喇嘛甸油田儲氣庫的節能管理與運行

張力春（大慶油田有限責任公司第六采油廠）

引言

喇嘛甸注氣站是油田地下儲氣庫的操作站，于2000年投產，包括5臺進口往復式天然氣壓縮機、4臺空氣壓縮機、123臺壓力容器。年計劃注入天然氣1×108m3，采出天然氣9×107m3。根據注采情況將儲氣庫全年生產分為兩個階段：采氣階段，從每年的1月初至3月中旬及同年的11月中旬至12月底；注氣階段，從每年的4月中旬至10月中旬。采氣工藝流程：由井底采出的天然氣經井口分離器過濾分離后進入注氣站內的站外閥組間，經過一級分離器后進入電加熱器加溫，加溫后的氣體進入彎管流量計計量并遠傳；然后，經各單井的油嘴節流減壓，此時的壓力由原來的6～7MPa降至0.6～1.2MPa，再經過分離緩沖罐緩沖后輸至喇二壓氣站閥組。注氣工藝流程：喇嘛甸注氣站的氣源為喇二壓氣站來的淺冷天然氣，壓力在0.60～1.0 MPa之間，經計量后進入注氣站總分離緩沖罐，然后進入脫硫裝置脫硫后進入壓縮機組進行三級增壓，壓力可達10 MPa左右；經過濾分離器，吸附掉潤滑油蒸汽和氣體中的液滴，接著被送至分配器，經計量后被分配到各單井，再到站外閥組間后被送至各單井井口，注入儲氣庫。

喇二注氣站年耗電量大于1000×104kWh，其中天然氣壓縮機功率大，每臺1119 kW，氣井管線電伴熱帶長，共有29.7 km，電加熱器運行時間長，每天24 h生產。通過合理調節天然氣機組運行，優化氣井參數，合理限定電加熱器溫度來取得顯著節能效果。

1 調節機組運行臺數

儲氣庫注氣生產時，注氣站每臺天然氣壓縮機的額定注氣量是每天20×104m3。在生產過程中，以往的慣例是完全按照供氣方的要求運行機組。近幾年，經對比發現喇二淺冷站來氣壓力在0.60～1.0 MPa之間波動，注氣站運行1臺機組，當來氣壓力在0.70～0.80 MPa之間時，日注氣量在10×104～20×104m3之間波動，如果此時增加1臺機組，日增注氣量僅10×104m3左右。為此，對來氣壓力、啟運機組臺數進行了統計、調整，依據不同壓力變化區間，進行機組數量調配運行，達到降低注氣單耗的目的[1]。

當來氣壓力在0.60～0.70 MPa之間時，運行1臺機組；當來氣壓力在0.60～0.80 MPa之間變化時，運行2臺機組；當來氣壓力上升到0.80 MPa以上時再增運1臺機組。通過合理調整，在達到注氣要求的情況下，1個注氣周期內可減少27天單臺機組運行，節省電量72.5×104kWh。

2 調節氣井運行參數

儲氣庫進行采氣生產時需要運行電伴熱帶給單井管線增溫。氣井生產管線上都纏有電伴熱帶，共有29.7 km，電熱帶用來加溫融化凍堵物，保證氣井平穩生產[2-3]。2015年以前，采取開井就運行電伴熱帶的方法生產；之后，根據天然氣產量、生產壓力控制電伴熱帶運行時間的做法，減少電伴熱帶運行時間，這樣既能正常生產又可節約能源。各生產井天然氣產量情況見表1。

表1 氣井產氣量情況統計

由于氣井產量有差異，生產過程中壓力變化也不同，通過試驗得出根據單井產量、壓力臨界點啟停電伴熱帶。從產量不同的井組中選擇3口井進行說明（表2）。

表2 氣井管線啟停電伴熱帶臨界壓力統計

當生產氣井注氣站內壓力下降到投用伴熱帶壓力值時，就給其管線電伴熱帶送電，提高管線溫度維持站內生產壓力；而生產氣井站內生產壓力逐漸恢復至正常生產壓力時，停運該條線路電伴熱帶[4]。在實際生產中，平均每2天運行一次電伴熱解堵，每次持續8～12 h以恢復生產壓力。

根據每月的平均開井數和減少電熱帶運行時間，可以計算出節約的電能。2017年采氣生產期日開井數見表3。

表3 采氣生產開井數量統計

電伴熱帶功率為25 W/m，平均單井管線長度為2.12 km，工藝流程中閥門及壓力容器等設備還需加密纏繞鋪設，平均單井電伴熱帶功率約為106 kW[5]。每口生產氣井每日少投用電伴熱帶19 h，同比2016年采氣生產期共節約電能206.8×104kWh。

3 調節電加熱器溫度

儲氣庫進行采氣生產時，氣井采出的天然氣進入注氣站后，要節流降壓，降壓前使用電加熱器加溫。電加熱器可設定工作溫度區間，天然氣溫度低于設定值，電加熱器就工作，高于設定值，電加熱器就停運[6]。單井日產氣量越高，加熱時間就越長。

2015年以前，采取所有電加熱器設定溫度都相同的做法生產。研究中發現這一設定溫度適合氣量高的井，而氣量低的井需要進行調整。為此，2017年采氣生產期，參考產氣量對電加熱器設定溫度進行了試驗統計。以上述3口井為例進行說明（表4）。

表4 氣井電加熱器設定溫度調整統計

將日產8×104m3天然氣的5口井溫度下調10℃，將日產10×104m3天然氣的4口井溫度下調5℃，日產12×104m3天然氣的2口井溫度沒有調節。調整設定值后，這些氣井都能正常生產。每臺電加熱器的額定功率50 kW，根據溫度調整值及生產時間可以計算出節約電量，2017年比2016年采氣生產期共節約電能12.3×104kWh。

4 結論

1）儲氣庫注氣站天然氣的壓力控制是經濟運行的有效依據。依據來氣壓力，優化設計天然氣壓縮機組運行臺數，可有效減少電量運行。1個注氣周期內可節電72.5×104kWh。

2）儲氣庫單井管線的電伴熱是主要用電環節之一，根據單井產氣量、壓力臨界點確定投用伴熱壓力，啟停電伴熱帶，年節電可達206.8×104kWh。

3）優化設定電加熱使用極限值，合理設定電加熱器使用時間和溫度范圍，在滿足生產要求的同時，可降低生產運行耗電291.6×104kWh。

收稿日期 2018-02-10