我國油氣生產(chǎn)用能及節(jié)能措施效果分析

趙明，檀朝東*，蔣榮生，楊若谷

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我國油氣生產(chǎn)用能及節(jié)能措施效果分析

趙明1,3，檀朝東1*，蔣榮生2，楊若谷4

(1.中國石油大學（北京）石油工程學院，北京昌平，102249；2.中節(jié)能駿誠（上海）環(huán)保科技有限責任公司，上海普陀，200000；3.大慶油田有限責任公司采油六廠，黑龍江大慶，163400；4.北京雅丹石油技術(shù)開發(fā)有限公司，北京昌平，102200)

在油氣開發(fā)生產(chǎn)過程中，油田企業(yè)也要消耗掉大量的能源，而且能耗隨著開發(fā)難度的加大呈逐步增長的趨勢。油田企業(yè)自身開展節(jié)能降耗工作，不僅可以為國家提供更多油氣，也有利于降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)競爭力。在調(diào)研油氣田生產(chǎn)用能現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，分析了油氣生產(chǎn)各系統(tǒng)的節(jié)能潛力和節(jié)能措施效果，提出了油氣生產(chǎn)節(jié)能的措施方向。

油氣生產(chǎn)；節(jié)能降耗；潛力；措施

引言

油田開發(fā)企業(yè)既是產(chǎn)能大戶，也是能耗大戶。隨著石油天然氣行業(yè)的不斷發(fā)展，目前國內(nèi)各油氣田處于不同開發(fā)階段，能源消耗水平也不盡相同：一方面，主力油田相繼進入開發(fā)中后期，采出液含水升高、產(chǎn)油量遞減，水處理系統(tǒng)負荷偏高、油處理系統(tǒng)負荷偏低現(xiàn)象普遍，增加了成本調(diào)控的難度；后續(xù)開發(fā)的油氣田，多為低品位資源，也造成生產(chǎn)運行能耗不斷上升。另一方面，隨著油田開發(fā)的延續(xù)，油田系統(tǒng)日益龐大，油田各生產(chǎn)運行系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整難度逐漸加大，系統(tǒng)能耗居高不下。

據(jù)統(tǒng)計，油氣生產(chǎn)耗能大約相當于自產(chǎn)油氣的14%，能耗費用約占生產(chǎn)成本的20%左右。油田企業(yè)搞好節(jié)能降耗，即可為國家提供更多油氣，也有利于油田企業(yè)降低生產(chǎn)成本，優(yōu)化企業(yè)成本結(jié)構(gòu)，是油田企業(yè)挖潛增效、增強企業(yè)競爭力的重要舉措。同時，原油、天然氣等能源的節(jié)約使用，還可以減少環(huán)境污染，保護生態(tài)環(huán)境[1-2]。因此，摸清國內(nèi)油氣生產(chǎn)用能情況，分析各系統(tǒng)節(jié)能潛力和節(jié)能措施效果，明確油氣生產(chǎn)節(jié)能發(fā)展方向，對油田企業(yè)開展節(jié)能降耗工作具有一定借鑒意義。

1 油氣田生產(chǎn)用能現(xiàn)狀分析

油田企業(yè)能耗系統(tǒng)按照其組成可分為機采、注水、集輸?shù)葞状笙到y(tǒng)，能源消耗主要包括電力、原油、天然氣等。

1.1 油氣田生產(chǎn)用能消耗水平

截至2016年底，全國已探明油氣田993個。其中，油田722個，氣田271個。累計生產(chǎn)石油65.92億噸，累計生產(chǎn)天然氣1.81萬億立方米。2016年，全年生產(chǎn)石油1.996億噸，生產(chǎn)天然氣1231.72億立方米，全年生產(chǎn)油氣當量約3億噸。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計資料顯示，國內(nèi)石油天然氣開采行業(yè)單位油氣生產(chǎn)綜合能耗平均值約為146.1kgce/t油，單位液量生產(chǎn)綜合能耗平均值約為29kgce/t液，進而估算出國內(nèi)油田企業(yè)油氣生產(chǎn)綜合能耗約為4389.94萬噸標煤。

1.2 油氣田生產(chǎn)用能消耗結(jié)構(gòu)

從中石油相關(guān)能耗統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，油氣田生產(chǎn)板塊中，天然氣消耗量最大，占比34.57%，主要用于給井口和聯(lián)合站、接轉(zhuǎn)站輸送的原油加熱及邊遠井天然氣發(fā)電；電能占例33.94%，主要用在機械采油、注水、原油集輸?shù)壬a(chǎn)環(huán)節(jié)；原油消耗占比26.64%，主要作為鍋爐、加熱爐的燃料，用于提供熱采井注汽、原油處理集送及冬季取暖所需的熱能，其他能耗占比4.85%。按照油氣田地理分布區(qū)域進行對比，東西部的能耗結(jié)構(gòu)又存在顯著差異，東部油氣田能源消耗以電力消耗為主，西部則多來自于天然氣，原因為西部地區(qū)相關(guān)配套設(shè)施存在不足，需要依靠自產(chǎn)能源進行彌補。

2 油氣田生產(chǎn)節(jié)能措施效果分析

2.1 油田企業(yè)采取的節(jié)能措施

油田企業(yè)對節(jié)能技術(shù)的發(fā)展高度重視，通過開展節(jié)能技術(shù)攻關(guān)研究、節(jié)能示范工程建設(shè)、節(jié)能技術(shù)交流、節(jié)能專項投資等多層次的推進，不斷提高油田節(jié)能技術(shù)水平，深挖節(jié)能潛力。

（1）開展節(jié)能潛力研究，推進節(jié)能示范工程建設(shè)。定期組織油氣田工程建設(shè)和生產(chǎn)運行情況、油氣田系統(tǒng)能耗、節(jié)能技術(shù)發(fā)展等全面調(diào)查和調(diào)研，對比國內(nèi)外技術(shù)經(jīng)濟水平，探究國內(nèi)外差距，確定發(fā)展目標，組織編制并實施節(jié)能示范工程方案等。

（2）組織節(jié)能技術(shù)交流，推動節(jié)能技術(shù)傳播應(yīng)用。開展多種形式的節(jié)能技術(shù)交流會，通過大會交流、出版發(fā)行節(jié)能技術(shù)交流文集和技術(shù)指南等，促進先進適用的節(jié)能節(jié)水技術(shù)的推廣應(yīng)用。

（3）設(shè)立節(jié)能專項投資，加快重點節(jié)能技術(shù)發(fā)展。堅持“突出重點、效益優(yōu)先、典型示范、成熟先行”的原則，優(yōu)先安排實施技術(shù)成熟、效果顯著、具有典型示范作用的重點項目。

（4）建立節(jié)能技術(shù)推廣應(yīng)用目錄，引導成熟節(jié)能技術(shù)推廣。對于已有成功應(yīng)用案例，技術(shù)成熟、適用性強、效果顯著的節(jié)能節(jié)水技術(shù)，石油企業(yè)計劃分批建立推廣目錄，結(jié)合設(shè)備更新淘汰重點組織推廣應(yīng)用。

2.2 油田企業(yè)節(jié)能措施效果分析

近年來我國的油田企業(yè)堅持“開發(fā)和節(jié)約并重，把節(jié)約放在首位”的能源工作方針，認真貫徹國家節(jié)能的法律法規(guī)，節(jié)能工作得到不斷發(fā)展和提高。

（1）節(jié)能成效顯著，能源消耗結(jié)構(gòu)得到調(diào)整。通過加強節(jié)能管理工作，在生產(chǎn)難度加大的情況下，石油企業(yè)有效控制了能耗的增長，原油、成品油的消耗比例明顯下降。以中石油為例，“十二五”期間，中石油的能源利用水平不斷提高，能源實物消耗結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，累計實現(xiàn)節(jié)能613×104t標煤，超額完成了“十二五”目標任務(wù)。

（2）節(jié)能技術(shù)取得進步，油氣生產(chǎn)各系統(tǒng)效率有了提高。雖然國內(nèi)油田企業(yè)通過采取節(jié)能技術(shù)措施取得了一定的成果，但從各系統(tǒng)能效角度來看，總體上距離國外先進水平還有一定的差距。無論是提高主要耗能設(shè)備的運行效率還是降低油氣損耗，國內(nèi)油田企業(yè)都還有較大的節(jié)能潛力。

①機采系統(tǒng)能效現(xiàn)狀。機采系統(tǒng)主要包括抽油機采油系統(tǒng)、電潛油泵采油系統(tǒng)和螺桿泵采油系統(tǒng)，目前其能耗管理中存在的問題主要表現(xiàn)為：a.機采設(shè)備老化，使用效率下降；b.部分設(shè)備選型不合理，造成大馬拉小車問題；c.低效井仍占有相當比例，與目標期望值有一定距離[3]。抽油機系統(tǒng)效率國外一般在30%，先進水平在36%；國內(nèi)平均26%左右，先進的在30%左右。潛油電泵系統(tǒng)效率國外一般在35%，先進水平在40%；國內(nèi)平均在30%左右，最高效的達38.7%。

以抽油機為例，目前全國約有抽油機井30萬多口，若系統(tǒng)效率由平均水平26%提高到國外先進水平36%，每天可節(jié)約電量約為260×104kW.h。

②注水系統(tǒng)能效現(xiàn)狀。注水系統(tǒng)消耗能源主要為電能，據(jù)統(tǒng)計油田注水耗電量一般占油田總耗電量的33%～56%，且有逐步增大的趨勢，已成為制約企業(yè)節(jié)能降耗，降低成本，提高經(jīng)濟效益的重要問題。目前其能耗管理中存在的問題主要表現(xiàn)為：a.低效泵仍占一定比例；b.設(shè)備老化，耗能高；c.部分注水站系統(tǒng)運行調(diào)節(jié)能力差；d.注水管網(wǎng)效率低；e.注水水質(zhì)差。國內(nèi)外注水系統(tǒng)指標對比情況，如表1所示：

表1 國內(nèi)外注水系統(tǒng)指標對比

目前，國內(nèi)油田企業(yè)注水系統(tǒng)效率先進水平已達高效系統(tǒng)要求，但仍有部分油田注水系統(tǒng)效率低于50%，存在較大的節(jié)能潛力。

③集輸系統(tǒng)能效現(xiàn)狀。油氣集輸是繼油藏勘探、油田開發(fā)、采油工程之后很重要的生產(chǎn)階段，消耗能源主要為電能和熱能，能源消耗量也在油田整體能源消耗中占有很大的比例。油氣集輸系統(tǒng)的能耗特點如下：a.耗用的是高能質(zhì)的燃料，但實際利用的卻是低品位的熱能；b.電（或動力）與熱大部分采用分產(chǎn)、分供的方式；c.油田廣泛采用的產(chǎn)熱設(shè)備為加熱爐，其數(shù)量大、分布零散、使用年限長、熱效率偏低、耗能多，不利于節(jié)能減排；d.熱負荷分散，點負荷小。

目前集輸系統(tǒng)能耗管理中存在的問題主要表現(xiàn)為：a.生產(chǎn)油水比例的變化使原有集輸設(shè)施的不適應(yīng)性日益突出；b.原有集輸工藝已不適應(yīng)新的開發(fā)工藝和特殊油藏的開發(fā)；c.部分設(shè)施老化、不能按照有關(guān)的標準規(guī)定進行周期檢驗和維護。國內(nèi)外油氣集輸系統(tǒng)指標對比情況如表2所示：

表2 國內(nèi)外油氣集輸系統(tǒng)指標對比 %

油氣集輸系統(tǒng)的能耗特點導致了系統(tǒng)能量利用率偏低，能耗量偏高，加之能源梯級利用基本未予考慮，系統(tǒng)還有很大的節(jié)能潛力。

3 油氣田生產(chǎn)節(jié)能發(fā)展方向

從油氣生產(chǎn)各系統(tǒng)整體情況可以推斷，油田企業(yè)的節(jié)能潛力依舊是很大的，預計節(jié)能潛力能夠達到30%左右。目前，國內(nèi)的各大油田仍在積極進行節(jié)能降耗的工作，從資金投入、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、技術(shù)創(chuàng)新、管理進步等方面著手，實現(xiàn)油田企業(yè)的節(jié)能降耗。主要措施方向包括：

（1）健全能源管理組織機構(gòu)體系。從當前油田企業(yè)能源管理組織結(jié)構(gòu)體系可以看出，仍有部分油田企業(yè)存在著結(jié)構(gòu)體系不盡完善，功能交叉的不足等問題，因此建設(shè)一套功能完善、任務(wù)責任明確的能源管理組織機構(gòu)體系是開展能源管理工作的基礎(chǔ)，確保目標責任能夠落實到位，節(jié)能評價考核嚴格實施，構(gòu)建起層次分明、上下聯(lián)動、制度健全、信息快捷的現(xiàn)代化能源管理網(wǎng)絡(luò)。

（2）逐步調(diào)整能源消耗結(jié)構(gòu)。改善能源消耗結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)能源優(yōu)化配置是油田企業(yè)節(jié)約使用能源、提高能源利用效率、降低能源消耗成本的最為直接的途徑。當前油田企業(yè)能源消耗結(jié)構(gòu)不盡合理，原油、成品油的消耗數(shù)量依然較多，天然氣清潔能源和地熱等新能源相對利用不足。因此，油田企業(yè)應(yīng)結(jié)合自身的實際情況，進一步開發(fā)利用新能源與可再生能源，如：太陽能、地熱和風能等，推廣應(yīng)用新能源設(shè)備，并積極利用回收余熱，優(yōu)化能耗結(jié)構(gòu)。

（3）加強能源管控建設(shè)。按照先試點、后推廣的原則，加強油氣田生產(chǎn)板塊的能源管控建設(shè)，建立分級分類的能源管控模式。完善節(jié)能信息系統(tǒng)功能．加強與其它系統(tǒng)的對接，滿足國家和企業(yè)能耗監(jiān)控與優(yōu)化運行的需要[4]。

（4）開發(fā)推廣利用先進節(jié)能技術(shù)。節(jié)能技術(shù)的發(fā)展需要和生產(chǎn)建設(shè)工藝有密切的聯(lián)系，借助生產(chǎn)工藝技術(shù)的推進，加速節(jié)能降耗工作的開展，與此同時，結(jié)合節(jié)能技術(shù)的發(fā)展促使各項生產(chǎn)建設(shè)工藝的改進。目前國內(nèi)油田企業(yè)存在設(shè)備老化、負載率低以及匹配不合理等問題。因此，油田企業(yè)應(yīng)強制淘汰不符合國家能源效率標準、屬于國家淘汰范圍的產(chǎn)品設(shè)備；其次，對超期服役、老化、能耗高的產(chǎn)品設(shè)備進行及時更新改造，并優(yōu)先推廣應(yīng)用節(jié)能型產(chǎn)品設(shè)備；最后，應(yīng)在油氣生產(chǎn)各個系統(tǒng)推廣應(yīng)用先進的節(jié)能技術(shù)，如地上地下整體性優(yōu)化技術(shù)、機采系統(tǒng)完整性節(jié)能技術(shù)及油田數(shù)字化技術(shù)等[5]。

（5）加大監(jiān)督考核力度。針對能耗強度和總量雙控，加強指標的分析預測和預警。繼續(xù)將節(jié)能指標納入業(yè)績考核，分年度落實指標，逐級分解并跟蹤考核，并進一步加大對重點用能單位的監(jiān)督考核力度。

4 結(jié)束語

在國家節(jié)能政策導向和油田自身發(fā)展需要的驅(qū)動下，油田企業(yè)開展節(jié)能降耗工作，提高能源利用效率，降低企業(yè)開采成本，提高企業(yè)競爭力，已成為必然趨勢。通過調(diào)查國內(nèi)油田企業(yè)生產(chǎn)用能情況，分析各系統(tǒng)節(jié)能潛力和節(jié)能措施效果，確定下一步節(jié)能工作開展方向，為油田企業(yè)制定節(jié)能措施提供參考。

[1] 苗楊, 孫春曉, 徐嘉一. 石油開采企業(yè)節(jié)能監(jiān)測與節(jié)能潛力分析[J]. 節(jié)能, 2017, 36(03): 70-72+3.

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[5] 齊朔彤. 我國石油油氣田節(jié)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 中國石油和化工標準與質(zhì)量, 2014, 34(11): 37.

Analysis of Energy for Oil and Gas Production and Energy Conservation Measures in China

ZHAO Ming1,3, TAN Chaodong1*, JIANG Rongsheng2, YANG Ruogu4

(1.Institute of Petroleum Engineering, China University of Petroleum, Beijing Changping, 102249, China; 2.CECEP Juncheng(Shanghai) Environmental Technology Co.,Ltd., Shanghai Putuo, 200000, China; 3.No.6 Oil Extraction Plant, Daqing Oilfield Company Limited, Heilongjiang Daqing, 163400, China; 4.Beijing Yandan Petroleum Technology Development Co, Ltd, Beijing Changping 102200, China)

In the process of oil and gas development and production, the oilfield enterprises also need to consume a large amount of energy, and the energy consumption increases gradually with the development difficulty. The energy conservation work of oilfield enterprises can not only provide more oil and gas for the country, but also reduce the production cost and improve the competitiveness of enterprises. Based on the current situation of oil and gas production, this paper analyzes the energy conservation potential and energy conservation measures of oil and gas production systems, and puts forward the direction of energy saving in oil and gas production.

Oil and gas production; Energy-saving and cost-reducing; Potential; Measures

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2018.01.009

TE355

A

1672-9129(2018)01-0020-03

趙明, 檀朝東, 蔣榮生, 等. 我國油氣生產(chǎn)用能及節(jié)能措施效果分析[J]. 數(shù)碼設(shè)計, 2018, 7(1): 20-21.

ZHAO Ming, TAN Chaodong, JIANG Rongsheng, et al. Analysis of Energy for Oil and Gas Production and Energy Conservation Measures in China[J]. Peak Data Science, 2018, 7(1): 20-21.

2017-11-20；

2018-01-05。

趙明（1988-），男，助理工程師，碩士，163400，黑龍江省大慶市讓胡路區(qū)慶新街道。E-mail:tanchaodong@cup.edu.cn