油氣集輸系統(tǒng)運(yùn)行效率分析與研究

◇遼河油田高升采油廠(chǎng)集輸大隊(duì) 喬春平

油氣行業(yè)的良好發(fā)展對(duì)我國(guó)國(guó)防安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要性不言而喻。本文首先簡(jiǎn)要介紹了油氣集輸系統(tǒng)，然后根據(jù)自身工作經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)總結(jié)了油氣集輸系統(tǒng)運(yùn)行效率的影響因素，最后提出了幾點(diǎn)對(duì)策和建議，以期提高油氣集輸系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，正處在工業(yè)高速發(fā)展的時(shí)期，所消耗的資源十分巨大，如石油和天然氣。目前，我國(guó)石油和天然氣的消耗量和進(jìn)口量位居世界前列，消耗量和進(jìn)口量逐年遞增，但是產(chǎn)量卻增長(zhǎng)緩慢。以石油為例，據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可知，截止到2000年底，我國(guó)石油產(chǎn)量、消費(fèi)量、進(jìn)口量以及對(duì)外依存度分別為1.64×108噸、2.29×108噸、0.7027×108噸 和33.76%，而截止到2019年底，我國(guó)石油產(chǎn)量、消費(fèi)量、進(jìn)口量以及對(duì)外依存度分別為1.91×108噸、6.96×108噸、5.06×108噸和70.8%。在20年之內(nèi)，我國(guó)石油產(chǎn)量、消費(fèi)量、進(jìn)口量以及對(duì)外依存度分別增長(zhǎng)了16.46%、203.93%、620.08%、109.72%（圖1）。從某種程度上而言，石油和天然氣過(guò)度依賴(lài)進(jìn)口已經(jīng)嚴(yán)重威脅了我國(guó)的國(guó)防安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，因此我國(guó)政府有關(guān)部門(mén)以及各大石油公司必須重視油氣行業(yè)的發(fā)展，不斷加大油氣田勘探開(kāi)發(fā)的投入力度，使用更加有效的方法，不但可以增加油氣田的地質(zhì)儲(chǔ)量，而且還可以提高石油和天然氣的采收率以及產(chǎn)量。

圖1 近些年我國(guó)石油行業(yè)發(fā)展數(shù)據(jù)分析（2000-2020年）

油氣田生產(chǎn)運(yùn)行涉及的流程眾多，如地震采集、采油、錄井、油氣集輸、鉆井等，其中油氣集輸是一項(xiàng)十分重要的工作，主要是將地下開(kāi)采的原始油氣進(jìn)行收集、儲(chǔ)存、初加工，然后運(yùn)輸出去[1]。油氣集輸具有管道覆蓋面積大、壓力容器多、危險(xiǎn)性高、生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)、作業(yè)流程復(fù)雜等特點(diǎn)，使其消耗了大量的能源，不但降低了運(yùn)行效率，而且大幅提高了油氣田企業(yè)的生產(chǎn)成本，從而嚴(yán)重影響了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[1]。因此，本文對(duì)油氣集輸系統(tǒng)運(yùn)行效率進(jìn)行了分析與研究，以期提高油氣集輸?shù)纳a(chǎn)質(zhì)量和效率。

1 油氣集輸系統(tǒng)簡(jiǎn)介

油氣集輸系統(tǒng)是油氣田開(kāi)發(fā)的核心內(nèi)容，也是主要的能耗環(huán)節(jié)之一。油氣集輸是將分散的油井產(chǎn)出的石油、伴生天然氣、采出水以及其他產(chǎn)品進(jìn)行收集，經(jīng)過(guò)一系列的處理，進(jìn)而獲得質(zhì)量合格的石油以及天然氣，最終將它們外輸?shù)揭恍捰蛷S(chǎng)以及用戶(hù)[2-3]。油氣集輸系統(tǒng)的工作范圍是指以油井為起點(diǎn)，礦場(chǎng)原油庫(kù)或輸油、輸氣管線(xiàn)首站為終點(diǎn)的礦場(chǎng)業(yè)務(wù)。油氣集輸系統(tǒng)包含的內(nèi)容較多，基本概括為“三脫”和“三回收”，主要有10個(gè)方面的內(nèi)容：①油氣水分離；②油氣計(jì)量；③原油脫水；④原油穩(wěn)定；⑤原油穩(wěn)定；⑥原油儲(chǔ)存；⑦天然氣凈化；⑧輕烴回收；⑨天然氣回收；⑩含油污水處理等（圖2）。由于我國(guó)各個(gè)油氣田分布的地區(qū)不同，不同油氣田所處的自然條件、社會(huì)環(huán)境、地質(zhì)情況不同，使得油藏構(gòu)造情況、油藏能量、油氣物理性質(zhì)、油氣化學(xué)性質(zhì)、開(kāi)發(fā)部署方案等都有比較大的差異，為了將油氣田不同地區(qū)井的油氣集中在一起，會(huì)根據(jù)油氣田的具體情況而制定和實(shí)施不同的集輸方案，對(duì)應(yīng)的工藝流程也會(huì)存在一定的差異。

2 影響油氣集輸系統(tǒng)運(yùn)行效率的因素

2.1 設(shè)備的運(yùn)行情況比較差

在油氣集輸系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，涉及的儀器設(shè)備較多，如油水泵、分離器、加熱爐、電動(dòng)機(jī)、脫水器等，這些設(shè)備的主要作用就是為油氣集輸提供充足的能源供給，設(shè)備的運(yùn)行情況會(huì)直接影響整個(gè)油氣集輸系統(tǒng)運(yùn)行的效率，如果設(shè)備的運(yùn)行情況好，那么集輸系統(tǒng)的運(yùn)行效率就比較高，通常這些設(shè)備的運(yùn)行效率都應(yīng)該大于65%。另外，油氣集輸設(shè)備運(yùn)行的效率還與石油、天然氣的品質(zhì)相關(guān)，品質(zhì)越好，則可以在條件較差的情況下完成運(yùn)輸，集輸工藝的流程也比較短，從而大幅提高了集輸效率。與此同時(shí)，儀器設(shè)備的設(shè)計(jì)、操作流程、應(yīng)用科學(xué)性、適應(yīng)性等也會(huì)對(duì)運(yùn)行效率造成一定的影響[1-3]。

2.2 油氣資源本身能量損失

在油氣集輸?shù)倪^(guò)程中，由于地下油藏本身存在一定的壓力，再加上抽油機(jī)工作時(shí)也會(huì)產(chǎn)生向上的提升動(dòng)力，因此導(dǎo)致油氣資源本身會(huì)承受巨大的壓力，并且產(chǎn)生大量的熱量，然而在集輸作業(yè)時(shí)，油氣在管道中會(huì)產(chǎn)生摩擦，導(dǎo)致這些壓力與熱量持續(xù)消耗，造成巨大的能量損失。在整個(gè)油氣集輸過(guò)程中，很多因素都會(huì)造成油氣資源能量的損失，主要有以下5點(diǎn)：①油氣資源能量損失豐裕度；②油藏地質(zhì)條件；③集輸工藝流程；④各種管線(xiàn)大小；⑤油氣水流速等。

2.3 集輸過(guò)程中其他的損失

在油氣田開(kāi)發(fā)的不同階段，油氣井的含水量不同，油氣集輸?shù)哪芰繐p失也不同。例如在開(kāi)發(fā)初期，原油的含水率較低，粘度較大，這時(shí)需要利用井口加熱裝置對(duì)采出的原油進(jìn)行加熱；而在開(kāi)發(fā)中后期，原油中的含水量持續(xù)增大，粘度不斷減小，這時(shí)井口加熱裝置毫無(wú)用處。但是這種情況下原油自身的能量也無(wú)法進(jìn)行集輸作業(yè)，因此工作人員應(yīng)該做好加壓、加熱等相關(guān)工作來(lái)補(bǔ)充地層的能量，以此來(lái)保證整個(gè)油氣集輸作業(yè)的順利完成[2-3]。

3 提高油氣集輸系統(tǒng)運(yùn)行效率的對(duì)策建議

3.1 加快設(shè)備和工藝優(yōu)化升級(jí)

目前，隨著油氣需求量的逐年遞增，現(xiàn)代油氣田開(kāi)發(fā)的速度不斷加快，導(dǎo)致地下油氣水的物性出現(xiàn)了比較大的改變，而油氣集輸設(shè)備以及工藝卻比較落后，無(wú)法與之相適應(yīng)，極大地影響了油氣集輸系統(tǒng)的運(yùn)行效率。油氣田企業(yè)應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況對(duì)油氣集輸設(shè)備和工藝進(jìn)行不斷地優(yōu)化升級(jí)，主要有以下8點(diǎn)措施：①合理設(shè)計(jì)加熱設(shè)備；②積極回收余熱；③正確采用低溫或者不加熱的油氣集輸工藝；④縮減開(kāi)式流程，并做好氣密運(yùn)輸工作；⑤簡(jiǎn)化工作流程；⑥對(duì)集輸管網(wǎng)進(jìn)行合理優(yōu)化；⑦適當(dāng)應(yīng)用油氣混輸?shù)刃录夹g(shù)；⑧減少低效性投入，使油氣集輸系統(tǒng)的處理能力和油氣井的生產(chǎn)能力、油氣的物性相匹配，同時(shí)降低能耗，提高運(yùn)行效率[3-4]。

3.2 加快集輸系統(tǒng)信息化改造

隨著科技的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)得到了高速發(fā)展，各種新技術(shù)、新方法應(yīng)運(yùn)而生。因此，在油氣集輸過(guò)程中，油氣田企業(yè)應(yīng)該采用更加高效、智能的技術(shù)手段，提高油氣集輸系統(tǒng)的運(yùn)行效率。例如，可以將信息技術(shù)應(yīng)用于油氣集輸數(shù)據(jù)管理、采集以及監(jiān)測(cè)等過(guò)程，利用高科技手段來(lái)對(duì)已有的油氣集輸計(jì)量工作進(jìn)行不斷完善，實(shí)現(xiàn)計(jì)量數(shù)據(jù)的自動(dòng)傳輸和分析，并且還可以對(duì)加熱、增壓儀器進(jìn)行精確、實(shí)時(shí)的控制，不但可以降低油氣集輸系統(tǒng)的能量消耗，而且還可以提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率[4-5]。

3.3 改進(jìn)和優(yōu)化生產(chǎn)管理制度

在油氣集輸作業(yè)過(guò)程中，工作人員必須堅(jiān)持安全生產(chǎn)、綠色發(fā)展的理念，采取有效措施，確保管理和生產(chǎn)可以達(dá)到QHSE的相關(guān)要求，主要有以下10點(diǎn)措施：①加強(qiáng)對(duì)油氣集輸各個(gè)環(huán)節(jié)的管理；②加強(qiáng)對(duì)儀器設(shè)備的安全防范；③加強(qiáng)消防預(yù)警系統(tǒng)的安全管理；④加強(qiáng)對(duì)工作人員日常工作的管理；⑤加強(qiáng)安全生產(chǎn)相關(guān)的規(guī)章制度宣傳與教育；⑥加強(qiáng)生產(chǎn)監(jiān)督，強(qiáng)化制度約束；⑦提高工作人員的綜合素養(yǎng)；⑧建立健全QHSE安全生產(chǎn)責(zé)任制度；⑨加強(qiáng)儀器設(shè)備的維修保養(yǎng)；⑩建立風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和管理機(jī)制。

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）對(duì)于油氣田生產(chǎn)而言，油氣集輸是一個(gè)十分關(guān)鍵的工藝流程，涉及的流程非常多，極易發(fā)生安全事故，并且所消耗的能源巨大，必須采取相應(yīng)的措施，提高油氣集輸系統(tǒng)的運(yùn)行效率，節(jié)能降耗，降低油氣田企業(yè)的生產(chǎn)成本，進(jìn)而提高油氣田企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，從而促進(jìn)我國(guó)石油行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

（2）影響油氣集輸系統(tǒng)運(yùn)行效率的因素非常多，本文只是簡(jiǎn)述了其中的小部分，在后續(xù)的實(shí)際工作中，還應(yīng)該認(rèn)真總結(jié)，提出更多有效、實(shí)用的針對(duì)性建議，對(duì)集輸系統(tǒng)進(jìn)行不斷的調(diào)整和優(yōu)化，以此提高油氣集輸系統(tǒng)的運(yùn)行效率，有助于油氣田企業(yè)實(shí)現(xiàn)更大的經(jīng)濟(jì)效益，最終有效解決我國(guó)石油和天然氣的供需矛盾問(wèn)題。