統(tǒng)效率為標(biāo)桿。

對大慶油田2008—2009年抽油機(jī)井系統(tǒng)效率按區(qū)塊與標(biāo)桿進(jìn)行對比，見表2。

某采油廠2010年抽油機(jī)井系統(tǒng)效率與標(biāo)桿比對見表3（○代表達(dá)標(biāo)，●代表不達(dá)標(biāo)）

3.3.3 螺桿泵、電泵井對標(biāo)

“十一五”期間對螺桿泵、電泵井沒有進(jìn)行系統(tǒng)測試，缺少測試評價數(shù)據(jù)，因此把標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的節(jié)能限定值與節(jié)能評價值作為目標(biāo)值與“十一五”期間各廠較高水平的能耗指標(biāo)進(jìn)行比較，見表4。

表1 某廠2010年及“十一五”期間抽油機(jī)指標(biāo)a區(qū)塊與標(biāo)桿對比

表2 大慶油田2008—2009年抽油機(jī)系統(tǒng)效率達(dá)標(biāo)比例對比

表3 大慶油田某廠2010年及“十一五”期間抽油機(jī)系統(tǒng)效率與標(biāo)桿對比

表4 大慶油田某廠“十一五”期間螺桿泵（電泵）單耗指標(biāo)與標(biāo)桿對比

4 結(jié)束語

能效對標(biāo)在大慶油田機(jī)采系統(tǒng)中的應(yīng)用是一項繁瑣而艱巨的工作，但是在目前油田開發(fā)處于保持產(chǎn)量穩(wěn)定與節(jié)能降耗的雙重要求下，對油田了解自身能耗情況及未來謀劃節(jié)能潛力挖掘和結(jié)構(gòu)調(diào)整又是十分必要的。

能效對標(biāo)工作貫穿整個油田企業(yè)能耗管理、使用的各個階段。能耗對標(biāo)分析的數(shù)據(jù)主要來源于統(tǒng)計和監(jiān)測。首先要做好統(tǒng)計分析工作，統(tǒng)計數(shù)據(jù)要做到及時準(zhǔn)確；其次要做好耗能設(shè)備的監(jiān)測工作，監(jiān)測設(shè)備的選定應(yīng)該結(jié)合生產(chǎn)實際，設(shè)備運行狀況、現(xiàn)場條件等因素進(jìn)行選定。做好能源消耗的統(tǒng)計和監(jiān)測基礎(chǔ)工作，節(jié)能監(jiān)測評價機(jī)構(gòu)建立并完善油田相關(guān)數(shù)據(jù)指標(biāo)數(shù)據(jù)庫的建立，對于油田的能耗對標(biāo)工作是十分重要的。

[1]國家發(fā)展和改革委員會資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)司.重點耗能行業(yè)能效對標(biāo)指南[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2009:3-15.