通過(guò)節(jié)點(diǎn)分析與綜合調(diào)整降低集輸系統(tǒng)能耗

胡冠珠（大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠）

1 概況

截至2011年9月底，X隊(duì)現(xiàn)管理轉(zhuǎn)油站1座，計(jì)量間10座，油井198口，其中抽油機(jī)井167口，螺桿泵井25口，電泵井6口。轉(zhuǎn)油站現(xiàn)有壓力容器8座（包括4座二合一、3座三合一，1座除油器），各類機(jī)泵12臺(tái)，現(xiàn)采用摻水、熱洗分開(kāi)流程，站、間采用水暖供熱方式。根據(jù)多年經(jīng)驗(yàn)看，轉(zhuǎn)油站系統(tǒng)內(nèi)的各部位能耗節(jié)點(diǎn)主要有三部分：

◇油井部分：集輸散熱→井口工藝、集輸油管道保溫（單井、站間）、摻水量。

◇計(jì)量間部分：采暖用熱。

◇轉(zhuǎn)油站部分：摻水運(yùn)行，加熱爐：負(fù)荷率、效率。

X隊(duì)管轄油井井?dāng)?shù)多，特別是今年投產(chǎn)新井，油井井?dāng)?shù)由130口增加到目前的198口，共計(jì)鋪設(shè)集輸管道425條。正常外輸液量5700 t/d，外輸油量576 t/d，綜合含水89.9%。

此外Y轉(zhuǎn)油站還擔(dān)負(fù)全礦水泥車加水任務(wù)，加水頭是采用該隊(duì)A號(hào)計(jì)量間的總摻水管線，該計(jì)量間沒(méi)有熱洗流程，達(dá)不到摻水熱洗流程分開(kāi)，所以要想給水泥車加水，全站全年都必須高溫，夏季不能實(shí)行低溫集輸。近兩年投產(chǎn)新井大部分都是環(huán)井，水泥車加水任務(wù)也由原來(lái)185口增加至381口。

以上兩項(xiàng)造成Y轉(zhuǎn)油站2010年能耗量增加幅度比較大，能耗指標(biāo)都明顯高于a、b區(qū)西部各隊(duì)，指標(biāo)完成難度大、壓力大。為了控制好各項(xiàng)能耗指標(biāo)，從轉(zhuǎn)油站能耗節(jié)點(diǎn)逐步分析，綜合調(diào)整，開(kāi)展節(jié)能降耗工作。

2 節(jié)點(diǎn)分析，制定相應(yīng)措施

依據(jù)原油自井口經(jīng)地面管線運(yùn)輸至計(jì)量間、轉(zhuǎn)油站的集輸路徑，都有能耗損失。Y站分別對(duì)三個(gè)能耗點(diǎn)進(jìn)行分析。

2.1 油井

2.1.1 單井井口工藝保溫

由于今年新投產(chǎn)油井68口，其中有65口新井連入環(huán)井，使X隊(duì)環(huán)井由原來(lái)12口上升至126口。投產(chǎn)的新井及老井改環(huán)后保溫破損共計(jì)114口井。通過(guò)試驗(yàn)調(diào)查，平均1口油井井口管線長(zhǎng)度4m，管徑為60mm，如果沒(méi)有保溫或保溫不好，由于冬季室外溫度低，散熱較快，2口單井的井口基本相當(dāng)于1組暖氣片的散熱量，因此井口保溫和防腐尤其重要。由此估算，通過(guò)井口工藝保溫每天可節(jié)約天然氣329m3，減少了集輸熱量的損失。

2.1.2 集輸管道保溫

加強(qiáng)管線保溫防凍。對(duì)保溫較差及保溫層破損的過(guò)溝管線重新進(jìn)行了保溫，對(duì)覆土淺的集輸管道加大管線覆土工作力度，管線重新保溫120m。同時(shí)由于X隊(duì)1992年投產(chǎn)的井是地面鋪設(shè)，經(jīng)過(guò)夏季雨水沖刷和風(fēng)化，一些管線露出地面，對(duì)覆土淺的井進(jìn)行覆土共計(jì)850m，減少了集輸熱量的損失。

2.1.3 投產(chǎn)新井用水量大

投產(chǎn)新井用水量大分析有三方面因素：

1）X隊(duì)今年投產(chǎn)新井68口井，若按每口井日摻水10m3則日增加摻水量為680m3。

2）所投新井有65口為環(huán)井，并且連入老井入環(huán)達(dá)到126口。因此符合停摻水的部分單井，由于與新井連環(huán)均由停摻運(yùn)行改為開(kāi)摻水運(yùn)行。停摻水井?dāng)?shù)由67口減少到41口，增加了260m3/d水量。

3）新井投產(chǎn)后，一是由于液量不穩(wěn)定且均為環(huán)井，大部分井出現(xiàn)回壓上升的現(xiàn)象；二是管線連接時(shí)的泥砂、及新井井底出砂等造成管線內(nèi)雜物，引起回壓上升，需用大量摻水沖洗管線，一口井平均按3m3水量，則平均每日增加30m3摻水量。

綜上所述，新井投產(chǎn)日摻水量將增加940m3，估算全年耗電量將增加25.73×104kWh。

2.2 計(jì)量間

2.2.1 計(jì)量間采暖工藝流程改造

針對(duì)目前計(jì)量間采暖系統(tǒng)存在的供水量大，低效循環(huán)、能耗偏高（根據(jù)調(diào)查結(jié)果，冬季計(jì)量間采暖水量占計(jì)量間總水量的12%以上），采暖水量不可計(jì)量，可控性差等問(wèn)題，對(duì)計(jì)量間采暖進(jìn)行改造。原計(jì)量間采暖是與摻水總匯管串接后，連入計(jì)量間回油匯管的。改造后是將暖氣片與摻水總匯管串接后用距計(jì)量間附近的單井摻水替代原專用采暖用水。減少摻水循環(huán)量。既對(duì)采暖回水進(jìn)行了二次利用，又可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)采暖水量的大小。X隊(duì)對(duì)10座計(jì)量間采暖系統(tǒng)進(jìn)行改造。改造后至少減少日摻水量100m3。改造示意圖見(jiàn)圖1、圖2。

2.2.2 計(jì)量間采暖設(shè)備老化改造

由于投產(chǎn)年限長(zhǎng)，B至C座鐵皮計(jì)量間暖氣片大多只有一兩根管熱，我們對(duì)6座計(jì)量間的暖氣片進(jìn)行更換，共計(jì)更換16組，更換后散熱面積增加2倍，適當(dāng)降低計(jì)量間摻水溫度，與去年同期對(duì)比，在保證同等溫度情況下相當(dāng)于關(guān)掉6口井的摻水。

2.3 轉(zhuǎn)油站

2.3.1 拓寬技術(shù)界限，增加季節(jié)停摻水井?dāng)?shù)

根據(jù)油井分類情況，符合條件的油井分四個(gè)階段進(jìn)行全年停摻水、季節(jié)停摻水、摻低溫水運(yùn)行。由于X隊(duì)今年投產(chǎn)新井，在去年9月底開(kāi)始鉆關(guān)，大部分油井日產(chǎn)液量下降，按已往停摻水界限日產(chǎn)液大于15 t，含水大于80%執(zhí)行，停摻水井?dāng)?shù)勢(shì)必減少，因此隊(duì)拓寬停摻水界限，含水界限擴(kuò)大到75%以上。對(duì)油井分階段采取全年停摻水19口井，分階段季節(jié)性停摻水48口井，今年共實(shí)行67口井停摻水，比去年的58口多執(zhí)行了9口，見(jiàn)表1。

此外，實(shí)驗(yàn)性實(shí)施對(duì)距計(jì)量間100m以內(nèi)的井停摻水運(yùn)行，增加了4口井。試驗(yàn)井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

這4口井每隔2 d錄取電流和回壓，當(dāng)發(fā)現(xiàn)回壓上升至1.0MPa左右或電流上升超過(guò)5 A時(shí)，進(jìn)行沖洗地面管線降低回壓。從監(jiān)測(cè)電流和回壓上看，變化不大。這4口井停摻水3個(gè)月，在停摻2個(gè)月時(shí)沖洗一次，沖洗時(shí)以0.70m3/h的流速?zèng)_洗3 h，消耗摻水量為2.1m3。因此這4口井在夏季停摻可行，按5個(gè)月停摻水計(jì)算，年可節(jié)約摻水量為5980m3。

表1 季節(jié)停摻水運(yùn)行情況

表2 距計(jì)量間100 m以內(nèi)停摻水井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

2.3.2 二合一加熱爐按周期清淤除垢，提高加熱爐效率

相關(guān)資料表明，若油田加熱爐換熱面平均結(jié)垢1～5mm，則燃料至少多消耗3.4%～28.1%，若加上軟垢部分，燃料至少多消耗5%～30%。根據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析，加熱爐在一個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)（1年）結(jié)垢最小為4mm，如果不清垢繼續(xù)運(yùn)行，在第二個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)垢的厚度還將增加，按最小4mm的垢層厚度計(jì)算，則燃料至少多消耗26.6%，如果計(jì)算軟垢部分則燃料消耗將更多。因此，加熱爐結(jié)垢會(huì)嚴(yán)重影響爐效，甚至造成局部過(guò)熱鼓包，損壞加熱爐。2010年5月對(duì)2#、3#、4#“二合一”加熱爐清淤，清淤后爐效上升了5%左右。由清罐前日耗氣2027m3下降至1495m3。

2.3.3 站內(nèi)工藝流程改造，合理控制高溫爐運(yùn)行時(shí)間

由于摻水熱洗流程不能分開(kāi)，Y站又為一礦水泥車加高溫水，所以全隊(duì)單井全年都摻高溫水，天然氣的損耗比較大。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，我們對(duì)加水流程進(jìn)行分析，利用轉(zhuǎn)油站閥組間后的站外放空匯管，使預(yù)留熱洗頭與之連接，并與A號(hào)計(jì)量間的站外摻水匯管連通，達(dá)到摻水、熱洗流程分開(kāi)，使全站高溫水改為只有A號(hào)一座計(jì)量間通高溫水。

此外，實(shí)行摻水、熱洗流程分開(kāi)，能夠保證X隊(duì)集中熱洗在5 d之內(nèi)，加熱爐臺(tái)數(shù)由以前的夏季2臺(tái)高溫爐，改為運(yùn)行1臺(tái)高溫爐和一臺(tái)常溫爐。同時(shí)，我們嚴(yán)格控制加水時(shí)間，與水泥車班建立聯(lián)系，在加水前后都提前2 h通知我站，Y站進(jìn)行及時(shí)起停爐。這樣高溫爐在冬季夜間控制在60℃左右，高溫時(shí)提到75℃以上，在夏季夜間停爐，白天高溫提到75℃以上，高溫時(shí)間平均在每天8 h，通過(guò)縮短高溫爐運(yùn)行時(shí)間，也大大降低天然氣的消耗。

通過(guò)采取綜合措施，2010年各項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)與2008年同期對(duì)比，自耗氣下降了47.05×104m3，綜合耗電下降了4.78×104kWh，噸液耗氣下降了0.4m3，摻水量上升了6.27×104m3。

3 節(jié)能效果

3.1 運(yùn)用節(jié)點(diǎn)手段，找出主要能耗點(diǎn)是水泥車加水影響降溫集輸

通過(guò)站內(nèi)摻水熱洗流程改造，使其它9座計(jì)量間實(shí)現(xiàn)了摻水熱洗分開(kāi)流程，但水泥車加熱水是采用A號(hào)計(jì)量間摻水管線，A號(hào)計(jì)量間的所有單井處于高溫狀態(tài)，而且加水時(shí)對(duì)該計(jì)量間和轉(zhuǎn)油站的摻水系統(tǒng)影響都比較大，單井管理和站內(nèi)系統(tǒng)壓力控制難度大。為了保證降溫集輸和水泥車洗井正常進(jìn)行，將在2#、3#、4#二合一底下單獨(dú)鋪設(shè)一條加水管線，加一個(gè)過(guò)濾器、管道泵和控制屏。這樣既保證水泥車熱水，又保證降溫集輸，目前已改造完成，待試運(yùn)行。

3.2 采取綜合調(diào)整措施、精細(xì)管理，擴(kuò)大停摻水界限

2010年年底投產(chǎn)新井達(dá)到72口，連入老井入環(huán)共計(jì)126口，環(huán)井所占比例為62.4%，每口井按10m3/d摻水，則至少日摻水1260m3。因此，合理控制環(huán)井摻水量是非常必要的。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)：一是環(huán)頭井日產(chǎn)液大于15 t，含水大于75%的井實(shí)行全環(huán)停摻水，符合條件有8組環(huán)共計(jì)19口井，日節(jié)約水量190m3；二是環(huán)中有些老井含水超過(guò)90%以上，但環(huán)頭井日產(chǎn)液、含水都比較低這樣的環(huán)可以少摻水，符合條件的有2口井，日節(jié)約水量20m3；三是環(huán)頭井日產(chǎn)液大于60 t、含水大于90%，而環(huán)中井含水低于75%，這樣的環(huán)可以少摻水，符合條件有4口井，日節(jié)約水量40m3。環(huán)井按半年停摻水計(jì)算，預(yù)計(jì)年節(jié)約摻水量4.5×104m3，全年累計(jì)節(jié)約電量3.37×104kWh。

4 小結(jié)

運(yùn)用節(jié)點(diǎn)手段，找出主要能耗點(diǎn)是水泥車加水影響降溫集輸，采取綜合調(diào)整措施、精細(xì)管理，擴(kuò)大停摻水界限，有效地降低了集輸系統(tǒng)能耗，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。