油田集輸系統的能耗分析與節能措施

慕銀倉 柳瑤捷

摘要：高能耗、高污染的粗放型增長模式已經不適應新常態的要求。集約型增長模式，以提高能源效率為核心，低能耗、低污染、低排放的低碳經濟，已經成為未來經濟發展的方向。集輸系統是油田地面工程的重要組成部分，是地面工程技術的核心。項目投資一般占地面工程總投資的50%左右，能源消耗約占油田生產能耗的35%左右。為此，從節能設計開始，日常管理節能和不斷改進節能技術，會大大降低油氣開采行業的運行成本。

關鍵詞：油田;集輸系統;能源消耗;能源

1.集輸技術系統的能耗分布

1.1集輸系統的能量分配結構

在測試分析的基礎上，對當前集輸系統的主要能耗分布進行了有效的計算和統計，總結了其能耗分布結構，為后續的節能設計提供依據。在具體的測繪過程中，由于系統的復雜性，可將主要管網分段，包括中轉站到脫水站的管網，以及中轉站下面的管網。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，其它能源消耗主要包括加熱爐的熱耗、機械泵系統的耗能、二級加熱爐的耗氣。只要知道系統各部分的能耗分布，就可以重點進行能耗設計。

1.2集輸系統的耗能現象與問題

目前原油生產中，集輸系統是主要的能源消耗。實際上，目前集輸系統主要有高耗能和高耗能兩大問題。油、水處理，尤其是加熱處理，由于加熱爐的效率等問題，產生了大量的熱量損失。與此同時，集輸過程中揮發性物質大量流失，進一步加大了損耗。

1.3集輸系統能耗的影響因素

有許多因素會影響集輸系統的能耗：一是預脫器的含水率;在萃取原油，尤其是高含水期開采原油時，其含水率高，易發生原油的加熱沉淀。脫水劑的能耗大幅增加，隨著污水排放被帶走，熱量未得到有效利用;甚至脫水后的原油也有一定的含水量。水分含量較高時，對脫水原油進行加熱，等量原油受熱也較大;另一個重要因素是加熱爐效率。加熱爐熱損失過大，也會導致系統能耗過大，影響能量利用率。通過計算，將加熱爐的熱損控制在5%以下，廢氣熱損失控制在8%以下，廢氣溫度低于180℃時，可有效地提高加熱爐的效率[2]。

2.集輸系統目前存在的問題

2.1能源過度消耗

當前，油田開發過程中，原油含水率不斷升高，產液量和產水量不斷增加。由此，運輸能耗及相應的加工成本逐年上升，這是不可避免的。在單井產量下降的情況下，人們開始轉向含油量不高的油井，但這必然意味著油田集輸系統的運輸成本將繼續上升。另外，目前國內油田集輸系統中，不少設備已超負荷運行，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計量不充分

常規采油過程中，油量分離器的計量需要人工進行計量操作、取樣及后續檢測等工作，這部分工作都是由計量站人員來完成的。近幾年來隨著采油工藝的不斷創新，與以往相比，提高了工作效率和精度。但是，由于各種客觀因素的影響，其工作效果并不理想。不準確的計量方法必然會影響到油田集輸系統的運行。所以，今后集輸系統改造的關鍵是提高計量方法的準確性。

3.原油集輸系統的有關節能措施

3.1原油集輸系統摻水溫度設計

合理利用季節因素對能耗的最佳影響，把環境溫度作為配水時的重要參考因子。舉例來說，在夏天，未經加熱水的室溫可以混合，這樣可以使能量消耗降到最低。由于夏季高溫，混合水在整個集輸過程中損失很小，基本能滿足要求。油田對能量的需求。冬天需要加強供水系統的保溫功能。首先，要合理控制外混水的溫度，使其保持在一定的合理范圍內;另外，對長距離干線進行必要的保溫工作，實施保溫節能措施，確保節能?？刹扇〈胧?。

另外，要加強對員工的指導和宣傳，樹立節能意識，提高員工的積極性，充分認識節能與采油廠及其自身發展的關系。另外，混水溫度的確定還與井口壓力有關。所以定期采集井口壓力數據是必要的。當單井壓力發生明顯變化時，尤其是當壓力趨于上升時，應引起足夠的重視。唯有如此，才能及時、有效地發現問題。有針對性地解決發現的特殊問題。

3.2含油污水余熱熱泵回收技術

公司通過技術研發，改進了熱泵的工作原理?，F有的油氣公司熱泵系統都是基于逆卡諾循環原理。由于熱泵工作時摩擦小，所以熱泵排出的熱量很少。目前的熱泵均配有專用設備，使熱泵吸收輻射的余熱，并將熱量輸送至熱利用設備。所以，該原理和技術的應用，極大地提高了油氣集輸系統的余熱利用率[2]。

3.3原油集輸系統水質控制

原油集輸系統的混水水質對集輸管道及部分設備的運行有一定的影響。為此，需要定期對集輸混合水進行采樣和檢測，通過檢測來確定其水質，從而實現對混合水水質的嚴格控制。集輸混合水的水質不合格，一旦出現問題，需要及時發現和解決。

3.4加熱爐的節能措施

加熱爐在油田集輸系統中起輔助作用，采用加熱爐，可對油井設備進行熱洗、脫水等操作。為改善加熱爐的節能效果，我國石油和天然氣公司對加熱爐的嚴格選用。選用加熱爐時，首先要考慮加熱爐的效率。若加熱爐轉化利用率不高，則無法實現其節能、環保。第二，為節省能源，燃燒器和加熱爐必須匹配。合理的燃燒器能有效地回收加熱爐所產生的熱量，從而節省資源。為了更好地節約能源，在選擇了合適的加熱爐和燃燒器后，必須定期進行設備維護，以保證設備的正常運行。

結語：

油氣田開采是油田生產的重要環節。它是一個復雜的大系統。集中式能源消耗的大小直接影響油田的經濟效益。所以對節能降耗技術系統的研究顯得非常迫切?？茖W發展是新時期的必然要求，是節能、環保的大勢所趨，是提高油田經濟效益的必然要求。道路。石油天然氣集輸系統的節能降耗主要來自于技術創新和設備改造。做好這兩方面的工作，就能把降低消費的任務提高到一個新的水平。針對不同油田生產的不同性質的原油，應采用不同的分離輸送方式，充分結合油田的特點，同時采用多種技術，真正實現節能降耗。就一定的油性、有關參數的確定、工藝流程等情況下，加熱設備、輸送管道、輸送設備的效率是影響能耗和經濟效益的主要因素。確立節能降耗的概念，充分利用抽油機的動力和含油污水的余熱，提高能源利用率。通過現代技術，充分利用現代技術帶來的便利，準確、及時地降低集輸成本，提高油田效益。

參考文獻：

[1] 邱江源，劉相麟，陳源祥.應用油氣集輸工藝技術提升節能降耗水平[J].中國石油石化，2017（02）