文/尹永華
生活中,一個肥胖的人想要減肥成功,需要管住嘴、邁開腿,一邊減少攝入量,一邊增加運動量,持之以恒,方能見效。人是這樣,設備、系統莫不如此。
中國石化勝利油田探索出了“以油藏為源頭、以井筒為中樞、以地面為中心”的注采輸區域一體化能效提升改造工程,實現了系統綜合能耗大幅降低。
勝利油田是我國的能源生產大戶,但也是能源消耗大戶。每噸原油從數千米的地下抽取到地上,經過多重處理,再輸送到煉油企業,一路走來的每一個環節都需要消耗大量的電能。

●勝利人盯緊每一個節能環節。攝影/尹永華
一輛汽車,用得時間久了,運行起來消耗的燃料會增多。同理,一個油田經過較長時間開發后,各個系統的能耗也會越來越大。
勝利油田經過數十年高效開發,主要油藏已進入特高含水的開發后期。一方面,隨著聚合物驅、冷采降粘等開發規模逐漸擴大,產出液性質更加復雜,原油、污水處理難度增大,處理能耗增加。另一方面,受含水上升影響,老油田產液規模上升、產量下降,部分站點產液處理能力不足,原油處理能力富余,導致系統整體效率降低,能耗升高。因此,噸油綜合能耗不斷上升,節能減排壓力巨大。
統計數據顯示,2014年之前,勝利油田能源消耗成本占操作成本26%。隨著含水上升,能耗呈持續攀升趨勢。勝利油田所轄的特高含水油田能耗成本已占操作成本的31.7%。
“從能耗的角度來看,如果把注水、采油、集輸系統看作一個人,這個人無疑是臃腫的,多余的贅肉就是白白浪費的能源。”勝利油田孤東采油廠QHSSE管理部負責節能管理工作的劉杰認為,“以往節能降耗通常是在點上下功夫,頭疼醫頭,腳疼醫腳,但經常是按下葫蘆起來瓢,無法實現系統匹配最合理、工藝流程最優化、能源利用效率最大化。”
有沒有在保證原油產量的情況下,大幅減少能源消耗的良方?勝利人的回答是:有!
一年產液規模由3.06億噸下降至2.9億噸,機采、注水系統效率穩步提升,一年節電2.4億千瓦時,折合標煤2.95萬噸。
這是勝利油田創新實施的“以油藏為源頭、以井筒為中樞、以地面為中心”的注采輸區域一體化能效提升改造工程帶來的系統綜合能耗“減肥瘦身”的效果。
這項改造技術發端于勝利油田孤東采油廠。
2010年開始,孤東采油廠在室內研究的基礎上,陸續進行了先導、擴大試驗,最終攻關形成了特高含水油田注采輸一體化能效提升配套技術。
2016年,該技術進入規模工業化應用,形成了包含一體化能效提升思路、技術支撐體系和指標評價體系的一體化能效提升模式,繼而在全油田推廣。
截至2018年底,共實施10個項目,投入資金9573萬元,噸油綜合能耗成本下降20.85元。
“快速而有效地實現一體化能效提升,關鍵是扼住了注水這個源頭,最大限度釋放了油藏潛力。”孤東采油廠黨委常委、副廠長何海峰說。
由于長時間注水沖刷,地下形成了大通道,好比為水修建了一條高速路,導致水注入地下后又快速回到地面,攜帶的原油少之又少。
孤東采油廠采取革命性措施,實施流場調整,相當于高速路實施限流限速,把水分流到其他道路上。實施類似于漫灘的方式,既把水堵住,又盡最大可能擴大波及體積,提升攜油能力。
僅孤東采油廠實施的281個井組,一天壓減無效產液量5444噸,增油242噸,節電1.86萬千瓦時。
遏制住注水這個能耗大頭后,把從地下到地面的井筒作為中樞,通過桿管泵、電機匹配優化,在滿足油藏開發需求的基礎上,提高采油系統舉升效率。
油水混合物到了地面后,需要通過管線送到聯合站進行油水分離處理。在這個環節,通過區域原油處理、注水能力整合優化,達到系統產量流與能量流的合理匹配。
一體化能效提升改造工程,促使孤東采油廠噸油氣生產綜合能耗從2014年前的86.6千克標煤下降到目前的66.22千克標煤。東二聯、東三聯區域一體化能效提升工程分別榮獲國家“雙十佳”最佳節能實踐、國家節能標準化創建項目。
如果把注采輸系統看成是一條戰線,一體化能效提升改造工程把地質、工藝、工程、生產、計劃、技術部門等串聯了起來。一套從油藏、工藝、注水、集輸四個方面一起發力的“組合拳”應運而生。
油藏方面,在優化產液結構的基礎上,通過提限并舉、轉變流線,壓減無效液量,提升有效液量,控制注水和產液量規模,控制含水上升速度,實現均衡注采,確保區域用能源頭有效控制。
工藝方面,在保證油藏開發目標實現的前提下,通過運用優化軟件優化井筒工具與地面拖動系統、實施防砂工藝等組合措施,實現機采降耗,做到注得進、采得出,用注采工藝優化控制區域用能的關鍵環節。
注水方面,分析區域水量的變化情況,利用離心泵階梯組合技術,調整注水泵開泵組合,實現區域供需平衡,降低系統注水能耗;利用測調一體化分層注入工藝,實現不同層系精確注水;利用管網除垢技術,降低注水干線、支干線、單井管線壓力損耗,提升管網效率。
集輸方面,通過分水工藝改造,降低系統能源需求。通過原油處理流程改造,減小系統壓力損失,降低井排壓力、機采系統能耗。通過脫水集輸改造,實現聯合站外輸油達標輸送,降低處理能耗。
在不斷應用完善提升的過程中,傳統的“單體改造、局部治理”節能模式被突破,形成了油藏、舉升、集輸、注水等能效提升配套技術和流線調整控液降耗技術等10項創新成果。授權國家發明專利8項、實用新型專利2項,形成企業標準21項。
由點到線及面,勝利油田推動了節能技改從單體設備改造逐步向系統化、綜合化改造的升級,實現系統匹配最合理、工藝流程最優化、能源利用效率最大化,實現了從過去單兵作戰到集團規模作戰的巨大轉變,既高效完成了油藏開發目標,又遏制了能耗持續上升的趨勢,連續五年實現能耗總量和強度持續下降。