油田開發后期聯合站的節能降耗

來元俊

摘要：進入油田開發后期，原油的含水率會持高不下，使得聯合站油水處理產生較大的能耗，存在著較大的能源浪費。本文對聯合站原油處理工藝存在的問題和能耗使用現狀進行分析，從原油脫水處理工藝的優化、設備節能降耗等方面展開探討。

關鍵詞：聯合站;節能降耗;開發后期

隨著油田進入到開發中后期，原油性質發生了很大的變化，原油的含水率持高不下，聚合物質也存在到原油當中，而早期的聯合站是根據水驅開采的初期設 計的，對于處理開發后期的高含水原油，現有的聯合站無法滿足集中處理的需要。同時采用的熱油脫水工藝也不合理，使得處理設備負荷變大，需要消耗大量的能耗。需要對原有的脫水處理工藝進行改進，采用常溫脫水處理技術，可以對原油進行集中處理，有效地減少能耗，保證油田的正常生產，提高處理設備的利用效率。

1原油處理工藝存在的問題

針對注水開發早期建設的聯合站，多采用兩段脫水處理工藝，第一階段采用熱化學沉降技術實現原油脫水，主要針對井排來液進行加熱處理，再采用沉降處理措施實現脫水。第二階段應用電化學原理，對完成一段脫水處理的原油進行加熱處理，然后采用電脫水技術。在一段脫水處理過程中，需要把加熱爐溫度提高到60度，然后采用油氣分離等措施進行沉降脫水處理。該種處理工藝可以提升原油脫氣、脫水效率，針對粘度和質量都較大的原油可以進行很好地處理，但能耗需求較大。針對油田開發的早期可取上述原油處理工藝可以取得理想效果，進入到開采后期之后，加熱脫水處理工藝對能耗需求很大，進入到聯合站的油液含水率高，采用加熱鍋進行處理會使得能耗大幅提升，污水加熱會浪費很多的電能，熱能利用效率較低，存在著較為嚴重的能耗浪費。

2聯合站能耗使用現狀

聯合站是油田集輸系統的重要設施，對保證原油開采和集輸發揮著重要作用，生產過程中會消耗大量的水、電、燃料等，水、燃料可以占到聯合站總能耗的80%，電能的消耗可達到總能耗的17%，對其它能源的消耗只達到3%。原油處理量越大則會使消耗更大的能源，為了提高油田企業經濟效益，需要引進節能的處理設備和改進處理工藝，從而使聯合站達到節能降耗的目的。

3原油脫水處理工藝的優化

為了進一步降低聯合站生產的能耗，需要針對原油脫水處理工藝進行改進，減少加熱爐對燃料的消耗量，使脫水過程中的溫度控制在合理區間內，減小高含水原油量。一般情況下，原油中的含水率大于70%，油液連續相為水。原油上浮速率和水具備的粘稠度有著直接關系，溫度因素不會地水粘度產生太大的影響，油水物質的重力沉降分離與溫度并不存在太大的關系，可對常溫游離水進行處理。

可以在原來的脫水處理工藝加引入常溫脫水技術，把足夠數量的破乳劑添加到油井輸送過來的油液中，使油液中存在著游離狀態的水分。在常溫條件下，采用分水器來對游離水進行處理，應用快速沉降技術把游離水分離出來，把含水率較高原油轉變為低含水油液，然后利用傳統的脫水處理工藝進行脫水處理，產生的污水可以直接輸送到污水處理站中。該處理工藝技術，可以在密閉條件下對高含水油液進行處理，不會產生較大的能耗。還對處理工藝加增設了排砂裝置，可以把油液中的砂進行處理，降低加熱爐盤管被磨漏的可能性，提高了加熱設備的使用壽命，還可以減少大罐除砂工作量，降低了大量的除砂成本。

常溫游離水處理工藝技術有著較大的節能降耗效果，采用分水器可以提高加熱爐燃料利用率，當分水器脫水率提升到60%，把進入加熱爐油液量減小到2萬方左右時，在相同的脫水處理工藝條件下，可以減少60%的燃料使用量，聯合站的綜合能耗水平會顯著降低。可以達到較好的節能效果。

4設備節能降耗

聯合站主要采用油水泵、加熱爐等處理設備，國內最為先進的加熱爐運行效率可以達到83%的水平，國外高效加熱爐可達到90%的熱效率，聯合站內的真空加熱爐有著較高的節能潛力。導致真空加熱效率低下的原因主要有：1）加熱熱爐效率不高。2）操作使用不規范，過剩空氣系統較高，可達到3.0左右，使得排出煙氣的溫度較高，存在著較大的排煙熱損失。選用高效率的真空加熱爐、安裝自動空氣排節器、按照空氣含氧量來對進風擋板開度進行控制，保證過剩空氣系統在1.2-1.4區間，可以使燃料充分與氧氣進行混合，有效地降低煙氣排出溫度，也可以在煙管中安裝翅片管、紊流帶等，進一步減小煙氣排出溫度，避免煙氣帶走大量的熱量。

一次沉降罐大多沒有采取保溫措施，沉降處理存在著較大的熱損失，為了保證沉降池溫度達到設計值，需要消耗更多的燃料。把無力矩油罐作為實例進行分析，在存儲液體和溫度都相同的情況下，沒有采取保溫措施產生的熱損是應用巖棉保溫的4.5倍，為采用泡沫塑料保溫措施的4.9倍，也就是采取保溫處理措施后，熱損失可降低到77%，可以保證油罐溫度提升0.6度左右，每天可以節約上百度的燃料。除此之外，對聯合站熱平衡進行分析和計算之后，沒有采取保溫措施的大罐熱損失可達到3.6%，利用巖棉保溫措施之后，可以達到2.6%。分水器的應用可以更好地節約燃料，熱損失率會進一步降低。比如，分水器達到60%的分水率，沒有采取保溫措施的沉降罐熱損會達到8.2%，采用巖棉保溫措施之后，可更好地節約燃料。所以，從節能降耗、提升熱能利用率角度來分析，對沉降罐進行保溫處理是十分重要的，特別應用常溫游離水脫水處理工藝，選用導熱系統小的保溫材料，可以起到較好的節能效果。

聯合站耗電量大的主要原因是各類油水泵效率不高，很多油水泵都達不到70%，實際運行排量遠達不到額定排量，存在著大馬拉小車問題。多通過對閥門開度進行控制來實現對流量的調節，節流損耗問題比較嚴重，油水泵與管線沒有合理匹配，集輸管網的運行效率不高。三相電機的功率因數不高，很多都沒有達到0.8。比如，聯合站應用外輸油泵，實際運行功率只能達到額定排量的60%，集輸管網運行效率低于40%。為了更好節約電能，需要根據生產需要及時設整電機運行速度，避免使設備空載運行浪費電能。采用高效率的油水泵，采用變頻調速技術，使油水泵的實際排量與相應的轉速下運行，可以更好保護設備，提高集輸系統的運行效率。

5結束語

隨著油田進入到開發后期，聯合站能耗隨著含水率的提高而大幅上升，需要根據聯合站的原油處理工藝，采取有針對性的節能降耗措施，為油田企業創造更多經濟效益。