油氣集輸系統能耗影響因素分析與對策探討

畢新忠 王玉江 伊善利

【摘 要】在油田開發中，伴隨著采出的液含水資源量日益增高，油氣集輸系統耗費的能量也相對增高，油氣集輸系統的節能降耗工作對整個油氣開采系統的正常運行和經濟效益有重要意義。本文在影響油氣集輸系統能耗的因素分析的基礎上，提出了油氣集輸系統降耗對策，對今后集輸系統節能降耗有一定的指導意義。

【關鍵詞】油氣集輸系統；節能降耗；因素分析；對策探討

原油綜合率含水量高、原有脫水加熱及耗能設備的效率低等是造成油氣集輸系統耗能過多的主要原因。油氣集輸系統非常復雜，目前最主要的是熱力、動力及分離設備的效率。油氣集輸系統是油田生產過程的一個重要環節，它的技術高低、能量消耗直接影響整個油田的運行成本和油田的經濟效益。目前，采出的液體含水量較高，這樣就導致油氣集輸系統的消耗也日益增高，所以降低油氣集輸系統的能耗就顯得十分重要。 一、油氣集輸系統影響能耗的因素分析

油田油氣集輸系統的主要工作內容包括：油井計量、集油、集氣、油氣水分離、原油脫水、原油穩定、原油儲存、天然氣脫水、天然氣凝液回收、凝液儲存和含油污水處理等，就是將各個油井生產出來的原油、天然氣等混合物，進行收集、轉輸、分離、計量、凈化、穩定及其它處理，直至生產出合格的油、氣產品。其全部工藝過程總稱為油氣集輸工藝流程。油氣處理系統消耗著大量的電能熱能，目前，油氣集輸系統能耗的原因主要可概括為“兩高”，即：能耗高、油氣損耗高。能耗高指油水處理耗能較高，主要是因新問題出現較多，目前的處理工藝、設施狀況相對較差，需進一步加大改造力度。影響油氣集輸系統能耗的因素主要為以下幾方面。

1.1 原油含水量增高，油氣處理難度加大

當前油氣集輸系統能耗有著油氣水處理能耗高和油氣蒸發損耗高的特點，特別是當油田開發工作進行到后期，原油含水量增高，達到70%以上，加大了油氣處理難度，使處理裝置的負荷隨之增加，能耗也隨之加大，卻沒有對應的新工藝和設施來處理這種新問題，尤其是一些老油田還在使用傳統的工藝流程，設備狀況也比較差，亟需加大改造力度。油氣蒸發損耗高主要是在油氣處理過程中的揮發和損耗比較嚴重，需要加大系統密閉，減少能源浪費。

1.2 熱負荷比較分散、產熱設備數量多

油氣集輸系統的熱負荷比較分散、產熱設備數量多、運行效率低等是當前油氣集輸系統能耗嚴重另一個突出特點，當前油田開發中使用大量加熱爐，但是這種設備的運行效率低于70%，是油氣集輸系統的突出問題。油氣系統中存在著超負荷運行和低效的情況，用于油田開發和生產的各種設備，比如鍋爐、加熱爐注水泵和抽油機等，存在老化現象，缺乏定期和規范的維護和檢修，造成主要耗能設備的效率低下，系統可靠性差，造成設備故障、造成停產的事件也時有發生。

1.3 用能分布分散，利用率比較低

目前油氣集輸主要通過采用石油燃料獲得熱能，生產所需要的電力和動力是由電網提供，由小型鍋爐和加熱爐提熱能，油田開發生產中的用電、用熱主要采取分別供給的方式，分布也比較分散，利用率比較低。油田的生產和開發中還存在腐蝕的問題，比如管線穿孔和設備腐蝕等情況，如果沒有得到及時處理，可能會造成油氣集輸系統的無法正常運行，造成重大經濟損失，影響運行效益。

1.4 原有集輸設施不適應性突出

能耗高方面，主要有原油水比例的變化，使原有集輸設施的不適應性日益突出。油品存儲損耗不僅表現在蒸發、泄漏及計量誤差等方面，油罐自身也存在一定的問題，油品自身的蒸發損耗與油罐的密閉性存在著非常密切的關系，密封不夠嚴實的油罐很可能會發生泄漏現象。另外，油尺、密度計、溫度計和取樣設備的精度都會對油品儲存產生巨大的影響。隨著采油新技術的不斷推廣，同時也增加了地面集輸系統油水分離、沉降、脫水和污水處理的難度，加之大部分采用加熱方式進行集輸，系統自身消耗了大量能源，特別是老油田進入高含水后期，開發難度不斷增加，因此，集輸能耗也逐年上升。

二、油氣集輸系統降耗對策探討

2.1樹立科學的節能降耗觀念

要實現節能降耗目標，企業必須樹立起良好的科學發展觀，推動能源消耗向系統化、集約化、社會化優化配置的方向發展。油田企業應充分利用油井進入高含水后期，油井出油溫度和產液量較高的現狀，實現常年不加熱集油。油井進入高含水后期，集油管道管壁的結蠟量明顯下降，應充分利用高含水后期油井生產的有利條件，對油井實現不加熱集油，同時還要進行低能耗油氣集輸配套的低能耗輸液、低溫游離水脫除及低溫含油污水處理的工藝攻關，實施不加熱集油及降溫集油等工藝，從而實現全過程低能耗集油，還可利用熱泵技術回收含油污水中的余熱。

隨著油田的不斷開發，油田產水量及注水量將大幅度增加，使用熱泵提取含油污水余熱，可將其中的熱量回收給聯合站或轉油站采暖伴熱，另一部分用于集油或原油脫水，可收到明顯的節能效果。油井的不加熱集油分為單管不加熱集油、雙管不加熱集油、摻常溫水不加熱集油、摻低溫水集油和季節性不加熱集油。目前采油油井普遍采用了不加熱進站、采油區計量站不加熱外輸等技術，減輕了管理難度。此技術目前已在大慶等十幾個油田得到大規模應用，都取得了很好的效果。采取對老舊機泵進行更新改造，安裝變頻器和調整泵的規格，進行轉油站合并、脫水站改放水站，降低轉油站、脫水站泵管壓差，減少輸油耗電，也可提高集輸效率，從而達到節能的目的。

2.2加熱設備的優化改造設計

加熱爐是油氣集輸系統里的主要供熱設備，很多因素影響著加熱爐的效率，比如爐型結構、爐內的熱損失、排煙溫度、余熱回收和燃燒器等都制約著增加了加熱爐的能源消耗。可以應用先進的加熱爐節能技術，首先淘汰更新落后的加熱爐，推廣使用真空加熱爐并采用高效的燃燒器，提高熱效率；其次要優化加熱爐的監控系統，通過監控加熱爐運行情況控制各種異常的發生，控制加熱爐的運行參數，減少不必要的熱損；還可以加強對加熱爐的維護、除垢工作，緩解加熱爐的損壞。

2.3不加熱集油和低溫集油工藝的運用

在油田開采后期，加熱處理含有大量水分的原油會造成能源的浪費，加大生產成本，可以推廣應用不加熱集油的新工藝。傳統的雙管摻水技術，雖然具有安全方便的優勢，但是需要消耗大量的電能和熱能。不加熱集油包括單管和雙管不加熱集油、摻常溫水不加熱集油、季節性不加熱集油和摻低溫水不加熱集油。油田可以根據自身所處的開發階段、原油特點、自然條件實施不加熱集油工藝，通過取消單管加熱流程中的進口熱爐和計量站、集輸線上的加熱爐，簡化加熱保溫系統，降低成本投入并且方便管理。

2.4應用油氣混輸技術

油氣混輸技術是油氣集輸廣泛應用的新興技術，是將未經分離的油、氣水介質通過混輸泵經海底管道運輸到油氣水處理終端，再進行綜合處理。以往油氣集輸工藝運用的設備比較多，投資成本比較高，不易管理，整個工藝流程需要經過分離器、外輸泵、壓縮機和獨立的油、氣、水管道。油氣混輸技術只需要混輸泵和混輸管道就可以進行外輸，能夠有效增加單井采收率，延長油田壽命，簡化例工藝流程。

三、結束語

隨著節能減排任務的日趨嚴峻，油氣集輸系統的節能降耗工作對整個油氣開采系統的正常運行和經濟效益有重要意義，只有從油氣運輸系統的客觀情況出發，深入分析當期此系統的發展現狀和問題，根據其特點分析節能降耗的對策，才能實現油氣集輸系統的節能降耗目標，為完成節能減排任務作出貢獻。

【參考文獻】

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