油田地面工程節能技術措施探討

韓英君文莉

（1.大慶油田有限責任公司第十采油廠基建工程管理中心；2.大慶油田有限責任公司第二采油廠）

油田地面工程節能技術措施探討

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（1.大慶油田有限責任公司第十采油廠基建工程管理中心；2.大慶油田有限責任公司第二采油廠）

節能減排是近年來社會關注的重點，這不僅關乎國家社會經濟的發展，更會對子孫后代的生活環境產生深遠影響。油田的開發建設可以為社會的發展提供重要資源，但同時也應注意在開發過程中的節能降耗。隨著油田開發時間延長，新問題的不斷涌現進一步增加了節能的難度。本文針對目前較為可行的節能技術做了深入探討，為油田地面工程的節能降耗指明了發展方向。

大慶油田 地面工程 節能 技術措施

進入21世紀以來，能源問題得到越來越多的關注，它作為人類生產、生活的物質基礎，是社會進步發展的根基。然而，世界的能源總量有限，如何合理開發利用能源，是全世界、全人類共同關心的問題。我國作為世界第一人口大國，但能源十分短缺，為了保證國民經濟繼續高速增長，在開發新能源的同時，必須注意提高能源的利用率，科學合理地節約能源。大慶油田在生產過程中，油氣損耗率及耗電量都十分巨大。針對未來大慶油田面臨油產量下降、油田綜合含水量逐年提升的形勢，節能降 耗勢在必 行[1]。

1 油田地面工程建設

大慶油田經過多年的發展，近年來雖然油水井數仍在不斷增長，但產油量卻逐年遞減，而且產液量和注水量大幅上升，對大慶油田的地面工程建設帶 來了不少 的 問 題 和 挑戰[2]。

截至2011年底，大慶油田共建成油水井95349口，地面系統建成各種大 中型站 1609 座，管道72767km， 線 路 19554km， 道 路 16309km[3]。 面對當前的形勢，應在產油量達到需要的前提下，調整不合理的系統結構布局，降低能耗，提高生產效率。

2 油田生產能耗分析

通過上述分析，由于油田的產油量日趨下降，新油井的開發成為必然，由此也造成了油田地面工程的能耗問題逐漸顯現。油產量的下降直接導致的結果是含水量上升，從而使得能耗進一步增大，不利于節能降耗的開展；與此同時，為了保證油田的產油量，新增油井導致地面生產設備增加，生產的能耗也必然隨之增加。另外，在油田的外圍，由于對油田開發力度不斷加大，開采難度也不斷提高，這也造成了能耗進一步攀升。大慶油田的地面工程設施經過多年的使用，不少地面設備已經老化，這對地面設備的使用效率產生重要影響，同時也會增加不必要的生產能耗。

2.1耗氣分析

由于大慶油田主要采用的是摻水保溫、單井計量的密閉集油流程，油田中的生產耗氣以天然氣為主，其消耗主要集中在油氣集輸系統的轉油站和脫水站上。二者相比，轉油站的耗氣量較大，大約占80%。通過對地面工程的生產狀況分析，造成耗氣量增加主要有以下幾方面原因：

1）由于長年開采，油田地面工程在老區幾經加密，而外圍油田的產油量較低，都造成了產油效率的下降；此類油井井口的出油溫度偏低，為了對其進行保溫，增加了集輸噸油耗氣。

2）隨著產油量的減少，與產油量相關的地面設備長期處于低負荷運行狀態。全油田電脫水設施、原油穩定設施、長輸管道的負荷率都下降了20%以上，導致系統運行非常不合理，運行效率過低，能耗增高，亟待系統調整。

3）油田地面工程中老化和技術落后的設備較多，由于長年疏于維護且尚未更新，造成這些地面設備效率較低，耗氣量偏大，導致能耗加劇。

從上述幾點可以看出，對于油田地面工程系統的優化調整勢在必行，對于老化落后的設備需及時更新，提高油井出油管道的保溫能力，減少熱量消耗，從而起到節氣的目的。

2.2耗電分析

在油田地面工程中，電能的消耗不可避免。其中以采油過程中的耗電量最高，其次是油田注水耗電，再次是集輸耗電，天然氣耗電和線路損耗相對較低。對于注水系統，目前所采用的注水系統總壓差遠遠超出壓力損失所要求的合理范圍，因此該系統存在很大的優化空間。注水泵的技術落后或即將到達使用壽命都導致其效率偏低，會嚴重影響電能的消耗。應盡可能選擇具有較高單級揚程的多級離心泵，增大排水量，提高泵水效率。從原油的集輸和處理系統上來看，耗電較大的環節主要是轉油站和脫水站。由于油田的產液量不斷上升，導致集輸及處理噸油的耗電量也呈上升態勢。而機泵與管路的特性不匹配導致泵管內壓差增大，其內部流動的損失超出了設計指標；因此，也需要對系統進行綜合調整，提高機泵運行效率。對于供電網線路的能耗，由于外圍油田電網覆蓋面積較大，電力線路相對距離較長，因而存在網路損耗偏高，運行功率較低的問題。同時，新增油井的增加也使得原有的電路系統日趨復雜化，存在很多的不合理因素。

3 節能技術措施

天然氣的耗氣及油田的生產耗電都是油田地面工程能耗的主要部分，若能有效對二者進行控制，則能起到較好的節能效果。目前較為常用的技術措施包括不加熱集輸處理技術、注水節能技術、綜合節電技術等。

3.1不加熱集輸處理技術

目前，大慶油田處在高含水后期開發階段，含水率高達 90%以上，導致原油黏度大幅下降，這也造成了輸送管壁的結蠟量隨之下降，這對于不加熱輸送是十分有利的。應大力推廣不加熱集輸處理技術，有效降低供熱的耗氣量，提高企業整體經濟效益。

3.1.1 單管深埋集油工藝

該工藝主要用于多井串聯進入集油閥組間，管線埋入約2m深，從而確保在凍土層以下。依靠井口回壓以及出油的溫度，以自壓的方式將原油壓入集油站，為保證生產過程中集油系統的安全運行，需要配有專門的熱洗車設備對管路進行清蠟及熱洗作業。通過在轉油站及集油閥組間建設采暖管道，在解決閥組間采暖的同時保證了集油干線的輸運，降低了摻水所需的電能，使得能耗大幅降低。

3.1.2 “叢式井干管”集油工藝

以叢式井為主的區塊單元，在井組至計量站之間可以采用單干管摻水熱洗或單干管集油的工藝流程。在產量較高時或夏季可以采用雙管出油或不加熱集油。采用這種方法可以有效減少管線的用量，從而起到節能降耗的效果。

3.1.3 單管通球工藝

該工藝技術可以應對高寒地區大產液量、高含水率、大黏度、高含蠟量的油井不加熱集輸需求，從而可以大幅節省耗電量和耗氣量，有效提高經濟效益。其主要類型包括單井單管通球、單管多井樹狀通球和單管多井串接通球。

3.1.4 采出液處理技術

通過采用不加熱的集油破乳劑、變強度反沖洗和氣水反沖洗的污水處理技術和油管解堵技術，使得采出液的處理后溫度下降到原油凝固點溫度附近，適用于高寒地區的高凝原油采出液集輸處理。

3.2注水節能技術

注水系統節能降耗的主要手段是提高注水機泵的效率以及注水管網的效率，主要采取以下技術：

3.2.1 變頻技術

通過調整水泵的轉速，可以改變水泵的工作特性，選擇合理的工作點以適應不同工況下流量、揚程及功率的需求，從而降低泵管內的壓差，減少由于節流所產生的電能損耗。

3.2.2 前置泵變頻技術

其基本方式是將現有的多級離心水泵拆解，在其進口處新建1臺與之流量相同、固定揚程的前置水泵，之后再與拆解后的多級離心泵連接。此時,僅需對前置水泵進行變頻調整轉速，即可達到在不同進口工況下其出口流動滿足多級離心泵的工作需求，有效節約電能。

3.2.3 注水泵涂膜

由于離心泵的長期使用導致其內部壁面容易腐蝕或結垢，更有甚者可能會產生氣蝕，從而嚴重影響水泵的正常工作。因此，需要對水泵的葉輪、殼體等表面涂抹耐腐蝕、耐老化、抗高溫、摩擦系數小的保護膜，起到減小流動阻力，提高水泵使用壽命的目的。通過這種方法提高水泵的使用效率，從而有效節約電能。

3.2.4 系統仿真

在實際對水泵進行操作之前，應對整個注水系統進行數值仿真，依據水泵特性及實際工作環境，選取合適的工作點，確定實際工作中的轉速，從而達到最佳的使用效果。

3.3綜合節電技術

目前，油田地面工程所采用的節電技術主要包括電網的無功補償和電網的結構優化調整。其中，無功補償是根據實際電網中無負荷的情況選擇合理的補償方式，提高電網運行功率因數，減少無功的功率在電網中的流動損耗，起到節電的目的；對電網的結構優化調整是通過改變現有電網中的開關狀態，改變網絡結構及運行方式，從而可以根據需要選擇合理的網絡結構，降低電網的自身損耗。

4 結語

節能降耗不僅能提高企業現有的經濟效益，更是造福子孫后代的長遠考慮，因此需要引起高度重視。在實際生產過程中，應加強技術創新、管理創新，采用科學合理的技術措施進行有效的節能降耗，使油田地面工程真正做到可持續發展，為大慶油田的可持續發展貢獻力量。

[1]唐述山,王金龍,鄒繼明.控制地面工程能耗,保障油田可持續發展[J].油氣田地面工程,2005,24(9):28-29.

[2]吳長利,唐紅翠,趙連河,等.油田地面工程存在的主要問題及對策[J].石油規劃設計,2003,14(4):17-19.

[3]田晶,欒慶.大慶油田地面工程節能技術措施淺析[J].石油石化節能,2012,2(10):26-29.

10.3969/j.issn.2095-1493.2013.010.020

2013-07-04）

韓英君，工程師，2004年畢業于哈爾濱工業大學 （工程管理專業），主要從事地面工程管理、節能管理、質量技術管理，E-mail： 3597085@qq.com， 地址：黑龍 江 省 大 慶 油田第十采油 廠 基建工程管理中心，166405。