油田開發(fā)后期聯(lián)合站的節(jié)能降耗

來元俊

摘要：進(jìn)入油田開發(fā)后期，原油的含水率會持高不下，使得聯(lián)合站油水處理產(chǎn)生較大的能耗，存在著較大的能源浪費(fèi)。本文對聯(lián)合站原油處理工藝存在的問題和能耗使用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，從原油脫水處理工藝的優(yōu)化、設(shè)備節(jié)能降耗等方面展開探討。

關(guān)鍵詞：聯(lián)合站;節(jié)能降耗;開發(fā)后期

隨著油田進(jìn)入到開發(fā)中后期，原油性質(zhì)發(fā)生了很大的變化，原油的含水率持高不下，聚合物質(zhì)也存在到原油當(dāng)中，而早期的聯(lián)合站是根據(jù)水驅(qū)開采的初期設(shè) 計的，對于處理開發(fā)后期的高含水原油，現(xiàn)有的聯(lián)合站無法滿足集中處理的需要。同時采用的熱油脫水工藝也不合理，使得處理設(shè)備負(fù)荷變大，需要消耗大量的能耗。需要對原有的脫水處理工藝進(jìn)行改進(jìn)，采用常溫脫水處理技術(shù)，可以對原油進(jìn)行集中處理，有效地減少能耗，保證油田的正常生產(chǎn)，提高處理設(shè)備的利用效率。

1原油處理工藝存在的問題

針對注水開發(fā)早期建設(shè)的聯(lián)合站，多采用兩段脫水處理工藝，第一階段采用熱化學(xué)沉降技術(shù)實現(xiàn)原油脫水，主要針對井排來液進(jìn)行加熱處理，再采用沉降處理措施實現(xiàn)脫水。第二階段應(yīng)用電化學(xué)原理，對完成一段脫水處理的原油進(jìn)行加熱處理，然后采用電脫水技術(shù)。在一段脫水處理過程中，需要把加熱爐溫度提高到60度，然后采用油氣分離等措施進(jìn)行沉降脫水處理。該種處理工藝可以提升原油脫氣、脫水效率，針對粘度和質(zhì)量都較大的原油可以進(jìn)行很好地處理，但能耗需求較大。針對油田開發(fā)的早期可取上述原油處理工藝可以取得理想效果，進(jìn)入到開采后期之后，加熱脫水處理工藝對能耗需求很大，進(jìn)入到聯(lián)合站的油液含水率高，采用加熱鍋進(jìn)行處理會使得能耗大幅提升，污水加熱會浪費(fèi)很多的電能，熱能利用效率較低，存在著較為嚴(yán)重的能耗浪費(fèi)。

2聯(lián)合站能耗使用現(xiàn)狀

聯(lián)合站是油田集輸系統(tǒng)的重要設(shè)施，對保證原油開采和集輸發(fā)揮著重要作用，生產(chǎn)過程中會消耗大量的水、電、燃料等，水、燃料可以占到聯(lián)合站總能耗的80%，電能的消耗可達(dá)到總能耗的17%，對其它能源的消耗只達(dá)到3%。原油處理量越大則會使消耗更大的能源，為了提高油田企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，需要引進(jìn)節(jié)能的處理設(shè)備和改進(jìn)處理工藝，從而使聯(lián)合站達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

3原油脫水處理工藝的優(yōu)化

為了進(jìn)一步降低聯(lián)合站生產(chǎn)的能耗，需要針對原油脫水處理工藝進(jìn)行改進(jìn)，減少加熱爐對燃料的消耗量，使脫水過程中的溫度控制在合理區(qū)間內(nèi)，減小高含水原油量。一般情況下，原油中的含水率大于70%，油液連續(xù)相為水。原油上浮速率和水具備的粘稠度有著直接關(guān)系，溫度因素不會地水粘度產(chǎn)生太大的影響，油水物質(zhì)的重力沉降分離與溫度并不存在太大的關(guān)系，可對常溫游離水進(jìn)行處理。

可以在原來的脫水處理工藝加引入常溫脫水技術(shù)，把足夠數(shù)量的破乳劑添加到油井輸送過來的油液中，使油液中存在著游離狀態(tài)的水分。在常溫條件下，采用分水器來對游離水進(jìn)行處理，應(yīng)用快速沉降技術(shù)把游離水分離出來，把含水率較高原油轉(zhuǎn)變?yōu)榈秃鸵海缓罄脗鹘y(tǒng)的脫水處理工藝進(jìn)行脫水處理，產(chǎn)生的污水可以直接輸送到污水處理站中。該處理工藝技術(shù)，可以在密閉條件下對高含水油液進(jìn)行處理，不會產(chǎn)生較大的能耗。還對處理工藝加增設(shè)了排砂裝置，可以把油液中的砂進(jìn)行處理，降低加熱爐盤管被磨漏的可能性，提高了加熱設(shè)備的使用壽命，還可以減少大罐除砂工作量，降低了大量的除砂成本。

常溫游離水處理工藝技術(shù)有著較大的節(jié)能降耗效果，采用分水器可以提高加熱爐燃料利用率，當(dāng)分水器脫水率提升到60%，把進(jìn)入加熱爐油液量減小到2萬方左右時，在相同的脫水處理工藝條件下，可以減少60%的燃料使用量，聯(lián)合站的綜合能耗水平會顯著降低。可以達(dá)到較好的節(jié)能效果。

4設(shè)備節(jié)能降耗

聯(lián)合站主要采用油水泵、加熱爐等處理設(shè)備，國內(nèi)最為先進(jìn)的加熱爐運(yùn)行效率可以達(dá)到83%的水平，國外高效加熱爐可達(dá)到90%的熱效率，聯(lián)合站內(nèi)的真空加熱爐有著較高的節(jié)能潛力。導(dǎo)致真空加熱效率低下的原因主要有：1）加熱熱爐效率不高。2）操作使用不規(guī)范，過?？諝庀到y(tǒng)較高，可達(dá)到3.0左右，使得排出煙氣的溫度較高，存在著較大的排煙熱損失。選用高效率的真空加熱爐、安裝自動空氣排節(jié)器、按照空氣含氧量來對進(jìn)風(fēng)擋板開度進(jìn)行控制，保證過?？諝庀到y(tǒng)在1.2-1.4區(qū)間，可以使燃料充分與氧氣進(jìn)行混合，有效地降低煙氣排出溫度，也可以在煙管中安裝翅片管、紊流帶等，進(jìn)一步減小煙氣排出溫度，避免煙氣帶走大量的熱量。

一次沉降罐大多沒有采取保溫措施，沉降處理存在著較大的熱損失，為了保證沉降池溫度達(dá)到設(shè)計值，需要消耗更多的燃料。把無力矩油罐作為實例進(jìn)行分析，在存儲液體和溫度都相同的情況下，沒有采取保溫措施產(chǎn)生的熱損是應(yīng)用巖棉保溫的4.5倍，為采用泡沫塑料保溫措施的4.9倍，也就是采取保溫處理措施后，熱損失可降低到77%，可以保證油罐溫度提升0.6度左右，每天可以節(jié)約上百度的燃料。除此之外，對聯(lián)合站熱平衡進(jìn)行分析和計算之后，沒有采取保溫措施的大罐熱損失可達(dá)到3.6%，利用巖棉保溫措施之后，可以達(dá)到2.6%。分水器的應(yīng)用可以更好地節(jié)約燃料，熱損失率會進(jìn)一步降低。比如，分水器達(dá)到60%的分水率，沒有采取保溫措施的沉降罐熱損會達(dá)到8.2%，采用巖棉保溫措施之后，可更好地節(jié)約燃料。所以，從節(jié)能降耗、提升熱能利用率角度來分析，對沉降罐進(jìn)行保溫處理是十分重要的，特別應(yīng)用常溫游離水脫水處理工藝，選用導(dǎo)熱系統(tǒng)小的保溫材料，可以起到較好的節(jié)能效果。

聯(lián)合站耗電量大的主要原因是各類油水泵效率不高，很多油水泵都達(dá)不到70%，實際運(yùn)行排量遠(yuǎn)達(dá)不到額定排量，存在著大馬拉小車問題。多通過對閥門開度進(jìn)行控制來實現(xiàn)對流量的調(diào)節(jié)，節(jié)流損耗問題比較嚴(yán)重，油水泵與管線沒有合理匹配，集輸管網(wǎng)的運(yùn)行效率不高。三相電機(jī)的功率因數(shù)不高，很多都沒有達(dá)到0.8。比如，聯(lián)合站應(yīng)用外輸油泵，實際運(yùn)行功率只能達(dá)到額定排量的60%，集輸管網(wǎng)運(yùn)行效率低于40%。為了更好節(jié)約電能，需要根據(jù)生產(chǎn)需要及時設(shè)整電機(jī)運(yùn)行速度，避免使設(shè)備空載運(yùn)行浪費(fèi)電能。采用高效率的油水泵，采用變頻調(diào)速技術(shù)，使油水泵的實際排量與相應(yīng)的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，可以更好保護(hù)設(shè)備，提高集輸系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

5結(jié)束語

隨著油田進(jìn)入到開發(fā)后期，聯(lián)合站能耗隨著含水率的提高而大幅上升，需要根據(jù)聯(lián)合站的原油處理工藝，采取有針對性的節(jié)能降耗措施，為油田企業(yè)創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)效益。