基層管理站隊使用的油田生產能效評價指標體系

安家榮 馬明桃 張嬌（中國石油大學（華東）儲運與建筑工程學院）

1 油田生產能能效評價指標現況及問題

近年來，油田生產在不斷推廣應用節能技術的基礎上，越來越重視能效評價工作。通過對生產用能各個環節更深入、更全面地用能分析，實現更深層次的節能挖潛，為油田生產提高節能投資收益、制定科學的運行方案、提高能源利用效率及油田開發效益提供技術支撐[1-2]。

“十二五”以來，各大油田公司對能效評價及能效對標工作進行了深入研究，并在油田生產節能管理中構建了一定的能效評價指標體系。但由于油田開發方式、地面工藝、管理模式、能源消耗結構，以及油田節能工作越來越趨于精細化管理等因素的制約[3]，當前已有的能效評價指標體系存在許多不足。

1）現有的指標多為針對油田公司或采油廠設置的宏觀綜合指標，如普遍應用的單位油田液量生產綜合能耗、單位油田油氣生產電耗等。由于各油田開發生產的復雜性及多樣性，這些指標存在較大差異，如某高含水油田單位油田液量生產綜合能耗為7.0kg/t（千克標煤每噸），某低滲透油田單位油田液量生產綜合能耗為44kg/t，而僅僅從以上兩個數據的對比，無法進行合理判斷，也無法直觀地分析并制定相應的節能措施。

2）能效指標設置與采油廠能效管理單元契合度較差，基層管理工作者作為直接的操作層，在解讀指標及利用指標方面有明顯缺失。如轉油站作為直接的耗能單元，管理者及操作者在能效指標方面無對應的指標。若采用單位液量生產綜合能耗、單位油田油氣生產電耗等指標，轉油站需要從注水站、采油隊獲取生產耗電量。另外，這些指標的分析對于轉油站節能無指導意義，這些問題在一定程度上制約了前線員工開展節能工作的主觀能動性。

3）相對于油田生產全過程管理及精細化管理，當前的能效評價指標覆蓋面及深度不足。現有的能效評價指標主要是針對油田生產主要耗能系統及主要耗能設備進行綜合評價，如機采系統效率、注水單耗、加熱爐熱效率等；一方面對于脫水站、污水站、原油穩定站等站場耗能指標評價較少，另一方面對于站外系統管網的耗能水平關注度較小。

2 基層管理單元可獨立使用的能效評價指標體系

中國石油集團公司節能管理組織結構如圖1所示。

構建的指標體系密切結合生產管理現場，針對油田生產各個管理單元，分別設置基層各管理單元可用的能效指標。如各采油隊使用機采系統指標，各轉油站使用集油系統指標，注水站、原油穩定站、天然氣處理廠作為獨立的能耗統計管理站場，聯合站的脫水崗、污水處理崗作為獨立的能耗統計管理崗位均有相應的能效評價指標。做到油田生產基層管理各個單元均有與獨立的能耗統計系統相對應，并且各個管理層均可在其管轄站場及范圍內使用的能效指標，以支撐油田精細化管理及數據化管理。

圖1 中國石油集團公司節能管理組織結構

2.1 機采系統

機采系統能效評價指標的使用者為各個采油隊，主要能耗為電力。“十二五”以來，機采系統數字化管理水平逐步提高，部分采油廠實現了機采耗電分隊計量和抽油機井單井用電計量。機采系統設綜合類指標2個，即機采系統效率及百米噸液耗電；設備類及關鍵可控環節指標3個，即電動機功率因數、泵效及平衡度。

相比GB/T31453—2015《油田生產系統節能監測規范》[4]增加了百米噸液耗電指標及泵效。油田機采系統常用能效指標為機采系統單耗，該指標只考慮了舉升噸液量的機采耗電；而百米噸液耗電指原油在開采過程中把1t液量從井下提升100m所消耗的電能（見Q/SYDQ2013—59《采油工程技術指標計算和統計方法》），該指標在一定程度上縮小了井深對機采能耗的影響。

各采油隊可通過對比以上指標，發現機采系統及主要可控環節的用能差距。該指標在大慶油田采油四廠應用，由于該廠各采油隊油藏屬性、油井深度、油品物性、機采類型基本相同，能效對標可比性較大，相當產液量油井由于管理差異所造成的能耗差距明顯；通過能效指標對比，為推動各采油隊通過精細化管理提高機采系統用能效率提供了支撐。

2.2 注水系統

注水系統能效評價指標的使用者為各注水站，由于注水系統為油田耗電大戶，各注水站基本實現了注水用電分站計量；對于采用集中注水工藝流程的注水站，多數實現了單泵用電計量。注水系統共設置四類共14個能效評價指標，具體內容見表1。

表1 注水系統能效評價指標

相比GB/T31453—2015《油田生產系統節能監測規范》，在參考相關行業標準和國家標準，如SY/T6722—2016《石油與企業耗能用水統計指標與計算方法》[5]、SY/T5264—2012《油田生產系統能耗測試和計算方法》[6]基礎上提出的注水系統能效評價指標更系統、更完善。考慮到站外復雜的注水管網對注水能耗的影響，對注水系統用能評價進一步細分到站內及管網。站內增加了注水站效率指標，3個管網指標有利于對站外系統的關鍵耗能環節作出系統評價；并增加了單位壓力注水量電耗指標，在一定程度上減小了高滲透及低滲透等不同油藏類型注水壓差大對評價指標的影響。

2.3 集油系統

集油系統界定為井口采出液至集中處理站之前的全部流程，包括井口、計量間、轉油站及站外系統管道，能耗設備主要為摻水泵、輸油泵及加熱爐等，消耗的能源主要為天然氣和電力。

集油系統指標的使用者為各轉油站，共設置綜合類指標3個：單位液量集油氣耗、單位液量集油電耗、單位液量集油綜合能耗；設備類指標4個：加熱爐負荷率、加熱爐熱效率、泵負荷率、泵機組效率；管網類指標2個：集油管線百米壓降、集油管線百米溫降。

相比GB/T31453—2015《油田生產系統節能監測規范》，集油系統除了主要耗能設備能效指標之外，增加了綜合能耗指標及管網指標。綜合能耗指標所涉及的生產參數及能耗參數均可在轉油站得到，綜合能耗指標可用于各轉油站及集油系統的能效對比，用于各轉油站比較集油系統的用能差距。管網指標可用于衡量站外集油系統耗能差距及管理差距。

2.4 原油脫水系統

原油脫水系統指標的使用者為脫水站或聯合站的脫水崗，主要耗能設備有脫水泵、脫水爐及電脫水器等，脫水崗的耗電與耗氣均可實現單獨計量。脫水系統設置綜合及設備兩類共7個指標，其中：綜合類指標為原油脫水噸油耗氣、噸油耗電、噸油綜合能耗；設備類指標有加熱爐負荷率、加熱爐熱效率、泵負荷率、泵機組效率。對于物性相同的原油，脫水溫度及一段脫水后原油含水率在很大程度上影響脫水系統能耗水平，也是主要控制參數，通過脫水系統的綜合能耗指標對比，可實現脫水站精細化管理。

2.5 原油穩定系統

原油穩定系統指標的使用者為原油穩定站，主要耗能設備有加熱爐、各類機泵及換熱器等，原油穩定站的耗氣與耗電可實現單獨計量。原油穩定系統設置綜合及設備兩類共8個指標，其中：綜合類指標為單位原油穩定氣耗、單位原油穩定電耗、單位原油穩定綜合能耗；設備類指標有泵機組效率、加熱爐負荷率、加熱爐熱效率、換熱器傳熱效率及總傳熱系數。原油穩定裝置有較大的熱需求，也有較大的熱優化空間，綜合指標及設備指標統一考量比較。在油品物性相差不大的情況下，無論是縱向對標還是橫向對標，均可實現點面結合、在不同層面反應不同輕烴收率情況下的用能水平。

2.6 天然氣處理系統

天然氣處理系統指標的使用者為天然氣處理廠，天然氣處理廠主要耗能設備有壓縮機、泵及加熱爐等。多數天然氣處理廠壓縮機組可實現單套機組用電計量。天然氣處理系統設置綜合及設備兩類共10個指標，其中：綜合類指標有天然氣處理綜合能耗、單位天然氣處理電耗；設備類指標包括壓縮單元的壓縮機組效率，制冷單元的壓縮機組效率及制冷系數，泵機組效率，加熱爐負荷率、熱效率，換熱器傳熱效率及總傳熱系數。天然氣處理過程壓縮機耗電量大，壓縮后冷卻過程熱交換及熱利用節能空間較大，相同的制冷溫度下，綜合能效指標及主要耗能設備能效指標相結合可較為全面地反映天然氣處理廠的用能管理水平，并有助于找到差距及挖潛空間。

2.7 污水處理系統

污水處理系統指標的使用者為污水處理站或聯合站的污水崗，主要耗能設備為污水提升泵、反沖洗泵及各種加藥泵等。污水處理系統設置綜合及設備兩類共3個指標，綜合類指標為單位污水處理電耗；設備類指標有各種泵負荷率、泵機組效率。污水處理能耗占油田生產總能耗比例較小，對污水處理能耗影響較大的因素為處理流程及處理規模，污水處理系統能效評價或對標需要在相同處理水質要求、相近處理工藝及規模情況下進行。

3 結論

提出的能效評價指標體系與當前各站場能源統計口徑相對應，各個指標相關用能數據及生產數據均可獲得，指標實用性強，可操作性強。該套指標采用“點面結合”的方式，使各個基層站隊既有考核整座站用能管理水平的綜合指標，也有考量關鍵能耗設備能效水平的具體指標；既方便上一級管理部門對基層站隊進行節能工作考核、各基層站隊之間開展能效對標，也有利于相對直觀地找到可挖潛的用能環節。

[1]吳麗娜.油田主要生產系統能效對標研究[D].大慶：東北石油大學，2016.

[2]王冬寒，鄒宇航.油氣田生產企業的能耗對標分析[J].石油和化工節能，2010（3）：8-10.

[3]馬建國，蒲明，張余，等.油氣田企業能效對標方法初探[J].石油規劃設計，2014，25（3）：2-7.

[4]梁士軍，廉守軍，田春雨，等.油田生產系統節能監測規范：GB/T31453—2015[S].北京：中國標準出版社，2015：3-8.

[5]劉博，解紅軍，陳衍飛，等.石油企業耗能用水統計指標與計算方法：SY/T6722—2016[S].北京：石油工業出版社，2016：1-5.

[6]徐秀芬，梁士軍，王學文，等.油田生產系統能耗測試和計算方法：SY/T5264—2012[S].北京：石油工業出版社，2012：9-13.