采油作業過程中的節能降耗措施

滕文成

（青海油田采油一廠，青海海西 816400）

自從改革開放以來，我國國民經濟發展進入了高速發展的階段，GDP快速增長，1978年我國GDP總量只有1495.41×108元，占全球比重只有1.742%，2021年我國GDP為1143670×108元，人均GDP超過世界平均水平，在33a之內，我國GDP總量增長了76378.69%。與此同時，我國人口也呈現出快速增長的態勢，1978年我國人口為9.6259×108人，2021年我國人口為1.44349×109人，在33年之內，我國人口總量增長了49.96%。經濟和人口的快速增長必然影響石油行業的發展，1995年我國石油產量為1.5305×108t，進口量為0.1709×108t，消費量為1.73492×108t，對外依存度7.59%。2021年我國石油產量為1.9898×108t，進口量為5.1298×108t，消費量為11.1252×109t（1—11月），對外依存度72%。在26年之內，我國石油產量、進口量、消費量以及對外依存度分別增長了30.01%、2901.64%、541.25%、848.62%（圖1）。從以上數據可知，我國石油消費嚴重依賴進口，從某種程度上而言，對我國國民經濟發展和人民群眾的生產、生活都產生了一定的影響[1-2]。

圖1 近些年我國石油行業發展數據分析（1995—2021年）

經過多年的勘探開發，我國大多數油田都進入了中后期階段，加上各種因素的影響，油田開發的難度越來越大，很多區塊的油井采收率日益下降，使得油田勘探開發所耗費的能源越來越多，成本日益增加，導致油田企業的經濟效益遠不如從前，從而嚴重影響了油田企業的穩定和良好發展[3-4]。尤其是在采油作業生產過程中，消耗能源的方面非常多，如機械設備、原油加熱、油氣輸送、電力設備、注水開發等，這些能耗大幅提高了油田企業的生產成本，因此“減少能源損耗，提高生產效率，降低人力物力投入”是油田企業可持續發展的必然要求和重要途徑。為了有效解決采油作業過程中的效率較低、能源損耗過高等影響油田企業經濟收入不斷降低的問題，油田企業應該對現行采油作業進行科學、合理的改造和優化，為實現后續的節能降耗提供強有力的依據。

1 采油作業過程概述

油田的采油作業過程最初是從單井著手，單井的產物利用自身壓力經過管線完成油氣輸送，然后進入計量站。在通過計量之后，這些產物又會被運送到轉油站，然后對其中的油、氣、水進行首次分離，進而得到一些含有一定雜質的原油，再通過輸油泵運送到聯合站。這些原油還會進行三相分離，進而才能得到品質較高的原油，最終對原油進行外輸。與此同時，首次分離獲得的天然氣，也會存在部分雜質，再輸送到對應的處理廠，采取進一步的處理措施，最終進行外輸[4-6]。另外，首次分離獲得的水，不僅含有油并且還存在很多懸浮物質，通過相應的處理，才能夠達到相應的要求，最終才能夠運送到注水井。其次，聯合站處理完成之后的原油，還會在穩定站進行后續處理，將其中的烴組分進行進一步氣化，再經過冷凝回收，將氣化天然氣轉變為輕烴。

上述油田采油作業過程看似比較簡單，其實包含非常多的工序以及流程，如輕烴回收、外輸、污水處理、注水、開采等（圖2），這些工序和流程都會耗費大量的能源，如電能、燃料、水資源等，使得采油生產成本長時間居高不下，因此油田企業必須制定一定的節能降耗方案，對各種流程的能源消耗進行合理控制，減少開采成本，達到降本增效的目的，為油田企業的可持續發展奠定良好的基礎[4-7]。

圖2 采油作業部分流程簡要示意圖

2 采油作業過程中能耗分析

目前，大部分油田的機采井存在一定的問題，如電能利用率低等，盡管在作業過程中消耗了非常多的電能，然而絕大多數的電能并不是真正轉化為油井的產能。其次，在進行能量轉換時，會耗費非常多的能量，使得很多機采井變成了耗能較高的設備[4-5]。對于這種情況，如果只是對采油系統的各種設備進行節能設計是不足的，并且不科學的節能設計甚至會出現不平衡的狀況，從而進一步增加了機載設備的能耗。與此同時，部分油田在采油生產時并沒有采取有效的管理方式，尤其是對于冬季的生產作業，很多單位沒有對油井的滲水量進行及時且合理的調整，進而造成采出油液的溫度比較小，降低了原油的流動性，從而進一步提高了能源損耗[5-6]。另外，如果采油作業現場的管線腐蝕比較嚴重，沒有對其進行及時處理，使得管線出現異常大的熱能損耗，后續就應該利用加熱爐進行處理才可以順利完成油氣集輸的任務。而很多油田沒有采用節能設計，使得加熱爐在運行時的能耗比較高，在一定程度上增加了油田企業的生產成本[7]。

3 采用生產節能降耗的技術措施

3.1 合理控制摻水量

在采油作業過程中，摻水主要有2個方面：①轉油站分離；②加藥處理污水。對摻水量進行合理控制可以起到比較好的降黏效果，并且可以有效增強油井的生產能力。特別是在冬季，合理控制油井的摻水量，可以有效提高采出液的溫度，減小凍井事故的發生概率，確保冬季采油作業可以順利開展。在采油作業現場應該及時監控計量間的摻水溫度和壓力，了解油井的摻水狀況，并且對出油溫度進行分析，在一定程度上可以有效解決原油流動性差的問題[8-10]。

3.2 降低抽油機的能耗

降低抽油機能耗措施主要有3種：①加強抽油機生產過程的管理，持續強化設備的維修以及保養，盡可能地減少能量消耗，尤其應該加強減速箱的潤滑，減少齒輪運行過程時的摩擦損失，進一步提高能量的傳輸質量和效率，最終減少減速裝置的電能損耗； ②改善抽油機的平衡性，使其在上下沖程時，確保電機做功均勻，減少電能消耗；③合理調整皮帶的松緊度，盡可能地避免皮帶發生打滑的現象，有效提高能量傳遞質量和效率；④優化抽油機井的運行參數，例如在供液能力較差的情況下，采用間歇式的方式來科學有效地配置能量，并且還可以適當加大抽油泵的檢泵周期，從而可以實現抽油機井的節能目的[9-11]。

3.3 加強管道腐蝕處理

管道腐蝕處理措施主要有3種：①內部防腐措施，油氣中含有比較多的化學物質，其中含量最高、危害性最大的是CO2。因此工作人員應該分析CO2腐蝕原因，并且采取對應的防腐措施，例如安裝腐蝕監控系統，對管道的腐蝕狀況進行實時監控，根據獲得的信息，采取對應的防護措施，從而確保油氣管道的安全性[8-9]；②應該在管道上安裝防腐層，并且采用陰極保護技術，以提升管道的保護效果； ③電化學防腐措施，應該針對這種腐蝕情況，盡可能地找到出現金屬腐蝕的地方，然后采用陽極、陰極保護法，降低管道發生電化學反應的概率。

3.4 采用節能降耗技術

節能降耗技術主要有4種：①原油加熱技術，主要在原油輸送的管道上設置加熱爐，以提高原油的傳輸溫度。在應用過程中，應該對加熱穩定進行合理控制，從而有效發揮該技術的效果[11-12]；②化學處理技術，主要是在原油中加入一定量的化學藥劑，如降黏劑、降凝劑等，以此增大原油的輸送效率，從而減少運行能耗；③油氣不加熱處理技術，主要是通過加入一定量的活性水以及降黏劑，使原油相態發生破乳以及轉相，并且在管壁之間形成活性水膜，進而減小輸送阻力，從而達到提高傳輸質量和效率的目的；④結構保溫技術，主要是在管道的外部安裝一些防腐保溫層，以達到有效控制原油輸送溫度，減小原油溫度流失過快的目的。

4 結語

1）隨著油田勘探開發的持續深入，油田生產消耗的能源日益增多，成本不斷加大、尤其是在采油作業過程中，各種流程和設備會消耗非常多的能源，極大地增加了油田企業的生產成本。因此，油田企業應該對這些能源消耗進行科學、合理地控制，進而實現對油田開采成本的有效控制，進一步提升油田的經濟效益。

2）隨著油田開采的持續深入，油井的產量和采收率下降十分明顯。節能降耗是油田企業可持續發展的必然趨勢和要求，只有最大限度地減少采油作業過程中的能源消耗，對各種采油作業流程和工藝進行進一步地優化和改進，并且根據實際情況，采取相應的措施，減少采油作業過程中的能源消耗，持續提高單井的生產水平和效率，才可以實現油田企業的可持續發展。

3）在采油作業過程中，節能降耗措施是適應油田企業可持續發展的必然要求。如果只是依賴某一種或兩種措施很難滿足節能降耗的相關要求。通過分析與實踐發現，節能降耗措施較少會存在比較多的問題。在實際應用過程中，唯有將各種節能降耗措施進行有效結合，充分發揮各自的優勢，才能切實做到節能降耗，從而提高油田企業的經濟效益。

4）在實際工作中，采油作業人員應該多總結、多學習、多理解，深入分析采油作業過程中能耗過高的原因，結合油田不同區塊的實際情況，采取針對性的措施，降低采油作業過程中的能源損耗，進而有效降低采油生產成本，從而提高油田企業的經濟 效益。