控制油田生產(chǎn)耗氣技術(shù)分析

王志勇（大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠）

大慶某油田油井產(chǎn)液量低、油氣比低、井口出液溫度低、原油凝固點(diǎn)高，原油集輸采用單管環(huán)狀流程。隨著油田產(chǎn)量遞減，綜合含水不斷上升，生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，油田耗氣指標(biāo)逐年升高。為了降低能耗，在現(xiàn)有工藝的基礎(chǔ)上，將節(jié)點(diǎn)分析法應(yīng)用于控制耗氣指標(biāo)管理工作中，取得了較好的效果[1]。

1 節(jié)點(diǎn)分析法的內(nèi)涵

節(jié)點(diǎn)分析法用于企業(yè)管理過(guò)程中，是一個(gè)細(xì)化管理的過(guò)程，是強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)管理和節(jié)點(diǎn)管理相融合的思想和方法。它是把耗氣指標(biāo)過(guò)程控制細(xì)化成各個(gè)節(jié)點(diǎn)的管理，每一個(gè)環(huán)節(jié)都作為一個(gè)管理點(diǎn)，通過(guò)技術(shù)人員、管理人員、操作人員結(jié)合各站的工藝特點(diǎn)，強(qiáng)化意識(shí)、明確職責(zé)、節(jié)點(diǎn)分析、分段治理、技術(shù)攻關(guān)等多方面來(lái)開(kāi)展節(jié)氣管理工作，從而達(dá)到控制耗氣指標(biāo)的目的。

2 控制耗氣措施及效果

控制耗氣過(guò)程是具有連續(xù)性、系統(tǒng)性的管理過(guò)程，是由許多環(huán)節(jié)和控制點(diǎn)組成的，各環(huán)節(jié)之間相互關(guān)聯(lián)、相互制約，哪一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)影響節(jié)氣效果。日常管理中，將控制流程簡(jiǎn)化成節(jié)點(diǎn)分析示意圖（圖1）。如：某日站內(nèi)耗氣指標(biāo)出現(xiàn)較大波動(dòng)，可從各個(gè)節(jié)點(diǎn)入手，逐個(gè)環(huán)節(jié)查找原因，通過(guò)對(duì)各節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)和設(shè)備運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行分析，很快就能找到癥結(jié)所在，改變了以往遇到問(wèn)題不知從何入手、比較盲目的狀況[1]。

圖1 控制耗氣流程節(jié)點(diǎn)分析示意圖

在日常管理中，始終將節(jié)點(diǎn)分析法貫穿其中，從輸氣管線、站內(nèi)耗氣部位、站外管網(wǎng)和油井等各環(huán)節(jié)進(jìn)行細(xì)致的分析，找出運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題，然后通過(guò)工藝改進(jìn)、加強(qiáng)管理等各項(xiàng)措施，使耗氣指標(biāo)得到有效控制。

通過(guò)分析集輸系統(tǒng)耗能點(diǎn)，從高耗區(qū)塊、低效集油環(huán)、加熱爐等多方面進(jìn)行調(diào)查。依據(jù)調(diào)查結(jié)果，進(jìn)一步摸清能耗狀況，找準(zhǔn)各高耗點(diǎn)，制定相關(guān)治理措施，為圓滿實(shí)現(xiàn)全年節(jié)能減排指標(biāo)奠定基礎(chǔ)[2]。

2.1 針對(duì)輸氣管網(wǎng)：加大輸氣管線檢測(cè)，減少氣量漏失

針對(duì)氣量漏失難以發(fā)現(xiàn)的狀況，應(yīng)用EPO天然氣檢測(cè)儀月度對(duì)輸氣管線和燒火間等用氣部位進(jìn)行檢測(cè)。共檢測(cè)輸氣管道847條次，查出滲漏點(diǎn)92處。對(duì)站內(nèi)氣閥組、燒火間等用氣部位進(jìn)行檢測(cè)，共檢測(cè)3147處，查出滲漏點(diǎn)448處，全部進(jìn)行了處理。同時(shí)對(duì)聯(lián)合站輸氣管道每周巡線2次，對(duì)轉(zhuǎn)油站內(nèi)管道每周巡線1次，有效地遏制了私搭亂接現(xiàn)象，消除了安全隱患，減少氣量漏失7×104m3。

2.2 站內(nèi)系統(tǒng)的技術(shù)措施

2.2.1 加熱爐涂膜技術(shù)應(yīng)用

加熱爐涂膜技術(shù)是在加熱爐、鍋爐火管內(nèi)壁涂刷紅外線新型節(jié)能涂料。該技術(shù)具有耐高溫、輻射率高、黏結(jié)牢固、降低煙垢和水垢生成速度等特點(diǎn)。在站1、站2、站3轉(zhuǎn)油站64臺(tái)加熱爐上實(shí)施了涂膜技術(shù)，費(fèi)用65萬(wàn)元。涂膜前后由油田節(jié)能中心進(jìn)行了爐效測(cè)試，并進(jìn)行了對(duì)比（表1）。加熱爐涂刷節(jié)能涂料后，排煙溫度平均降低了13℃，熱效率平均提高了1.1個(gè)百分點(diǎn)，節(jié)氣率平均為9.14%。投資回收期0.45年[3]。該技術(shù)節(jié)能效果顯著。

表1 實(shí)施涂膜前后運(yùn)行參數(shù)

2.2.2 安裝新型燃燒器

新型燃燒器可以實(shí)現(xiàn)“高低溫報(bào)警”、“泄漏報(bào)警”、“故障報(bào)警”、“熄火報(bào)警”等功能，防止加熱爐高溫、超負(fù)荷運(yùn)行。新型燃燒器均可將煙氣的過(guò)剩空氣系數(shù)維持在1.05～1.15范圍之間，保證燃料和空氣充分混合燃燒。排煙時(shí)減少熱損失，氧、氮、二氧化碳的含量均降低（表2），提高熱效率，熱效率平均提高了3.85個(gè)百分點(diǎn)。某廠共安裝56套，費(fèi)用560萬(wàn)元，投資回收期2.05年[3]。

表2 安裝新型燃燒器前后煙氣組分變化情況

2.2.3 除防垢設(shè)備應(yīng)用

結(jié)垢導(dǎo)致受熱面的傳熱性能變差，燃料燃燒所放出的熱量不能有效傳遞，大量的熱量被煙氣帶走。

在站4轉(zhuǎn)油站水套爐摻水入口安裝了6套低功耗高頻震蕩除防垢儀。安裝前測(cè)定其爐效為86.0%，安裝后運(yùn)行平穩(wěn)，運(yùn)行1年后測(cè)定爐效為87%。在站5、站6、站7等共5座站安裝16套電磁除垢系統(tǒng)，費(fèi)用280萬(wàn)元，投資回收期1.94年[3]。運(yùn)行1年后開(kāi)爐發(fā)現(xiàn)，煙火管總體表面無(wú)明顯垢沉積，局部存在少量垢，垢層較薄，防垢效果較好。

通過(guò)推廣實(shí)施以上三項(xiàng)新技術(shù)，年節(jié)氣483×104m3（表3）。

表3 地面節(jié)能技術(shù)應(yīng)用情況

2.3 站內(nèi)系統(tǒng)的管理措施

1）加強(qiáng)加熱爐運(yùn)行管理。為了保證加熱爐高效運(yùn)行，月度開(kāi)展火嘴清焦和火筒檢查，清焦203個(gè)，檢查230臺(tái)次；同時(shí)，加熱爐清淤65座，燃燒器檢修440臺(tái)次，平均爐效由調(diào)前81.8%提高到調(diào)后83.0%。年節(jié)氣82×104m3。

2）優(yōu)化摻水集油工藝運(yùn)行方案。編制以轉(zhuǎn)油站為單元的“集輸系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行方案”，核定摻水集油系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，制定機(jī)泵、加熱爐季節(jié)性停運(yùn)措施，并監(jiān)督檢查方案執(zhí)行情況（表4）。年節(jié)氣46×104m3

表4 優(yōu)化運(yùn)行方案執(zhí)行情況

2.4 針對(duì)站外管網(wǎng)：優(yōu)化管網(wǎng)，減少能耗點(diǎn)

2.4.1 優(yōu)化整合低效集油環(huán)

隨著低效井?dāng)?shù)量增多，提撈井、關(guān)井、轉(zhuǎn)注井?dāng)?shù)量增加，集油系統(tǒng)低效運(yùn)行、耗氣量大，控制困難。目前某廠管轄2口井以下的集油環(huán)有307個(gè)，占在運(yùn)環(huán)比例37.6%[4]。

為了降低能耗，與油田開(kāi)發(fā)結(jié)合，對(duì)站8、站9、站10等8座轉(zhuǎn)油站43個(gè)低效且管線腐蝕嚴(yán)重的集油環(huán)進(jìn)行了治理。通過(guò)優(yōu)化整合，集油環(huán)減少為24個(gè)，管線長(zhǎng)度縮短38.9 km，解決了無(wú)效集油摻水路線長(zhǎng)、熱損大的問(wèn)題[5]。改造后年節(jié)氣95.6×104m3。

2.4.2 控制回油溫度

根據(jù)季節(jié)性生產(chǎn)、各區(qū)塊凝固點(diǎn)及集油環(huán)的特點(diǎn)，集油環(huán)回油溫度應(yīng)控制到凝固點(diǎn)。為保證降溫集輸工作的有效開(kāi)展，成立組織機(jī)構(gòu)，明確了責(zé)任，建立了制度，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，逐漸推行和完善。方案自4月份開(kāi)始執(zhí)行。通過(guò)采取自查、月度檢查和不定期抽查的方式，監(jiān)督優(yōu)化運(yùn)行方案執(zhí)行情況，并按月評(píng)比考核，方案符合率91.2%，平均回油溫度與去年同期對(duì)比下降0.2℃。

2.5 針對(duì)油井：加大油井套管氣封堵工作，提高伴生氣利用率

經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定伴生氣熱值為大站氣的1.2倍，提高伴生氣利用率也是節(jié)能減排的一項(xiàng)重要措施。采取定期檢查和不定期抽查等形式，督促采油隊(duì)加強(qiáng)套管氣封堵工作，同時(shí)隨產(chǎn)能工程安裝井口組合收氣閥，提高伴生氣回收率。2015年全年回收伴生氣2397×104m3，氣油比14.52 m3/t，高于2013年的14.46 m3/t，降低了大站氣消耗。

2.6 應(yīng)用效果

2016年通過(guò)采取以上技術(shù)與管理措施，節(jié)約天然氣522×104m3。某廠噸液生產(chǎn)耗氣21.58 m3/t，與2015年相比下降了0.34 m3/t，取得了較好的節(jié)能效果。

3 結(jié)論

1）控制耗氣工作是油田的一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要結(jié)合油田開(kāi)發(fā)形式，分析能耗點(diǎn)以及影響因素，從技術(shù)和管理兩方面入手，制定節(jié)氣措施，達(dá)到節(jié)能降耗的目的[6]。

2）開(kāi)展輸氣管線檢測(cè)、爐效監(jiān)測(cè)測(cè)試、套管氣封堵等技術(shù)管理工作，為最大限度地節(jié)能奠定基礎(chǔ)。

3）根據(jù)季節(jié)性生產(chǎn)、各區(qū)塊凝固點(diǎn)及集油環(huán)的特點(diǎn)，編制降溫集輸方案，確定回油溫度控制要求是降低耗氣指標(biāo)的有效手段。