分析油田地面工程節(jié)能技術(shù)的運用

孫益杰

（中國石油工程建設(shè)有限公司青海分公司，甘肅 敦煌 736200）

石油開采是關(guān)系到我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)，然而石油開采同時也是一個能耗較高的產(chǎn)業(yè)，其在生產(chǎn)經(jīng)營過程中需要消耗大量的電力以及油氣資源，而且也對油田的周邊環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。此外，油田開采中的高能耗也增加了生產(chǎn)的成本，影響了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。而油田地面工程是石油開采中的重要組成部分，因此，油田企業(yè)在地面工程的建設(shè)中應(yīng)根據(jù)油田的實際情況，積極應(yīng)用各種先進(jìn)的節(jié)能減排技術(shù)，降低油田的能耗，使資源得到充分合理的利用，從而有效控制石油開采的成本，增強(qiáng)企業(yè)的核心競爭力。

1 應(yīng)用節(jié)能技術(shù)進(jìn)行油田地面工程建設(shè)的基本原則分析

在油田地面工程的建設(shè)中，為了實現(xiàn)節(jié)能目的，應(yīng)首先合理根據(jù)油田的實際情況合理設(shè)定能耗標(biāo)準(zhǔn)，并以此為依據(jù)綜合考慮各項相關(guān)的技術(shù)參數(shù)，科學(xué)選擇節(jié)能技術(shù)和設(shè)備，既要充分利用油氣資源，又要為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益，以實現(xiàn)油田企業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。

2 節(jié)能技術(shù)在油田地面工程中的應(yīng)用

2.1 油田地面工程集輸過程中的節(jié)能技術(shù)運用

由于我國的很多油田目前都處在后期開發(fā)的高含水條件下，例如大慶油田目前的含水率已經(jīng)達(dá)到了90%以上，因此，在集輸過程中如果仍采用原有技術(shù)工藝會降低原油的黏度，同時也會影響油田地面工程的穩(wěn)定性。因此，在油田地面工程的建設(shè)過程中必須運用科學(xué)的節(jié)能技術(shù)來進(jìn)行油氣集輸。在實際運用中可以采取減少中轉(zhuǎn)站、合理控制集油半徑等方式來簡化工藝流程，從而使油氣壓力數(shù)得到有效的降低[1]。油田企業(yè)在設(shè)計集油管線時應(yīng)充分結(jié)合本油田的實際條件，并對本油田的油氣物流動性進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑囼炚撟C，準(zhǔn)確掌握本油田原油的實際溫度、速度，黏度、含蠟量，以及油田所處地區(qū)的環(huán)境溫度等參數(shù)，然后再以此為依據(jù)采用相應(yīng)的節(jié)能技術(shù)來降低能耗。目前，在集輸過程中比較常用的節(jié)能集輸包括單管不加熱技術(shù)、熱洗清蠟技術(shù)等。在運用節(jié)能技術(shù)時還應(yīng)合理選擇節(jié)能設(shè)備，并根據(jù)環(huán)境溫度的變化來科學(xué)的設(shè)置節(jié)能工藝。

2.1.1 運用單管深埋節(jié)能技術(shù)

當(dāng)集油閥組中存在多井串聯(lián)時可以運用單管深埋這一集輸節(jié)能技術(shù)。在實際運用中，管線應(yīng)處于凍土層的下方，埋深達(dá)到2 m左右。該節(jié)能技術(shù)有效解決了集油干線在輸運過程中的閥組采暖問題，從而節(jié)約了傳統(tǒng)摻水作業(yè)中所消耗的電力能源，實現(xiàn)了降低能耗，節(jié)約資源的目的。

2.1.2 運用叢井式干管節(jié)能技術(shù)

如果油田地面工程的區(qū)塊單元主要為叢式井時，在建設(shè)中可以運用單干管集油的節(jié)能技術(shù)。此外還可以根據(jù)油田的實際情況選擇單干管摻水熱洗等節(jié)能技術(shù)。如果油田處于產(chǎn)量較高的階段或者是在夏季溫度較高的條件下時，也可以運用不加熱集油以及雙管出游等技術(shù)來使所需管線的數(shù)量得到有效的控制，以達(dá)到節(jié)約資源的目的。

2.1.3 運用單管通球節(jié)能技術(shù)

當(dāng)油田位于高寒地區(qū)，且原油的含蠟量、含水率以及黏度都比較高時，可以運用單管通球這一節(jié)能技術(shù)來進(jìn)行集輸，以達(dá)到降低油田作業(yè)過程中所消耗油氣及電能資源的目的。目前，比較常用的單管通球技術(shù)中主要有單管單井以及單管多井串聯(lián)或樹狀通球等工藝類型。

2.1.4 運用采出液處理節(jié)能技術(shù)

在高寒地區(qū)的油田地面工程建設(shè)中還可以運用氣水反沖洗和變強(qiáng)度反沖洗等技術(shù)，同時，在不加熱條件下配合集油破乳劑的使用來對采出液進(jìn)行處理，使其溫度下降并接近原油的凝固點，這樣更加便于對高凝原油進(jìn)行集輸，并降低集輸過程中的能源損耗[2]。

2.2 油田地面工程中注水節(jié)能技術(shù)的運用

油田地面工程還可以通過提高注水管網(wǎng)以及機(jī)泵工作效率的方式來實現(xiàn)節(jié)能的目的，在實際運用中主要應(yīng)用了變頻技術(shù)、涂膜技術(shù)以及仿真技術(shù)等先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)工藝。

2.2.1 運用變頻技術(shù)降低水泵能耗

在油田地面工程的建設(shè)中可以通過對水泵轉(zhuǎn)速進(jìn)行合理調(diào)整來使水泵原有的功率加以改變，從而使其能夠更好地適應(yīng)多種工況條件下對水泵實際功率、流量和揚程的不同要求。此外，在選擇水泵的工作點時要注意提高其合理性，這樣才能更好地降低在節(jié)流過程中所消耗的電力能源。

2.2.2 運用變頻技術(shù)降低前置泵能耗

在運用前置泵變頻技術(shù)時，首先應(yīng)拆解多級離心泵，然后將與原水泵揚程和流量相同的水泵前置于其進(jìn)口位置，并連接在原離心泵上。這樣就可以通過變頻調(diào)整前置水泵的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)提高多級離心泵適應(yīng)多種進(jìn)口工況條件下的不同需要的目的，使其出口流動能夠達(dá)到離心泵工作的實際要求，從而降低對能源的消耗[3]。

2.2.3 運用注水泵涂膜技術(shù)降低能耗

對水泵的殼體以及葉輪等位置可以采取涂膜的方式來達(dá)到節(jié)能的目的。在實際運用中應(yīng)選擇摩擦系數(shù)比較小，抗腐蝕耐高溫性能比較好且具有較強(qiáng)耐老化能力的保護(hù)膜材料，這樣才能使流動阻力得到有效降低，并延長水泵的使用期限，從而減少對資源的消耗。

2.2.4 運用仿真技術(shù)降低水泵系統(tǒng)能耗

為了進(jìn)一步提高油田地面工程的節(jié)能效果，還可以運用仿真技術(shù)來根據(jù)水泵性能以及油田地面工程的實際建設(shè)條件來進(jìn)行注水防震模擬，以提高水泵作業(yè)地點選擇的合理性，并對水泵轉(zhuǎn)速進(jìn)行更加準(zhǔn)確的控制調(diào)整，從而提高水泵的工作效率，減少資源消耗。

2.3 油田地面工程中多種節(jié)能技術(shù)的綜合運用

2.3.1 運用無功補償技術(shù)降低能耗

在油田地面工程的建設(shè)中可以根據(jù)其電網(wǎng)的實際負(fù)荷條件來選擇相應(yīng)的無功補償方式，以降低電網(wǎng)中無功功率所帶來的損耗，從而提高節(jié)能的效果。在實際運用中應(yīng)提高所選擇供電設(shè)備的合理性，變壓器設(shè)備的負(fù)荷應(yīng)在60%以內(nèi)，特別是抽油機(jī)的變壓器的平均負(fù)荷應(yīng)不超過30%。這就要求油田地面工程在建設(shè)中要積極運用更加先進(jìn)的新型技術(shù)設(shè)備，這樣才能在保證出油率的基礎(chǔ)上提高節(jié)能效果。

在某油田的地面工程建設(shè)中采用的具有變頻能力的高壓泵以及輸油泵。新型變頻設(shè)備的運用使該油田地面工程所消耗的電力能源降低了20%左右，同時還使電動機(jī)的工作效率提高了3%左右。此外，該油田還采用了無功功率補償設(shè)備，使損電量降低了2 430×104kWh左右，同時其線路的損耗也減少了約10%，節(jié)能效果十分明顯。

2.3.2 優(yōu)化油田地面工程的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

在油田地面工程的建設(shè)中還可以通過調(diào)整其電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來對電網(wǎng)的運行方式以及開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)化，從而使油田地面工程電網(wǎng)的損耗得到有效的降低，以達(dá)到節(jié)能的目的。

3 結(jié)語

石油開采是我國進(jìn)行國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要能源保障，但是我國的油田企業(yè)在現(xiàn)階段的開采生產(chǎn)中也消耗大量的能源，不僅造成了資源的浪費，增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本，同時，也對油田的生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響，不利于石油產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。因此，油田企業(yè)在油田地面工程的建設(shè)過程中必須高度重視節(jié)能減排問題，積極運用先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)，并不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和改進(jìn)，才能有效提高油田生產(chǎn)的資源利用率，降低生產(chǎn)成本，增強(qiáng)企業(yè)在市場競爭中的核心競爭力。