張萍 何曉玲 董亞楠

玉門油田分公司酒東采油廠 甘肅酒泉 735000

1 油氣集輸系統(tǒng)能耗特征

隨著油田開發(fā)的深入，油氣集輸系統(tǒng)的能源消耗已大大增加。油氣集輸系統(tǒng)的能耗具有以下特征：一是油氣加工變得越來越困難，能耗也很高。尤其是在油田開采的后期，油氣的開發(fā)和加工難度急劇增加，能源消耗也持續(xù)增加。二是由于大多數(shù)生產(chǎn)設(shè)備用于石油和天然氣生產(chǎn)，因此熱量不能很好地散發(fā)，從而降低了設(shè)備的運行效率。比如，加熱爐的運行效率通常小于75%。三是為了在油氣集輸系統(tǒng)中獲得熱能，其中大多數(shù)都使用高質(zhì)量的石油作為燃料。四是油田的生產(chǎn)需要消耗很多的電力，目前熱力與電力利用率很低，電網(wǎng)提供大部分電力，而熱能主要用于提供加熱爐熱量[1]。

2 油氣集輸系統(tǒng)的能耗現(xiàn)狀和原因

油氣損耗大，能耗高是當(dāng)前油氣集輸系統(tǒng)的主要問題。高能耗主要是指油水處理過程中的高能耗。對于出現(xiàn)的新問題，過時的技術(shù)與過時的設(shè)備無法很好地解決問題，因此需要加大轉(zhuǎn)換的力度。油氣損失最大的是油氣在儲運過程中的損失與揮發(fā)，應(yīng)加強油氣集輸系統(tǒng)的密封性。油氣集輸系統(tǒng)的能耗主要包括以下兩個方面：

（1）油井生產(chǎn)的原油中的高水分含量進一步增加了石油加工的難度，導(dǎo)致石油加工成本的增加，能源更多的消耗。當(dāng)前，在中國大多數(shù)油田的開采后期，從油井中提取的原油中的水含量將逐年增加，但所提取的油的質(zhì)量卻逐年下降。隨著時代的發(fā)展，反過來增加了原油加工的難度，原油加工設(shè)備也逐年改進。由于現(xiàn)階段石油加工設(shè)備的負荷過大，功耗逐漸增大。

（2）油氣集輸設(shè)備與現(xiàn)代油田開發(fā)不符。當(dāng)前，油田的環(huán)境十分復(fù)雜，并且油田的操作難度也在增加。尤其是，某些重油田的開采比預(yù)期的要困難得多。與此同時，儲運困難也很明顯。但是，中國許多油田仍然使用傳統(tǒng)的集輸技術(shù)，使得集輸系統(tǒng)的性能不再足以滿足油田生產(chǎn)的需要，增加了系統(tǒng)的負擔(dān)和能源消耗。

3 油氣集輸系統(tǒng)的節(jié)能進展

3.1 自然不加熱集輸技術(shù)和低溫集油工藝

盡管傳統(tǒng)的雙管水混合技術(shù)具有安全性，可靠性和易于處理的優(yōu)點，但會在使用中造成大量能源浪費。不加熱集輸分為雙管不加熱集輸、單管不加熱集輸、季節(jié)性的不加熱集輸以及常溫水摻入的不加熱集輸。由于不加熱集輸?shù)拿黠@優(yōu)勢，不加熱集輸已廣泛用于油田開發(fā)項目中。自然不加熱的集輸技術(shù)可以將水分含量超過60%的原油轉(zhuǎn)化為油包水乳液，再轉(zhuǎn)化為水包油乳液，在運輸原油時大大降低了流動阻力，如表1。

3.2 含油廢水中回收余熱

使用卡諾反向循環(huán)的熱泵可以使工作流體從低溫下的廢熱中吸收熱量，并將熱量釋放到熱量回收裝置中。使用熱泵可以有效地利用含油廢水的廢熱，并提升能源利用率。熱泵在中國一些油田已經(jīng)得到很好的應(yīng)用，比如吸收式熱泵在勝利油田有更好的應(yīng)用效果，壓縮熱泵已經(jīng)在大慶油田得到了很好的應(yīng)用[2]。

3.3 注意加熱爐的節(jié)能

影響加熱爐熱效率的主要因素是：燃燒爐的燃燒器，類型，爐體的熱量損失和空氣系數(shù)。為了提升加熱爐的效率，應(yīng)加強以下幾點。一是，增加使用高效加熱爐。在油田的發(fā)展過程中，有必要用新的高效加熱爐代替過去熱效率降低的加熱爐。加熱效率對空氣消耗有很大影響。設(shè)備離開工廠時效率低下，因此無論后期如何加強管理，都難以達到預(yù)期的效果。因此，高效的燃燒器非常重要。二是，為確保燃料完全燃燒，應(yīng)選擇高質(zhì)量的燃燒器。調(diào)節(jié)空氣系數(shù)，使燃料完全燃燒，提高效率，達到節(jié)能的目的。另外，有必要加強對集輸系統(tǒng)的定期清潔與定期維護。當(dāng)前，油田中使用的大多數(shù)加熱爐都使用含油廢水，該廢水含鹽度高，設(shè)備結(jié)垢的可能性高，這會影響傳熱，所以必須要定期清潔集輸系統(tǒng)。

3.4 通過改變油水泵的頻率來節(jié)省電能的目的

在開采油田時，許多運行參考數(shù)與實際情況相符，因此，當(dāng)原油運輸量發(fā)生變化時，應(yīng)更改特定的運行模式以滿足需求。例如，調(diào)節(jié)閥開度，更改泵數(shù)等。這些特定方法中使用最廣泛的方法是控制閥門以適應(yīng)油田開發(fā)項目實際情況的變化。當(dāng)前，傳統(tǒng)測量調(diào)整操作參數(shù)的精度非常低，在此過程中會發(fā)生大規(guī)模的能源浪費。通過變頻技術(shù)或?qū)υO(shè)備的合理科學(xué)使用，可以進一步調(diào)節(jié)油泵的變頻速度。改變電動機的輸入頻率將直接改變電動機的實際轉(zhuǎn)速，并進一步調(diào)整驅(qū)動設(shè)備，以確保泵的工作區(qū)域在合理有效的范圍內(nèi)。這不僅可以保護泵的壽命，而且可以節(jié)省能源。變頻調(diào)速技術(shù)可以大大提高采礦設(shè)備的工作效率，合理科學(xué)地使用變頻調(diào)速技術(shù)可以有效的節(jié)省電能[3]。

表1

4 結(jié)語

油氣的集輸是中國油田開發(fā)生產(chǎn)過程中最重要的部分，是一個復(fù)雜而龐大的系統(tǒng)。集輸系統(tǒng)的能源消耗直接影響整個油田的經(jīng)濟效益。所以節(jié)約能源和降低技術(shù)系統(tǒng)的消耗變得迫在眉睫。這是新時代環(huán)境保護的必然要求與科學(xué)發(fā)展，節(jié)約能源的大趨勢，對提升油田的經(jīng)濟效益也至關(guān)重要。