油氣田能源管控技術探討*

晏耿成　程　顥　覃　川　王　曼　常青青

（1.大長慶油田分公司油氣工藝研究院；2.西安外國語大學）

油氣田能源管控技術探討*

晏耿成1程顥1覃川1王曼1常青青2

（1.大長慶油田分公司油氣工藝研究院；2.西安外國語大學）

介紹能源管控發展歷程及在其它行業的模式，分析長慶油田建立能源管控系統必要性和可行性，結合目前能源管控技術和油氣田生產特點，提出了分布式油氣田能源管控模式，對長慶油田建立能源管控的框架、功能、特點、建設難點等進行了探討，為油氣田企業建立能源管控系統是提供了理論依據。

油氣田；能源管控；模式

1　能源管控

能源管控［1-3］指采用自動化、信息化技術和集中管理模式建立的管控一體化的系統性能源管控系統，對企業能源系統的生產、輸配和消耗環節實施集中扁平化的動態監控和數字化管理。

90年代末，我國第一套EMCC建成于寶山鋼鐵公司，經過十幾年的發展，形成了“寶鋼、馬鋼”等為代表的3種能源管控模式。

以“寶鋼、馬鋼”為代表的企業能源管理中心，按照扁平化和集中化的理念，將數據采集、處理和分析、控制和調度、平衡預測和能源管理等功能進行了一體化集成，實現了企業能源管理中心系統的管控一體化。

以“濟鋼”為代表的企業能源管理中心，將主要能源消耗和部分設備信息采集到能源管理中心，并對有條件的工序進行監控，基本實現基于計量數據分析的能源管理功能。

其它企業的能源管控主要是采集能耗數據，通過軟件實現編制能源管理報表、能耗分析、大屏幕顯示等功能。

2　建立能源管控系統必要性和可行性

2.1國家節能減排需要

隨著國民經濟發展對能源需求不斷增大，節能減排形勢日益嚴峻。國家提出了“十二五”末單位國內生產總值能源消耗降低16%的目標，并對國有大中型企業實行嚴格的節能減排考核。

2011年國家發改委印發萬家企業節能低碳行動實施方案中要求：企業要創造條件建立能源管控中心，對企業能源生產、輸送、分配、使用各環節集中監控管理。

2012年，工信部的工業節能“十二五”規劃中，支持年耗能30×104t標煤以上石油化工等大中型企業建設企業能源管控中心。

2.2油田發展需要

中國石油作為國有重要骨干企業，“十二五”期間，節能量目標為460×104t標煤，節水目標為1× 106m3，并提出“十二五”期間節能節水工作繼續走在央企前列，促進綜合性國際能源公司建設。截至2014年底長慶油田年綜合能耗544×104t標煤，原油（氣）生產綜合能耗98.72 kg/t標煤，在石油各生產單位排名靠后，節能減排形勢嚴峻。

2012年3月21日中國石油天然氣集團公司發布文件，規定相關企業需配備合理的能源計量器具，實現能源計量數據在線采集、實時監測，創造條件建立能源管控中心，定期開展能耗水平分析，制定相應對策降低能耗。

2.3具備建立油氣田能源管控條件

長慶油田從2008年開始數字化管理平臺建設，完成了對絕大多數油井，部分集輸站、注水站、注水井能耗的監測，同時建立了生產設備管理平臺，對生產設備、生產油水井、氣井等建立了相關的數據庫。解決了能源管控系統設備能源實時采集，同時也是能源管控投資的大頭，為建立能源管控中心創造了條件。

3　能源管控系統

油氣田能源系統涉及電、氣、煤、油等領域，涉及機采（采氣）、注水、集輸等各大系統，所以油田能源管控系統涉及面廣且內容多，建立能源管控系統應具有以下幾方面。

3.1能源管控框架

3.1.1基本原則

1）數據準確：對電、原油、天然氣、汽柴油、原煤等能耗總量計量；對機采系統效率、注水系統效率、注水單耗、氣田集輸綜合能耗等54項技術指標；抽油機、注水泵、輸油泵、壓縮機等設備耗能。

2）計量多樣性：以數字化站控平臺為基礎，以系統計量為主，重點耗能設備單獨計量為輔。

3）管控結合：以管為主，側重油氣田能源消耗在線監測與管理，實時掌握油氣田真實的能耗水平；以控為輔，優化調整以數字化站控平臺控制系統為主，人工調整為輔。

3.1.2主要框架

針對長慶油田生產現狀，能源管控系統的主要框架包括數據采集層、數據處理分析層、管理層、優化層，4個層級。計劃統計管理、系統用能評價、指標預警管理、能耗設備管理、綜合查詢分析、數據錄入維護、系統管理、優化調整管理，8個主要功能模塊。

3.2能源管控功能及特點

長慶油田能源管控功能主要包括數據采集、通訊傳輸、數據處理、分析預警、用能評價、計劃統計、數據查詢維護、系統管理等功能。

1）數據采集系統：利用數字化管理平臺前端采集設備和安裝相關傳感器進行能耗數據的采集。

2）傳輸通訊系統：傳輸通訊系統包括現有的數字化管理平臺的光纜傳輸、無線傳輸。

3）計算機數據處理信息系統：計算機數據處理信息系統包括對采集數據進行處理設備、信息存儲數據庫、能源管控應用軟件系統（統計、分析、評價、預警、優化等功能）。

功能特點:實現總體能耗、關鍵技術指標、重點設備能耗清楚；實現能耗數據實時在線監測；充分優化能源系統，實現能源的合理配置、提高能源效率，實現能源成本最低化；提升管理水平與人員素質。

3.3能源管控建設難點

雖然長慶油田數字化建設程度較高，但相對于目前國內能源管控技術仍然存在以下問題：

1）采集點多，投資費用大。油氣田能源管控系統涉及能耗采集點包括機械采油、注水、油氣田集輸、采氣等6大系統，涉及采集點十幾萬個，僅安裝具有遠程功能的電表、氣表就需7000多萬元。

2）技術指標多。目前涉及上述6大系統能耗指標54項。

3）能耗計量器具配套率低。目前長慶油氣田耗能設備計量儀表配備率低，具備遠傳功能的極少。

4　認識與建議

1）長慶油田數字化信息管理平臺為建立能源管控建立了良好的基礎。同時能源管控系統能提高企業對能源管理水平和能源利用效率，將會產生巨大的經濟和社會效益。

2）由于全油氣田涉及采集能源管控采集點多，投資費用高，長慶油田建立能源管控系統可采用先示范引領后推廣的做法。

［1］馮為民，黃自強.能源管理中心系統的應用實踐［C］//第二屆全國石油與化工行業節能減排技術交流會暨煉油化工企業公用工程系統節能節水研討會論文集.北京：中國化工信息中心，中國石油和化工工業協會，2011：8-16.

［2］王志蘊，陳豐，潘玉桐，等.鋼鐵企業能源管理中心的建設［J］，資源節約與環保，2010（3）：62-63.

［3］張斌，李梅，陳雪，等.面向節能減排的信息化能源管理系統研究［J］云南大學學報（自然科學版），2009，31（S2）：155-158.

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.07.002

2015-03-21

（編輯莊景春）

晏耿成，高級工程師，2001年畢業于西南石油學院（石油工程專業），從事低滲透油田采油、注水工藝技術、節能節水技術研究，E-mail：ygcheng_cq@petrochina.com.cn，地址：陜西省西安市未央區未央路151號長慶科技大廈707室，710018。

中國石油天然氣股份有限公司重大科技項目“節能節水關鍵技術研究與推廣”，項目編號：2014D-4708。