油田節能降耗探索與實踐

劉德生 李廣月

（1.中國石化石油勘探開發研究院；2.中國石化股份有限公司）

1 基本情況

2 技術措施

目前，中國石化所屬油田企業共有油井5萬余口，開井近4萬口，日產液100×104t，日產油10萬余噸，綜合含水達90%以上，東部油田部分區塊含水高達95%以上，已進入特高含水開發后期。目前，國際原油價格持續低位，距盈虧平衡油價仍有差距，形勢依然嚴峻，油田老區生產運行存在集輸站庫負荷不平衡、節能降耗技術未實現規模化集成化應用、三次采油產出液處理難度和費用增加等問題，如何采用低成本地面集輸處理技術，以提高質量和效益為中心，以服務油氣生產為目標，實現地面系統優化、節能降耗、提質增效，是油田老區效益開發、可持續發展面臨的難題。

2.1 攻關推廣預分水技術

為解決水循環量逐年增大、加熱負荷大、輸送能耗高等問題，攻關推廣預分水技年節能降耗近10億元。

一是聯合站應用“先分水后加熱”工藝，針對稠油攻關形成了高頻聚結分水技術，降低加熱能耗80%。以某油田為例：在62座聯合站應用“先分水后加熱”工藝，針對稠油攻關形成了高頻聚結分水技術，減少加溫液量70%，降低加熱能耗80%，年節約燃料油36.5×104t。

二是接轉站應用“就地分水、就地處理、就地回注”處理工藝。勝利油田在48座接轉站應用此處理工藝，接轉液量17.3×104m3/d，分水量達11.2×104m3/d，年節能降耗2 775萬元（圖1）。

圖1 接轉站的處理工藝

研發了一體化預分水撬裝裝置（圖2），不加藥情況下，含油小于或等于50 mg/L，懸浮物小于或等于50 mg/L。已在西北、江蘇油田工業化應用，投資和占地僅為常規技術的50%和30%。2017年某計轉站投產，滿足“含油小于或等于15 mg/L、含ss小于或等于10 mg/L”的設計要求，年節省運行費用518萬元，見表1。

圖2 預分水短流程裝置

表1 年節省運行費用明細

2.2 推廣應用高效注水技術

緊緊圍繞集團公司綠色低碳戰略，優化設備資源配置，包括大排量高效泵、階梯泵組合、分壓注水等技術，年降本上億元。

1）大排量高效泵技術：大排量離心泵較常規離心泵效率高5～7個百分點，勝利油田已應用46臺。中原油田選用大排量柱塞泵，效率提高15個百分點。

2）泵組合優化技術：河南油田對注水泵優化運行，累計節電2 248×104kWh（圖3）。

圖3 階梯泵組合

3）分質分壓注水技術：江漢油田王一站的改造后，年節電310×104kWh。

2.3 推廣應用余熱綜合利用技術

針對集輸站庫運行過程中存在中高溫熱能浪費的問題，在保證聯合站原油外輸溫度的條件下，在16座聯合站、17座污水站利用“高溫熱泵+高效換熱”污水余熱綜合利用技術，年代油5 328 t、代氣3 234×104m3、節電461×104kWh，節約用工88人，年降本4 362萬元，實現高低溫介質換熱。某油田以天然氣發電為主，開展煙氣余熱利用技術研究及規模應用，天然氣利用率由31%提高至72%，累計供熱5.69×108MJ，節約天然氣2 045×104m3，減少二氧化碳排放3.7×104t。

2.4 持續開展地面系統優化簡化

對原油處理系統能力“大馬拉小車”現象，按照“簡約、實用、有效、低耗”原則，采取關、停、并、轉、改等措施，已撤銷合并計量站100余座、單拉井1 000余口。以某油田為例：幾座聯合站設計液量總處理規模2 350×104t/a，原油處理總規模850×104t/a，2017年實際處理液量1 562.6×104t/a，油量106.4×104t/a。拆除各聯合站分散建設的原油穩定裝置，將原油集中后穩定處理，項目實施后預計單位能耗4.73 kg/t（標煤）降至1.46 kg/t（標煤）降低69%。勞動用工41人減少為6人，優化用工35人。輕烴收率由1.14%增加為1.65%，增加輕烴產量5 800 t/a。年節約電費、燃氣費、輕烴拉運費等合計540萬元。

針對油田集輸系統能耗大，缺乏能耗評價統一標準，綜合考慮油品性質、處理工藝、處理量等條件，建立了能耗評價指標，為集輸系統能耗指標的評價考核和優化調整提供技術規范和依據（圖4）。已在4座聯合站推廣應用，通過分析能耗不合理環節，優化脫水溫度及藥劑濃度等運行參數后，折合年可節約燃氣量30×104m3，節能效果顯著。

2.5 推行節能降碳措施

一是注重實質減排。2017年回收天然氣2.2×108m3，相當于減少溫室氣體排放約330×104t二氧化碳當量。同時，在3個油田開展二氧化碳驅油礦場試驗，2017年注入二氧化碳約19×104t。

二是開展源頭減排。優化生產運行，改進工藝流程，減少溫室氣體排放。2017年實施“能效倍增”項目29項，實現節能量4.3×104t（標煤），約等于減排溫室氣體20×104t二氧化碳當量。

2.6 加強信息化建設

結合智能化管線管理系統、EPBP建設，已完成生產信息化建設的管理區有144個，涉及2.4萬口井，在提升工作效率、優化勞動人員、優化生產組織等方面效果顯著。

圖4 集輸系統能耗評價系統

圖5 無人值守現場

某油田針對稠油集輸工藝流程復雜、站場高硫化氫環境，人員強度大、風險高問題。以自動化為手段，推進新建站場無人值守，推廣應用自動選井閥組計量技術、外輸泵自動啟停技術、機泵變頻控制技術、事故狀態自動切換流程技術、高低壓高低液位自動+安全保護技術、視頻監控+遠程喊話+周界防護技術等，已建站場實施關、停、并、轉改造，實現了系統優化、簡化、智能化，減少人員作業環節、簡化工藝流程，在100%的計量站、35%的計轉站實現無人值守（圖5）。

3 結論

節能降耗是國家可持續健康發展的戰略決策，是企業降低經營成本，打造核心競爭力的必由之路，是企業轉變增長方式、增強核心競爭力的根本要求。應樹立全周期節能降耗最優化的理念，持續緊盯油、水、熱、能耗等關鍵項，堅持地面系統優化簡化和提高整體開發效益相結合，建立以企業為主體的節能技術創新體系，積極推廣應用節能新技術、新工藝、新設備和新材料。同時，加強企業日常管理，優化各生產系統運行，向管理要節能。合理組織生產，協調供能與用能環節，減少設備大馬拉小車、低負荷生產等能源浪費現象。合理分配并用好各種不同品種、質量的能源。持續開展節能監測和項目節能評估，完善節能監測制度和重點耗能設備及系統能效對標體系。