采油生產(chǎn)過程中能耗分析與降耗對策研究

王林峰

摘要：隨著油田開發(fā)開采的不斷進(jìn)行，采油生產(chǎn)過程中的節(jié)能降耗技術(shù)是提高石油企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵因素。采油生產(chǎn)過程中節(jié)能降耗可以從工藝技術(shù)進(jìn)步、結(jié)構(gòu)調(diào)整和管理創(chuàng)新這三方面進(jìn)行，這三者在節(jié)能降耗中所占的比例是不同的。目前，油田企業(yè)在技術(shù)節(jié)能方面，從跑、冒、滴、漏，到開展單元設(shè)備、單項工藝的節(jié)能技術(shù)改造，再到系統(tǒng)優(yōu)化，正在逐步的改進(jìn)。在提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率，以及各耗能系統(tǒng)相互之問節(jié)能技術(shù)的完善配套和按品位實行能源梯級利用。使原油生產(chǎn)中的節(jié)能技術(shù)不斷朝著深入細(xì)致和提高效益的方向發(fā)展，取得了很大的突破和顯著的成效。

關(guān)鍵詞：采油生產(chǎn);節(jié)能降耗;技術(shù)措施;效益

隨著中國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對能源需求率的提升也在逐步增加。采油廠由于其行業(yè)的特殊性，既是能源生產(chǎn)的龍頭企業(yè)又是能源消耗的大戶。目前，各大油田已經(jīng)進(jìn)入開采的后期階段，由于開采時的高含水率，設(shè)備老化，開采工藝落后等多方面的原因，能耗控制難度越來遠(yuǎn)大。為了解決采油生產(chǎn)過程中面臨的能耗問題，應(yīng)加大對采油工藝技術(shù)的研究，通過合理優(yōu)化采油工藝技術(shù)，采取科學(xué)的節(jié)能降耗技術(shù)措施，對采油生產(chǎn)過程的各種能量消耗進(jìn)行有效的控制，從而提高油田生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效率，促進(jìn)油田企業(yè)的持續(xù)發(fā)展

1.采油生產(chǎn)過程中的能耗環(huán)節(jié)分析

1.1機(jī)采系統(tǒng)

機(jī)械采油的工作原理是把井下液體舉升到井口，在這過程中，需要將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能從井口傳遞給井下液體。機(jī)采系統(tǒng)效率是指傳遞給液體的有效能量與輸入系統(tǒng)的能量之比。它涉及一系列設(shè)備，如抽油機(jī)，電動機(jī)，管柱和抽油機(jī)。在機(jī)采的過程中，影響能耗的因素有很多，例如：地層結(jié)構(gòu)、原油物性反差、設(shè)備工況、管理水平，產(chǎn)液量計量和測試條件等。除此之外，影響機(jī)采系統(tǒng)效率的主要環(huán)節(jié)包括：牽引裝置，抽油機(jī)，抽油桿，井下管道和井口裝置。

1.2注水系統(tǒng)

由于地層壓力的能量不足，導(dǎo)致原油開采進(jìn)入中、后期需要人工增加地層壓力。據(jù)資料統(tǒng)計，油田注水耗電平均占油田總用電量的20%以上，可想而知，如此巨大的用電量將會在一定程度上影響油田的生產(chǎn)效益。注水系統(tǒng)也是采油過程中一個能源消耗的大戶，其影響注水效率的主要環(huán)節(jié)有：注水泵機(jī)組、主水管網(wǎng)、配水問、井口等。

1.3集輸系統(tǒng)

油氣集輸主要是匯集、處理采出的原油、天然氣，經(jīng)儲存、計量后進(jìn)油庫或輸送給用戶。據(jù)資料統(tǒng)計，油氣集輸能耗一般占原油生產(chǎn)總能耗的30%一40%，它主要耗熱能和電能，也是采油過程中節(jié)能的重點監(jiān)控環(huán)節(jié)。集輸系統(tǒng)分為集油、脫水、穩(wěn)定、儲運(yùn)等環(huán)節(jié)。影響集輸系統(tǒng)效率的主要環(huán)節(jié)有泵機(jī)組、集輸管網(wǎng)等。

1.4熱力系統(tǒng)

熱力系統(tǒng)主要作用是解決油井原油保溫集收、中轉(zhuǎn)加熱站和聯(lián)合站庫的保溫。在油田消耗的能量中，熱力系統(tǒng)的占比是最大的，50%左右是通過燃料在爐子中燃燒取得熱能加以利用的。隨著國家大力提倡節(jié)能減排，熱力系統(tǒng)的優(yōu)化改進(jìn)是現(xiàn)階段采油工藝急需解決的問題。熱力系統(tǒng)的主要設(shè)備是鍋爐、加熱爐。影響熱力系統(tǒng)效率的主要環(huán)節(jié)有爐型、燃料不完全燃燒、爐體散熱損失、排煙損失等。

1.5供配電系統(tǒng)

采油生產(chǎn)過程中的供配電系統(tǒng)主要由供電網(wǎng)和配電網(wǎng)兩大部分組成。供電網(wǎng)主要是用于電力的遠(yuǎn)距離傳輸，它的電壓等級在6或10KV以上，組成部分包括變電站，輸電線路和自備電廠。配電網(wǎng)的主要作用是為用電設(shè)備分配電能，它由配電變壓器和配電線路組成，電壓等級在6或10KV以下。供配電線路和變壓器是影響供配電系統(tǒng)效率的主要環(huán)節(jié)。

2.采油生產(chǎn)過程中節(jié)能降耗技術(shù)的研究與展望

2.1機(jī)械采油過程中的節(jié)能降耗技術(shù)措施

目前，各大油田開發(fā)已進(jìn)入高含水率階段。油井產(chǎn)液量的變化規(guī)律和采出液性質(zhì)發(fā)生了很大變化。抽油機(jī)井仍在沿用原有設(shè)計方法，這種方法的缺點很明顯，不僅使負(fù)載計算誤差偏大，安全系數(shù)也沒有保障。特別是沒有考慮拖動系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步以及抽油機(jī)結(jié)構(gòu)的變化，導(dǎo)致抽油機(jī)井存在選型不合理、載荷利用率偏低、設(shè)備匹配不合理、系統(tǒng)效率低的現(xiàn)象。各大油田對油田抽油機(jī)優(yōu)化選型設(shè)計理論和設(shè)計方法研究進(jìn)行了大量工作，設(shè)計制造出最新一批的節(jié)能設(shè)備，實現(xiàn)了技術(shù)優(yōu)化配套，不僅降低抽油機(jī)型號和裝機(jī)功率，而且提高了抽油機(jī)井系統(tǒng)效率，使抽油機(jī)井系統(tǒng)的能耗也得到了進(jìn)一步的降低。通過最新計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，設(shè)計出了“抽油機(jī)井系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計軟件”和“能耗最低機(jī)采系統(tǒng)設(shè)計軟件”，這兩款軟件已全面應(yīng)用于各采油廠油井作業(yè)施工設(shè)計當(dāng)中。

2.2油氣集輸過程中的節(jié)能降耗技術(shù)措施

在油品集輸過程中，通過對油泵的優(yōu)化設(shè)計，采用節(jié)能型泵機(jī)組，降低電能消耗，提高油泵的運(yùn)行效率。優(yōu)化輸油管道設(shè)計，優(yōu)化管道材料，提高管道耐腐蝕性，延長管道使用壽命，降低管道成本，提高管道輸送效率。加強(qiáng)金屬管道防腐處理措施的設(shè)計，施工，檢驗和驗收，實施輸油管道內(nèi)外涂層技術(shù)措施，保護(hù)金屬管道，選擇陰極保護(hù)措施，減少金屬管道腐蝕，提高了輸油管道的運(yùn)行效率。通過自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用，實時采集管道運(yùn)行參數(shù)，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患，制定安全措施預(yù)案，防止輸油管道泄漏事故的發(fā)生，確保集輸?shù)陌踩浴嵤┚_的計量系統(tǒng)，準(zhǔn)確測量輸送的油量，通過各種自控設(shè)備和設(shè)施的應(yīng)用，增加電子檢測的頻率，及時發(fā)現(xiàn)安全問題，避免石油運(yùn)輸造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失。確保將合格的油品輸送給用戶，以滿足用戶的需求。

2.3智能技術(shù)的結(jié)合運(yùn)用

由于國家科技實力的提升與發(fā)展，很多行業(yè)領(lǐng)域都會將智能化技術(shù)、數(shù)字技術(shù)以及信息技術(shù)等應(yīng)用到實際的工作。將智能技術(shù)與機(jī)械采油節(jié)能技術(shù)相結(jié)合，對油田采油實力的提升有著深遠(yuǎn)的意義和影響。如果科學(xué)、合理的應(yīng)用智能技術(shù)，除了能有效的簡化采油流程和步驟，還能間接的減輕相關(guān)工作人員的壓力。在機(jī)械采油節(jié)能技術(shù)應(yīng)用方面，技術(shù)的應(yīng)用價值和效果也能得到進(jìn)一步的提升，需要各油田在未來的發(fā)展中提高智能技術(shù)結(jié)合應(yīng)用的重視。但是就現(xiàn)階段油田采油現(xiàn)狀來看，要想有效的結(jié)合智能技術(shù)與機(jī)械采油節(jié)能技術(shù)，還是存在很多難點和問題。首先，智能技術(shù)的應(yīng)用成本較大，再加上油田采油工作的開展本身就消耗巨大，如果不能合理的控制資金運(yùn)轉(zhuǎn)，那么就會嚴(yán)重阻礙采油工作的開展。其次，如果將智能技術(shù)與機(jī)械采油節(jié)能技術(shù)相結(jié)合，那么技術(shù)應(yīng)用中涉及到的儀器設(shè)備還需要進(jìn)行重新的調(diào)整與安排。而這種情況的出現(xiàn)會在很大程度上破壞原有的采油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，對相關(guān)管理工作的開展也會造成影響。最后，專業(yè)的技術(shù)操作人才資源有限，相關(guān)采油團(tuán)隊不僅需要對技術(shù)操作人員進(jìn)行培訓(xùn)與指導(dǎo)，還需要能夠全面的了解和掌握智能節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用要點、原理和技巧。這樣才能真正發(fā)揮智能機(jī)械采油節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用價值，為油田發(fā)展提供保障。

3.結(jié)論與認(rèn)識

通過對采油生產(chǎn)過程中節(jié)能降耗技術(shù)措施的研究，采用優(yōu)化設(shè)計的設(shè)備，利用最新的采油技術(shù)，可以大幅度降低采油生產(chǎn)成本，對采油過程中的能耗進(jìn)行最大限度的控制，不斷提高油田企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，以滿足油田生產(chǎn)的技術(shù)要求。在油田開發(fā)的后期階段，分析和研究采油生產(chǎn)的各個方面，采取最優(yōu)化的節(jié)能降耗技術(shù)措施，如選擇節(jié)能抽水設(shè)備，優(yōu)化節(jié)能電機(jī)，都可以在很大程度上節(jié)省能源消耗。對于加熱設(shè)備，優(yōu)化了加熱設(shè)備的結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)了加熱設(shè)備的管理，提高了加熱爐的熱效率，選擇節(jié)能加熱爐以提高加熱介質(zhì)的溫度，確保采油生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

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