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      集輸系統(tǒng)用能分析及節(jié)能措施

      2011-08-15 00:52:32喬添梁大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠規(guī)劃設(shè)計(jì)研究所
      石油石化節(jié)能 2011年8期
      關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)油集油單管

      喬添梁(大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠規(guī)劃設(shè)計(jì)研究所)

      集輸系統(tǒng)用能分析及節(jié)能措施

      喬添梁(大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠規(guī)劃設(shè)計(jì)研究所)

      面對(duì)油田產(chǎn)能開發(fā)建設(shè)和能耗上升的矛盾,針對(duì)不加熱集輸后集輸系統(tǒng)的能源消耗現(xiàn)狀,對(duì)集輸系統(tǒng)用能進(jìn)行了系統(tǒng)分析。開展了簡(jiǎn)化工藝流程、機(jī)泵涂膜、變頻調(diào)速及更換低效泵等節(jié)能工作,總結(jié)出系統(tǒng)上實(shí)行簡(jiǎn)化工藝、節(jié)點(diǎn)上實(shí)行設(shè)備節(jié)能改造、管理上實(shí)行能效對(duì)標(biāo)管理的節(jié)能措施,提出加大工藝簡(jiǎn)化、加快高耗能設(shè)備更新和加強(qiáng)設(shè)備能效對(duì)標(biāo)管理的建議。

      集輸系統(tǒng) 用能分析 節(jié)能潛力 節(jié)能措施

      油田進(jìn)入特高含水期后,圍繞原油穩(wěn)產(chǎn)的中心目標(biāo)陸續(xù)開展了三元復(fù)合驅(qū)、高濃度聚合物驅(qū)、泡沫復(fù)合驅(qū)、氣聚兩相驅(qū)等多元的產(chǎn)能開發(fā)工作。隨著產(chǎn)量的上升,能耗也隨之上升,新增用能負(fù)荷與節(jié)能減排的矛盾越來越突出,節(jié)能的難度也越來越大。為此,對(duì)集輸系統(tǒng)進(jìn)行用能分析,挖掘節(jié)能潛力,對(duì)節(jié)能措施進(jìn)行效果分析,總結(jié)集輸系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)和管理方法。

      1 能耗分析

      集輸系統(tǒng)能耗集中表現(xiàn)在熱耗和電耗兩方面。熱耗主要分布在轉(zhuǎn)油站摻水加熱、洗井加熱及聯(lián)合站原油脫水處理加熱、在產(chǎn)能和老油田調(diào)整改造工程中,集油工藝的簡(jiǎn)化可以節(jié)約集輸系統(tǒng)熱耗[1]。在擴(kuò)大不加熱集輸應(yīng)用規(guī)模的同時(shí),根據(jù)轉(zhuǎn)油站單井生產(chǎn)方式、產(chǎn)液量、含水率、回油溫度、采出液物性等參數(shù),針對(duì)冬季和夏季生產(chǎn)特點(diǎn)編制了常溫集輸方案,常溫集輸站實(shí)施停爐停泵,降溫集輸站摻水溫度控制在50~60℃[2]。實(shí)施常溫集輸后,夏季有30座轉(zhuǎn)油站停運(yùn)加熱爐,冬季有14座轉(zhuǎn)油站停運(yùn)加熱爐,其他站采用摻常溫水和降溫?fù)剿姆绞绞褂眉訜釥t。

      電耗主要分布在轉(zhuǎn)油站外輸泵、摻水泵、熱洗泵及聯(lián)合站脫水、外輸?shù)拳h(huán)節(jié)。隨著油田的開發(fā),地面系統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)施經(jīng)歷多年的運(yùn)行,機(jī)泵存在額定排量與生產(chǎn)流量不匹配、泵管壓差大和低效的現(xiàn)象[3]。

      2 節(jié)能措施及效果分析

      對(duì)轉(zhuǎn)油站和脫水站運(yùn)行情況進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,分析了重點(diǎn)耗能部位,將影響各站能耗的主要原因進(jìn)行分類,按集油系統(tǒng)和輸油系統(tǒng)進(jìn)行分析。

      2.1 集油系統(tǒng)

      2.1.1 集油工藝的節(jié)能措施

      在三次加密和高濃度聚驅(qū)產(chǎn)能開發(fā)中,根據(jù)采出液的特點(diǎn),若采用“雙管摻水熱洗分開流程”,與水驅(qū)或常規(guī)注聚油井相比運(yùn)行成本高。在已建產(chǎn)能建設(shè)和老油田調(diào)整改造工程中,采用了環(huán)狀、兩就近、單管樹狀和單管通球集油工藝,取代了雙管摻水集油工藝,降低了單井集油能耗。

      在三次加密產(chǎn)能中,根據(jù)三次加密井產(chǎn)液量低的特點(diǎn),應(yīng)用環(huán)狀集油流程。通過計(jì)算,確定環(huán)長(zhǎng)<3 km,2~5口井為一個(gè)集油環(huán)。將43口新井與5口老井組成21個(gè)集油環(huán),直接進(jìn)入已建計(jì)量間。與常規(guī)雙管摻水集油工藝相比,節(jié)約管道11.3 km,節(jié)約投資149×104元,年節(jié)電36.4×104kWh,年節(jié)氣32×104m3。

      在聚合物驅(qū)產(chǎn)能和聚驅(qū)后縮小井距高濃度聚合物驅(qū)產(chǎn)能中,對(duì)2口或2口以上的叢式井組應(yīng)用單管通球不加熱集油工藝,共有71口油井繼續(xù)應(yīng)用單管通球不摻水集油工藝。另外,對(duì)52口新建油井采用“兩就近”集油工藝,即新井“就近掛接已建集油管道”、“就近掛接已建計(jì)量間”的集油工藝。單管通球不加熱集油工藝和“兩就近”集油工藝并用,與雙管摻水集油工藝相比,可節(jié)省建設(shè)投資約460×104元,年均節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用114×104元。

      在2010年老油田調(diào)整改造工程中,取消1座已運(yùn)行28年的轉(zhuǎn)油站,采用單管樹狀集油工藝,應(yīng)用固定式軟件量油計(jì)量、活動(dòng)熱洗和局部單管深埋保溫等措施,將原轉(zhuǎn)油站管轄的46口油井接入其他轉(zhuǎn)油放水站,實(shí)現(xiàn)兩級(jí)布站。通過計(jì)算,共設(shè)集油干線4條,支干線18條,每條支干線掛接1~4口油井。與常規(guī)雙管摻水集油工藝相比,可以節(jié)省管道63%,節(jié)約投資367×104元,單井節(jié)氣5500 m3/a,節(jié)電4524 kWh/a。

      2.1.2 摻水、熱洗的節(jié)能措施

      公司要求老油田調(diào)整改造“對(duì)于加熱集油流程,摻水出站溫度不能高于70℃,采用環(huán)狀集油流程的摻水量不能高于0.4 m3/(h·井),雙管摻水集油流程的摻水量不能高于0.7 m3/(h·井)”,然而在規(guī)?;茝V不加熱集輸后,常溫集輸站實(shí)施停爐停泵,降溫集輸站摻水溫度控制在50~60℃,摻水溫度降低,達(dá)到節(jié)能效果。為深挖節(jié)氣潛力,在過渡帶的三座降溫集輸轉(zhuǎn)油站,應(yīng)用了摻水泵變頻技術(shù),合理匹配單井摻水量,措施后單井平均摻水量由1.32 m3/(h·井)降為0.79 m3/(h·井),年節(jié)電115×104kWh。

      大面積實(shí)施不加熱集輸后,對(duì)加熱爐爐效進(jìn)行普查,共測(cè)試加熱爐137臺(tái),平均爐效75.5%。爐效不符合節(jié)能要求的加熱爐共39臺(tái),占總數(shù)的28.5%。造成爐效偏低的主要原因是加熱爐負(fù)荷偏離正常運(yùn)行負(fù)荷,其中超負(fù)荷運(yùn)行15臺(tái),平均負(fù)荷率為106.4%;低負(fù)荷運(yùn)行加熱爐24臺(tái),平均負(fù)荷率38.7%。針對(duì)該問題,通過安裝煙道擋板調(diào)節(jié)裝置、氧含量分析儀,以及對(duì)加熱爐流程進(jìn)行改造,來提高加熱爐的效率。

      在加熱爐煙道安裝氧含量分析儀,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)煙氣中的氧含量,并將檢測(cè)值遠(yuǎn)傳至控制執(zhí)行機(jī)構(gòu),修正氧含量(4%~4.5%),調(diào)整燃燒器合風(fēng)開度,使空燃比更合理、燃料燃燒更充分,達(dá)到控制空氣系數(shù)的目的。在3臺(tái)加熱爐上安裝了氧含量分析儀,并配套擋板調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),實(shí)施后平均爐效提高7.6%,年節(jié)氣27.3×104m3。

      對(duì)超負(fù)荷運(yùn)行加熱爐進(jìn)行流程改造。常溫集輸后,系統(tǒng)摻水溫度降低。為滿足熱洗溫度要求,4座轉(zhuǎn)油站的熱洗爐(1.16 MW)提溫幅度達(dá)到42.7℃(>40℃),處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。為此,將4座站的摻水熱洗合一的加熱流程改造為摻水熱洗分開加熱工藝,使熱洗爐負(fù)荷由106%降低到90%,爐效提高10%,年節(jié)氣21.2×104m3。

      2.2 輸油系統(tǒng)

      通過分析轉(zhuǎn)油站工藝流程,發(fā)現(xiàn)“1”字號(hào)轉(zhuǎn)油站的外輸工藝造成了壓力損失,取消外輸加熱爐、緩沖罐前調(diào)節(jié)閥及配套工藝,形成外輸油不加熱、不調(diào)節(jié),直接計(jì)量、外輸?shù)男鹿に?。?yīng)用外輸泵變頻調(diào)速技術(shù),通過變頻調(diào)控裝置來調(diào)節(jié)外輸泵的流量大小,達(dá)到恒液位、變流量控制要求。改造后年節(jié)電15.74×104kWh。

      通過節(jié)能監(jiān)測(cè),分析機(jī)泵的運(yùn)行現(xiàn)狀,根據(jù)《油田生產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測(cè)規(guī)范》中的指標(biāo)要求,對(duì)額定排量與生產(chǎn)流量不匹配、泵管壓差大、低效的機(jī)泵,實(shí)施機(jī)泵涂膜43臺(tái)次,更換低效泵25臺(tái)次,機(jī)泵排量合理優(yōu)化31臺(tái)次,外輸泵應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)13臺(tái)次,單臺(tái)機(jī)泵效率平均提高5%,實(shí)現(xiàn)節(jié)電577.3×104kWh。

      3 結(jié)論

      通過對(duì)集輸系統(tǒng)能耗現(xiàn)狀、節(jié)能技術(shù)應(yīng)用和效果分析,集輸系統(tǒng)應(yīng)該通過節(jié)能監(jiān)測(cè)和用能分析,在系統(tǒng)優(yōu)化簡(jiǎn)化、能效對(duì)標(biāo)管理和耗能設(shè)備改造等方面開展節(jié)能工作。

      1)在大規(guī)模推廣應(yīng)用常溫集輸技術(shù)的同時(shí),依托產(chǎn)能建設(shè)和老油田調(diào)整改造工程,推廣應(yīng)用油井環(huán)狀集油工藝、“兩就近”集油工藝、單管通球不摻水集油工藝和單管樹狀集油工藝,簡(jiǎn)化集油系統(tǒng)的工藝流程,實(shí)現(xiàn)集油系統(tǒng)節(jié)能。

      2)加強(qiáng)能耗節(jié)點(diǎn)分析,完善能效對(duì)標(biāo)管理體系。通過節(jié)能監(jiān)測(cè),對(duì)集輸系統(tǒng)的機(jī)泵等能耗節(jié)點(diǎn)進(jìn)行用能分析,及時(shí)制定并實(shí)施能效改進(jìn)技術(shù)和管理措施,進(jìn)行能耗節(jié)點(diǎn)對(duì)標(biāo)管理。

      3)隨著產(chǎn)能建設(shè)步伐的加快,加大高耗能設(shè)備的更新。

      [2]馮愛林,楊愛萍,孔令彬,等.中轉(zhuǎn)站耗能高的原因分析與節(jié)能降耗的方法[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊,2009(11):11-12.

      [3]吳長(zhǎng)利,唐紅翠,趙連河,等.油田地面工程存在的主要問題及對(duì)策.石油規(guī)劃設(shè)計(jì)[J],2003,14(4):17-19.

      10.3969/j.issn.2095-1493.2011.08.017

      喬添梁,2001年畢業(yè)于齊齊哈爾大學(xué),工程師,從事節(jié)能工作,E-mail:qiaotianliang@petrochina.com.cn,地址:大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠規(guī)劃設(shè)計(jì)研究所,163114。

      2011-08-11)

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