電加熱集油工藝節(jié)能技術應用

馬礦召（大慶油田有限責任公司第八采油廠）

電加熱集油工藝節(jié)能技術應用

馬礦召（大慶油田有限責任公司第八采油廠）

為降低地面投資，近幾年加大了電熱集油工藝在油田地面建設中的應用力度，應用電熱帶伴熱管和井口安裝電加熱器等配套設施代替常規(guī)集油摻水管道，從現(xiàn)場運行情況看，電加熱集油工藝和常規(guī)摻水集油工藝相比，運行費用基本持平，運行能耗降低38.2%。通過分析對比，得出了電加熱集油工藝較常規(guī)摻水集油工藝可有效降低集油系統(tǒng)能耗的結論。

石油開采 電加熱 集油工藝 節(jié)能技術

1 電加熱集油工藝應用情況

自2007年，采油八廠開始試驗應用電加熱集油工藝。截至2011年底，產能工程應用電加熱集油工藝的油井共448口，共建成電熱保溫管道160.8km，其中碳纖維電熱管道31.4km、電熱帶保溫管129.4km，詳情見表1。

表1 2007-2011年產能工程電熱管集油工藝應用情況

電熱集油工藝有效地控制了地面建設投資，與摻水工藝對比，節(jié)省噸液能耗56.9%，同時擴大了集油半徑，是實現(xiàn)不建站、少建站、少建間和降能耗的主要工藝措施，詳情見表2。

表2 電熱集油工藝設計參數(shù)

2 電加熱集油工藝節(jié)能技術分析

2.1 電熱管道最佳保溫層厚度及管道埋深

埋地電加熱管道在輸送過程中存在熱量散失，為了減少散失熱量對管線包裹保溫層，保溫層厚度增大，能源費用減少，但是投資增大，這就需要研究保溫層經濟厚度。所謂經濟厚度就是隔熱后的年散熱損失費用和投資年分攤費用之和為最小時的保溫層厚度[1-2]。根據(jù)埋地電加熱管道保溫層的經濟厚度計算公式[1]，針對在35℃時，不同管徑計算結果見圖1與圖2。

圖1 35℃油溫114mm管徑的保溫層頂部埋深與最佳保溫層厚度、10年費用凈現(xiàn)值關系圖

圖2 35℃油溫89mm管徑的保溫層頂部埋深與最佳保溫層厚度、10年費用凈現(xiàn)值關系圖

經濟保溫層厚度和埋深的確定：根據(jù)公式計算，不同管徑的最佳埋深和最佳保溫層厚度見表3。

表3 經濟保溫層厚度和最佳埋深計算結果表

2.2 電熱管道最佳伴熱功率

由于電加熱集輸流程在井口設置電加熱器，將井口產液升溫到凝固點，電加熱管道只是起到維溫作用，因此最佳伴熱功率應等于保溫層散失的熱量。

根據(jù)公式[2]計算，優(yōu)化后最佳伴熱功率見表4。

表4 最佳伴熱功率優(yōu)化計算結果表

3 節(jié)能效果對比

選取應用電加熱集油工藝的肇39區(qū)塊和應用單管環(huán)狀摻水集油工藝的肇35區(qū)塊進行對比。

肇39區(qū)塊共有油井91口，平均單井產量2.3t/d，其中10口井采用摻水工藝進入永4站，其余81口井采用電加熱集油工藝進入永6混輸泵站，站內采用氣液分離裝置及和混輸泵，將氣液混輸至永一聯(lián)，站外共有3條集油干線，總長度19.83km，電加熱器及電熱管總加熱功率794.53kW，詳情見表5。

肇35區(qū)塊共有油井156口，平均單井產油量2.1t/d，站內采用四合一組合裝置處理氣液，站外采用單管環(huán)狀摻水集油工藝。兩區(qū)塊單井產量、區(qū)域分布和原油物性相近，具有可對比性，從方案計算和實際運行兩方面對比，詳情見表6。

電加熱工藝運行費用較摻水集油工藝運行費用基本持平。

采用電加熱集油工藝的肇39區(qū)塊較采用摻水集油工藝的肇35區(qū)塊噸液運行能耗低7.67kg標煤，比例為38.2%，較全廠摻水工藝噸液單耗低56.9%。

表5 肇39區(qū)塊電熱工藝和摻水工藝運行費用對比

表6 肇39區(qū)塊與肇35區(qū)塊、全廠摻水工藝平均能耗對比

4 結論與認識

1）電加熱集油工藝可有效降低集油系統(tǒng)能耗，是油田地面系統(tǒng)節(jié)能的有效措施之一。

2）從現(xiàn)場應用看，碳纖維電熱管故障率遠高于電熱帶保溫管，節(jié)能措施應用時應考慮故障率對節(jié)能效果的影響。

3）應繼續(xù)加強電加熱集油工藝日常維護管理，確保系統(tǒng)節(jié)能目標的實現(xiàn)。

[1]張其濱,莫理京.埋地管道保溫層經濟厚度的計算方法.石油工程建設[J],1991,17(2):31-33.

[2]李大江.經濟保溫層厚度的熱力分析與優(yōu)化.北京節(jié)能[J],1999(5):26-28.

10.3969/j.issn.2095-1493.2012.07.010

2012-03-16）

馬礦召，1999年畢業(yè)于西南石油學院（油氣儲運專業(yè)），工程師，從事油田地面規(guī)劃工作，E-mail：makuangzhao@ petrochina.com.cn，地址：黑龍江省大慶油田第八采油廠規(guī)劃設計研究所，163514。