滕文成

（青海油田采油一廠，青海海西 816400）

自從改革開放以來，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入了高速發(fā)展的階段，GDP快速增長(zhǎng)，1978年我國(guó)GDP總量只有1495.41×108元，占全球比重只有1.742%，2021年我國(guó)GDP為1143670×108元，人均GDP超過世界平均水平，在33a之內(nèi)，我國(guó)GDP總量增長(zhǎng)了76378.69%。與此同時(shí)，我國(guó)人口也呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，1978年我國(guó)人口為9.6259×108人，2021年我國(guó)人口為1.44349×109人，在33年之內(nèi)，我國(guó)人口總量增長(zhǎng)了49.96%。經(jīng)濟(jì)和人口的快速增長(zhǎng)必然影響石油行業(yè)的發(fā)展，1995年我國(guó)石油產(chǎn)量為1.5305×108t，進(jìn)口量為0.1709×108t，消費(fèi)量為1.73492×108t，對(duì)外依存度7.59%。2021年我國(guó)石油產(chǎn)量為1.9898×108t，進(jìn)口量為5.1298×108t，消費(fèi)量為11.1252×109t（1—11月），對(duì)外依存度72%。在26年之內(nèi)，我國(guó)石油產(chǎn)量、進(jìn)口量、消費(fèi)量以及對(duì)外依存度分別增長(zhǎng)了30.01%、2901.64%、541.25%、848.62%（圖1）。從以上數(shù)據(jù)可知，我國(guó)石油消費(fèi)嚴(yán)重依賴進(jìn)口，從某種程度上而言，對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民群眾的生產(chǎn)、生活都產(chǎn)生了一定的影響[1-2]。

圖1 近些年我國(guó)石油行業(yè)發(fā)展數(shù)據(jù)分析（1995—2021年）

經(jīng)過多年的勘探開發(fā)，我國(guó)大多數(shù)油田都進(jìn)入了中后期階段，加上各種因素的影響，油田開發(fā)的難度越來越大，很多區(qū)塊的油井采收率日益下降，使得油田勘探開發(fā)所耗費(fèi)的能源越來越多，成本日益增加，導(dǎo)致油田企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)不如從前，從而嚴(yán)重影響了油田企業(yè)的穩(wěn)定和良好發(fā)展[3-4]。尤其是在采油作業(yè)生產(chǎn)過程中，消耗能源的方面非常多，如機(jī)械設(shè)備、原油加熱、油氣輸送、電力設(shè)備、注水開發(fā)等，這些能耗大幅提高了油田企業(yè)的生產(chǎn)成本，因此“減少能源損耗，提高生產(chǎn)效率，降低人力物力投入”是油田企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求和重要途徑。為了有效解決采油作業(yè)過程中的效率較低、能源損耗過高等影響油田企業(yè)經(jīng)濟(jì)收入不斷降低的問題，油田企業(yè)應(yīng)該對(duì)現(xiàn)行采油作業(yè)進(jìn)行科學(xué)、合理的改造和優(yōu)化，為實(shí)現(xiàn)后續(xù)的節(jié)能降耗提供強(qiáng)有力的依據(jù)。

1 采油作業(yè)過程概述

油田的采油作業(yè)過程最初是從單井著手，單井的產(chǎn)物利用自身壓力經(jīng)過管線完成油氣輸送，然后進(jìn)入計(jì)量站。在通過計(jì)量之后，這些產(chǎn)物又會(huì)被運(yùn)送到轉(zhuǎn)油站，然后對(duì)其中的油、氣、水進(jìn)行首次分離，進(jìn)而得到一些含有一定雜質(zhì)的原油，再通過輸油泵運(yùn)送到聯(lián)合站。這些原油還會(huì)進(jìn)行三相分離，進(jìn)而才能得到品質(zhì)較高的原油，最終對(duì)原油進(jìn)行外輸。與此同時(shí)，首次分離獲得的天然氣，也會(huì)存在部分雜質(zhì)，再輸送到對(duì)應(yīng)的處理廠，采取進(jìn)一步的處理措施，最終進(jìn)行外輸[4-6]。另外，首次分離獲得的水，不僅含有油并且還存在很多懸浮物質(zhì)，通過相應(yīng)的處理，才能夠達(dá)到相應(yīng)的要求，最終才能夠運(yùn)送到注水井。其次，聯(lián)合站處理完成之后的原油，還會(huì)在穩(wěn)定站進(jìn)行后續(xù)處理，將其中的烴組分進(jìn)行進(jìn)一步氣化，再經(jīng)過冷凝回收，將氣化天然氣轉(zhuǎn)變?yōu)檩p烴。

上述油田采油作業(yè)過程看似比較簡(jiǎn)單，其實(shí)包含非常多的工序以及流程，如輕烴回收、外輸、污水處理、注水、開采等（圖2），這些工序和流程都會(huì)耗費(fèi)大量的能源，如電能、燃料、水資源等，使得采油生產(chǎn)成本長(zhǎng)時(shí)間居高不下，因此油田企業(yè)必須制定一定的節(jié)能降耗方案，對(duì)各種流程的能源消耗進(jìn)行合理控制，減少開采成本，達(dá)到降本增效的目的，為油田企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)[4-7]。

圖2 采油作業(yè)部分流程簡(jiǎn)要示意圖

2 采油作業(yè)過程中能耗分析

目前，大部分油田的機(jī)采井存在一定的問題，如電能利用率低等，盡管在作業(yè)過程中消耗了非常多的電能，然而絕大多數(shù)的電能并不是真正轉(zhuǎn)化為油井的產(chǎn)能。其次，在進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換時(shí)，會(huì)耗費(fèi)非常多的能量，使得很多機(jī)采井變成了耗能較高的設(shè)備[4-5]。對(duì)于這種情況，如果只是對(duì)采油系統(tǒng)的各種設(shè)備進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)是不足的，并且不科學(xué)的節(jié)能設(shè)計(jì)甚至?xí)霈F(xiàn)不平衡的狀況，從而進(jìn)一步增加了機(jī)載設(shè)備的能耗。與此同時(shí)，部分油田在采油生產(chǎn)時(shí)并沒有采取有效的管理方式，尤其是對(duì)于冬季的生產(chǎn)作業(yè)，很多單位沒有對(duì)油井的滲水量進(jìn)行及時(shí)且合理的調(diào)整，進(jìn)而造成采出油液的溫度比較小，降低了原油的流動(dòng)性，從而進(jìn)一步提高了能源損耗[5-6]。另外，如果采油作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的管線腐蝕比較嚴(yán)重，沒有對(duì)其進(jìn)行及時(shí)處理，使得管線出現(xiàn)異常大的熱能損耗，后續(xù)就應(yīng)該利用加熱爐進(jìn)行處理才可以順利完成油氣集輸?shù)娜蝿?wù)。而很多油田沒有采用節(jié)能設(shè)計(jì)，使得加熱爐在運(yùn)行時(shí)的能耗比較高，在一定程度上增加了油田企業(yè)的生產(chǎn)成本[7]。

3 采用生產(chǎn)節(jié)能降耗的技術(shù)措施

3.1 合理控制摻水量

在采油作業(yè)過程中，摻水主要有2個(gè)方面：①轉(zhuǎn)油站分離；②加藥處理污水。對(duì)摻水量進(jìn)行合理控制可以起到比較好的降黏效果，并且可以有效增強(qiáng)油井的生產(chǎn)能力。特別是在冬季，合理控制油井的摻水量，可以有效提高采出液的溫度，減小凍井事故的發(fā)生概率，確保冬季采油作業(yè)可以順利開展。在采油作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)該及時(shí)監(jiān)控計(jì)量間的摻水溫度和壓力，了解油井的摻水狀況，并且對(duì)出油溫度進(jìn)行分析，在一定程度上可以有效解決原油流動(dòng)性差的問題[8-10]。

3.2 降低抽油機(jī)的能耗

降低抽油機(jī)能耗措施主要有3種：①加強(qiáng)抽油機(jī)生產(chǎn)過程的管理，持續(xù)強(qiáng)化設(shè)備的維修以及保養(yǎng)，盡可能地減少能量消耗，尤其應(yīng)該加強(qiáng)減速箱的潤(rùn)滑，減少齒輪運(yùn)行過程時(shí)的摩擦損失，進(jìn)一步提高能量的傳輸質(zhì)量和效率，最終減少減速裝置的電能損耗； ②改善抽油機(jī)的平衡性，使其在上下沖程時(shí)，確保電機(jī)做功均勻，減少電能消耗；③合理調(diào)整皮帶的松緊度，盡可能地避免皮帶發(fā)生打滑的現(xiàn)象，有效提高能量傳遞質(zhì)量和效率；④優(yōu)化抽油機(jī)井的運(yùn)行參數(shù)，例如在供液能力較差的情況下，采用間歇式的方式來科學(xué)有效地配置能量，并且還可以適當(dāng)加大抽油泵的檢泵周期，從而可以實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)井的節(jié)能目的[9-11]。

3.3 加強(qiáng)管道腐蝕處理

管道腐蝕處理措施主要有3種：①內(nèi)部防腐措施，油氣中含有比較多的化學(xué)物質(zhì)，其中含量最高、危害性最大的是CO2。因此工作人員應(yīng)該分析CO2腐蝕原因，并且采取對(duì)應(yīng)的防腐措施，例如安裝腐蝕監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)管道的腐蝕狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)獲得的信息，采取對(duì)應(yīng)的防護(hù)措施，從而確保油氣管道的安全性[8-9]；②應(yīng)該在管道上安裝防腐層，并且采用陰極保護(hù)技術(shù)，以提升管道的保護(hù)效果； ③電化學(xué)防腐措施，應(yīng)該針對(duì)這種腐蝕情況，盡可能地找到出現(xiàn)金屬腐蝕的地方，然后采用陽極、陰極保護(hù)法，降低管道發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的概率。

3.4 采用節(jié)能降耗技術(shù)

節(jié)能降耗技術(shù)主要有4種：①原油加熱技術(shù)，主要在原油輸送的管道上設(shè)置加熱爐，以提高原油的傳輸溫度。在應(yīng)用過程中，應(yīng)該對(duì)加熱穩(wěn)定進(jìn)行合理控制，從而有效發(fā)揮該技術(shù)的效果[11-12]；②化學(xué)處理技術(shù)，主要是在原油中加入一定量的化學(xué)藥劑，如降黏劑、降凝劑等，以此增大原油的輸送效率，從而減少運(yùn)行能耗；③油氣不加熱處理技術(shù)，主要是通過加入一定量的活性水以及降黏劑，使原油相態(tài)發(fā)生破乳以及轉(zhuǎn)相，并且在管壁之間形成活性水膜，進(jìn)而減小輸送阻力，從而達(dá)到提高傳輸質(zhì)量和效率的目的；④結(jié)構(gòu)保溫技術(shù)，主要是在管道的外部安裝一些防腐保溫層，以達(dá)到有效控制原油輸送溫度，減小原油溫度流失過快的目的。

4 結(jié)語

1）隨著油田勘探開發(fā)的持續(xù)深入，油田生產(chǎn)消耗的能源日益增多，成本不斷加大、尤其是在采油作業(yè)過程中，各種流程和設(shè)備會(huì)消耗非常多的能源，極大地增加了油田企業(yè)的生產(chǎn)成本。因此，油田企業(yè)應(yīng)該對(duì)這些能源消耗進(jìn)行科學(xué)、合理地控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)油田開采成本的有效控制，進(jìn)一步提升油田的經(jīng)濟(jì)效益。

2）隨著油田開采的持續(xù)深入，油井的產(chǎn)量和采收率下降十分明顯。節(jié)能降耗是油田企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢(shì)和要求，只有最大限度地減少采油作業(yè)過程中的能源消耗，對(duì)各種采油作業(yè)流程和工藝進(jìn)行進(jìn)一步地優(yōu)化和改進(jìn)，并且根據(jù)實(shí)際情況，采取相應(yīng)的措施，減少采油作業(yè)過程中的能源消耗，持續(xù)提高單井的生產(chǎn)水平和效率，才可以實(shí)現(xiàn)油田企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3）在采油作業(yè)過程中，節(jié)能降耗措施是適應(yīng)油田企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。如果只是依賴某一種或兩種措施很難滿足節(jié)能降耗的相關(guān)要求。通過分析與實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，節(jié)能降耗措施較少會(huì)存在比較多的問題。在實(shí)際應(yīng)用過程中，唯有將各種節(jié)能降耗措施進(jìn)行有效結(jié)合，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，才能切實(shí)做到節(jié)能降耗，從而提高油田企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

4）在實(shí)際工作中，采油作業(yè)人員應(yīng)該多總結(jié)、多學(xué)習(xí)、多理解，深入分析采油作業(yè)過程中能耗過高的原因，結(jié)合油田不同區(qū)塊的實(shí)際情況，采取針對(duì)性的措施，降低采油作業(yè)過程中的能源損耗，進(jìn)而有效降低采油生產(chǎn)成本，從而提高油田企業(yè)的經(jīng)濟(jì) 效益。