油氣集輸系統能耗分析與節能措施

田宏偉 蔡蘭英 裴疆霞

摘 要：高能耗、高污染的粗放型增長方式已不適應新常態的要求，提高能源利用效率為核心的集約型增長方式和低能耗、低污染、低排放的低碳經濟，已成為未來經濟發展的方向。油氣集輸系統是油田地面工程建設的主體部分，是地面工程技術的核心，其工程投資一般占地面工程總投資的50%左右，能耗約占油氣田生產能耗的35%。因此，從節能設計入手，抓好節能的日常管理和節能技術的不斷推進，會大大降低油氣開采行業的運行成本。本文就加強油氣集輸系統能耗管理進行簡單的闡述。

關鍵詞：加強；油氣集輸；系統能耗；管理；探討

油田的油氣集輸系統是直接關系到生產效益的重要組成部分，在設計和建設過程中一定要從節能降耗的角度出發，最大程度上節省油田的生產成本。尤其是在提高綠色節能生產的當今社會，改善油田高污染生產的傳統模式，實現綠色節能，無論是對于油田生產的可持續發展，還是國民經濟的持續增長都具有十分重要的作用。本文僅針對現目前油田生產中存在的一些有待改進的耗能現象，提出了一些改進措施，對于油田生產的改進具有一定的參考意義。

1.油氣技術系統的能耗分布

1.1油氣集輸系統的能耗分布結構

根據現目前的油氣集輸系統測試分析，將系統的主要能耗分布進行有效計算和統計，總結出系統的能耗分布結構，對于后續的節能措施設計，具有相當重要的意義。由于系統的整體較為復雜，在具體的測繪過程中可以將主要管網段進行分段，包含了轉油站至脫水站、以及轉油站以下的管網部分，前一部分的能量可有兩個站點的介質能量差測出，后一部分則可以通過壓降差計算得出。其他部分的能耗則主要包含了加熱爐耗熱、機泵系統耗電以及二段加熱爐耗氣等，只有搞清了系統內各部分的能耗分布，才可以有重點地進行能耗設計。

1.2油氣集輸系統的能耗現象及問題

油氣集輸系統是現目前原油生產的主要耗能部分，實際上當前的集輸系統主要存在著能耗高和油氣損耗高等兩大問題。在油水處理尤其是加熱處理過程中，由于加熱爐的使用效率等問題而散失了大量的熱量，同時在油氣的處理過程中也會出現大量的油氣揮發損耗，使得損失進一步加大。

1.3油氣集輸系統的能耗影響因素

油氣集輸系統的能耗影響因素是多方面的：首先是預脫水器的分水率，當開采原油的含水量較高時，尤其是在高含水期進行原油開采時，很容易出現原油加熱沉降脫水耗能大幅度增加的情況，而這些熱量都隨著污水的排出被帶走，并沒有得到有效的利用；即使是經過脫水后的原油，其也具有一定的含水率，當脫水原油進行加熱時，其含水率越高，加熱處理相同量的原油所需的熱耗也就越大；另外一大重要的影響因素是加熱爐的效率，當加熱爐的熱損耗過大是，也會造成系統能耗過大，影響能源的利用率，經過計算測定，當將加熱爐熱量散失控制在5%以下，而排煙熱損失控制在8%以下，且使得排煙溫度低于180℃時，可以更好地提高加熱爐的使用效率。

2.目前油氣集輸系統之中存在的問題

2.1能耗過大

現如今在油田的開采過程中，原油含水的不斷上升，產液量和產水量增加，因此輸送能耗以及相應的處理費用也在逐年增加，這是無法避免的。隨著單井產油量的降低，人們開始轉向油水井，可是這必然就代表著油田集輸系統運輸成本會不斷增加。而且目前國內油田之中的集輸系統之中，有很多設備都已經是在超額運轉，可是油田主體方往往出于成本的考慮一直擱置了這方面的投資，這必然也會增加一部分設備運轉的能耗。

2.2計量方式不過關

傳統采油過程中量油分離器的計量方式是需要由人工進行量油操作以及取樣并且之后再進行化驗的，所以說這部分工作都需要計量站的工作人員來完成。隨著近幾年采油工藝的不斷革新，現有的計量裝置和過去相比提高了工作效率以及作業精度，但是因為各種客觀因素的制約，這方面的工作效果其實并不是很理想。如果計量方式不準確，必然會影響油田集輸系統的運行，所以說未來改革集輸系統的關鍵，就是提高計量方式的準確性。

3.油氣集輸系統的節能措施

3.1提高加熱爐的能耗效率

加熱爐是在原油處理過程中實現摻水、熱洗和脫水的重要供熱設備，也是油氣集輸系統中重要的能耗源，因此為了達到節能減排的生產目標，必須提高加熱爐的燃燒效率。首先在設計系統和采購設備時，就應當選擇高效的加熱爐，只有優質高效的加熱設備才可以做到減小生產耗氣量；或采用真空加熱爐，并對加熱爐的實時運行狀況進行計算機監控，控制加熱爐的運行，使各項參數處于最佳狀態，以減少不必要的熱損失；而加熱爐的燃燒器是燃料能否充分燃燒的關鍵，空氣過剩系數較大時，加熱爐由氣體所帶走的熱量太大，難以保證燃燒效率，當空氣過剩系數太小時，由于燃料不能得到充分的燃燒，也難以保證燃燒效率。另外，在加熱爐的使用過程中，還應當注意定期維護，加熱爐工作一段時間以后，其工作介質污水容易礦化結垢，二區防腐保溫層也容易出現腐蝕失效，因此必須在日常維護工作中加強除垢清晰以及保溫層修復工作。

3.2改進油氣輸送技術

在油氣集輸系統中，還有相當一部分能耗產生在輸送過程中，因此可以通過油氣輸送技術的改進來節省能耗。在高含水期進行原油開采時，采用原油降溫集輸技術是一個很好的辦法。所謂降溫技術，就是指對于含水率超過一定范圍的原油，將伴熱輸送改為摻液輸送，可以顯著降低輸送成本，并簡化加熱系統。另外，在海洋石油開采過程中，由于海底輸送管道的鋪設投資巨大，且維護工作復雜困難，因此產生了一項名為油氣混輸的新型技術。油氣混輸是指在油氣水未經分離的情況下，直接通過輸送機泵經過海底隧道進行輸送，到終端工廠智慧再進行分離處理，這樣便可以有效節省海洋平臺的建設投資，節省能源消耗和經濟、技術成本，具有很強的推廣意義。

3.3不加熱集輸工藝

近年來，原油常溫輸送技術在油氣開采行業得到越來越廣泛的重視，形成了單管常溫輸油、雙管不加熱輸油等技術。目前，大部分采油井通過單井管線埋深在當地凍土層以下，普遍采用不加熱進站，即使在冬季，井口回壓也能滿足不加熱的需要。取消井口加熱爐，節能效果顯著，而且由于減少了加熱保溫系統，投資和運行成本降低。采用單管不加熱輸油是依靠地下原油的自身壓力和溫度將液體通過輸油管線輸送到增壓站，雙管不加熱輸油是將原有摻水管線改為輸油管線，對井口和增壓站做部分改造，實現主、副雙管同時出油。這種輸油方式可隨時恢復摻水，便于冬季生產運行和各種故障處理。

4.結論與認識

隨著人類對油氣資源的開采速度不斷加快，油氣集輸系統的建設也成為一項十分重要的研究課題，也影響著油田的運行成本和經濟效益。在當前的油田生產中，要想實現節能降耗，首先要從油氣集輸系統的能耗分布出發，找出高耗能環節，并分析出現過量能耗的影響因素，并加以改進。實際上油氣集輸系統的大部分能量消耗不外乎加熱爐耗能、油氣輸送耗能等，只要從改善加熱效率、減少輸送過程中能量散失的角度出發，就可以實現集輸系統的節能降耗。

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