特低滲透油田節(jié)能管理實踐

于劍飛（大慶油田有限責任公司第三采油廠）

1 產(chǎn)生背景

朝陽溝油田是目前世界上已開發(fā)的最大特低滲透油田，具有油層薄、有效厚度小，滲透率低、原油黏度大、斷層多等特點，諸多地質(zhì)條件導致油田開發(fā)自然遞減速度快，單井產(chǎn)量低，開采成本高，噸油成本在大慶油田各二級單位中排在第二位，產(chǎn)能與成本矛盾日益突出。

生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大。目前有油水井4 000 多口，每年還在以300 口井的速度增加，站庫數(shù)量不斷增加，節(jié)能點及排污點也相應(yīng)增加，節(jié)能減排壓力增大。

生產(chǎn)設(shè)備老化、陳舊，能耗高。截止到2009 年9 月，朝陽溝油田共有聯(lián)合站3 座，轉(zhuǎn)油站20 座，計量間134 座，閥組間34 座，投產(chǎn)油井3 770 口，電路、變壓器、注水泵、輸油泵、加熱爐能量損耗大，抽油電動機、污水處理設(shè)備效率低，系統(tǒng)整體運行效率低。

工藝流程不合理，天然氣損耗大。2004 年前摻水流程多采用雙管摻水流程，目前這種流程的井有1 300 口，占全廠總開井數(shù)的43%，此流程管線長、摻水量大、污水量多，熱能損耗大，消耗大量的天然氣[1]。

2 節(jié)能措施

2.1 在油藏工程方面加強精細地質(zhì)研究，優(yōu)化注采系統(tǒng)，做好低效井治理與管理

1） 優(yōu)化綜合調(diào)整注采系統(tǒng)，在不影響產(chǎn)量、注好水、注夠水的同時嚴格控制含水上升率，根據(jù)不同地區(qū)、不同地下形勢、不同開采時間調(diào)整油水井的比例及單井注水量。2016—2018 年轉(zhuǎn)注346 口井，87 口井采用間歇注水（周期注水），同時增加分層注水井比例，針對斷塊多，注不進水的井嚴格控制注水量，通過對注水井的調(diào)整，使油田注水趨于更加合理。

2）低效井治理。采油廠共有3 770 口油井，其中長期不出油井724 口，占全廠油井總數(shù)的19%，低效井518 口，占全廠采油井開井的23%，低效井多，能耗損耗大。為此，在認真分析每口低效井地質(zhì)資料基礎(chǔ)上，采取“關(guān)、轉(zhuǎn)、改、間”等措施治理低效井[2]。

2.2 在采油工程方面合理選擇舉升方式、節(jié)能設(shè)備及系統(tǒng)參數(shù)

針對采油廠抽油機井系統(tǒng)效率偏低、機采系統(tǒng)耗電偏高的問題，加強節(jié)能技術(shù)管理，因地治宜，對不同區(qū)塊、井采用不同的節(jié)能技術(shù)。

通過技術(shù)經(jīng)濟對比，選有設(shè)備投資和運行成本較低的塔架式抽油機代替游梁式抽油機，塔式抽油機平衡程度高，無功損耗小，節(jié)能效果顯著。截止目前應(yīng)用塔式抽油機57口，單井日節(jié)電48.0 kWh，節(jié)電率為50.7%，年可節(jié)電1.75×104kWh。

使用了新型的節(jié)能變頻電動機、節(jié)電配電箱，功率由20.48%上升到31.93%，綜合節(jié)電率9.13%，降低了無功損耗，提高了功率因數(shù)。參數(shù)優(yōu)化調(diào)整， 2019 年參數(shù)調(diào)整 430 井次， 單井日節(jié)電9.84 kWh，累計節(jié)電63.57×104kWh。

2.3 在地面工程方面優(yōu)化集輸工藝、改善電力設(shè)備配備及加強損耗治理

在集輸系統(tǒng)方面，針對油井間距大，油稠凝固點高等特點，將雙管摻水流程改為環(huán)狀摻水流程，原來1 個計量間雙管摻水流程能管5 口井，改成環(huán)狀流程后可管7～10 口油井，單井平均摻水量由原來的 0.8～1.0 m3/h 降至 0.3～0.5 m3/h；在注水系統(tǒng)方面，采用單干管多井配水流程，與原有的單干管單井配水流程相比，減少配水間5 座，年節(jié)省注水管道27.3 km，節(jié)省投資609.8 萬元。

油田發(fā)展初期，為減少基建投資通常采用1 臺變壓器為多口油井配電的形式，導致低壓架空線路長，線路損耗高。2004 年前多采用高耗能變壓器在線運行，隨著部分油井關(guān)井、轉(zhuǎn)提撈、轉(zhuǎn)注井的增多，導致部分變壓器輕載或空載運行，變壓器運行效率較低，能耗大。目前將老式的變壓器更換成新式的節(jié)能變壓器，1 口井配1 臺變壓器，電能空載損耗降低75%，負載損耗降低25%。

2.4 “一引二創(chuàng)三推廣”，深入挖掘節(jié)能潛力

1）“一引”既引進先進的技術(shù)及設(shè)備。對經(jīng)過實踐檢驗，符合我廠實際情況，節(jié)能效果明顯的節(jié)能技術(shù)及設(shè)備進行引進，節(jié)約挖潛。

一是提高鍋爐熱效率技術(shù)的引進。全年生產(chǎn)用氣5 363×104m3，集輸系統(tǒng)消耗用氣占90%以上，加熱爐是油田的主要耗能設(shè)備及主要供熱設(shè)備，我廠現(xiàn)有加熱爐128 臺，總裝機負荷210 MW，油田消耗的能量中，71%～74%是通過燃料燃燒取得熱能加以利用的，且其中的52%～56%是以燃料在爐子中直接燃燒的方式取得熱能。引進了真空加熱爐，熱效率能提高到90%以上，比老式加熱爐提高5%～10%。同時對老式加熱爐進行改造，引進了加熱爐火筒涂刷遠紅外線節(jié)能涂料、燃燒道安裝輻射管、安裝與加熱爐爐管相配套的自動燃燒器等新的節(jié)能技術(shù)，應(yīng)用后加熱爐爐效提高5%～10%以上。改造后單臺二合一加熱爐年節(jié)氣10.51×104m3。水套加熱爐應(yīng)用了換熱改造新技術(shù)，熱效率提高了7.52%，改造后單臺水套爐每年節(jié)氣5.26×104m3。

二是新型集輸泵及相關(guān)技術(shù)的引進應(yīng)用。注水泵引進了高壓離心注水泵、五柱塞高壓往復泵，并對部分泵采用涂膜技術(shù)，泵水單耗降低了3 kWh/m3，節(jié)電率37%。同時對部分轉(zhuǎn)油站及聯(lián)合站的注水、摻水、外輸泵等電動機安裝了高、低壓變頻調(diào)速裝置，節(jié)電率達到20%以上，年可節(jié)電385.63×104kWh，節(jié)電效果明顯。

2）“二創(chuàng)新”既加強自主創(chuàng)新能力。如環(huán)狀摻水流程低溫輸油技術(shù)的研究，在流程中回油溫度是一項重要指標，溫度高了會浪費大量天然氣資源，溫度低了會凍裂管線，嚴重影響生產(chǎn)。對環(huán)井溫度界限進行研究，在不同地區(qū)、不同的環(huán)狀流程進行試驗，確定環(huán)井回油溫度可以控制在39～41 ℃，個別環(huán)井回油溫度可降低到38 ℃以下，較以前平均溫度降低了2.36 ℃。為保證集油系統(tǒng)低溫集輸?shù)捻樌麑嵤?，在集油閥組間的集油環(huán)上安裝流量自動控制裝置，達到摻水流量的自動平穩(wěn)控制，實現(xiàn)精細控制。應(yīng)用后單井平均回油溫度降低，單井摻水量由 2.06 m3/h 下降到 1.70 m3/h， 單井年節(jié)氣5 010.2 m3，節(jié)電2 000 kWh，收到了很好的效果[3]。

3）“三推廣”既規(guī)模推廣應(yīng)用。對試點實驗證明適合廠實際生產(chǎn)情況，節(jié)能效果好的先進工藝、技術(shù)、設(shè)備，本著“抓大放小、分期實施、重點突出、逐步深入”的原則，保證節(jié)能項目推廣的順利實施與應(yīng)用。

一是集輸方面推廣了環(huán)狀摻水流程集油工藝，環(huán)狀摻水流程以其投資少、施工周期短、摻水量低、生產(chǎn)成本低的優(yōu)點，適合在采油廠大力推廣，新井區(qū)全部采用環(huán)狀流程，老井區(qū)逐步改造。目前，我廠抽油機應(yīng)開井總井數(shù)2 628 口，從2018年起，我廠每年都安排一部分資金將雙管摻水井改為環(huán)狀摻水井，到2019 年10 月，共改造567 口井，環(huán)井總井數(shù)1 895 口，占到總開井數(shù)的72%，年節(jié)約清水摻水量124×104m3，節(jié)氣172×104m3，減少集油管線長度119.07 km。

二是抽油舉升方面推廣了節(jié)能電動機，累計更換880 口井，與電動機配套的節(jié)能配電箱更換143口井，累計節(jié)電574.3×104kWh。

2.5 采取綜合措施降低能耗

幾年來，通過采取多種有效措施降低能耗，在油田含水升高、原油集輸難度加大的情況下，噸油綜合能耗呈下降趨勢。

1）采取“四項措施”，控制電力消耗。實行電力分礦計量、量化考核，有效地提高了用戶的節(jié)電意識；堅持打防結(jié)合，共組織防竊電行動18 次，回收空載變壓器33 臺，回收線路16 800 m，收繳電纜及電線4 830 m，有效地減少了電力流失；在輸油、摻水、污水回注、反沖洗泵、松花江水源系統(tǒng)外輸泵上應(yīng)用了高壓變頻技術(shù)，安裝變頻調(diào)速系統(tǒng)16 套，不僅延長了設(shè)備使用壽命，改善電網(wǎng)及設(shè)備的運行質(zhì)量，而且年可節(jié)電433.86×104kWh，節(jié)省電費223 萬元；同時推廣應(yīng)用一體化變壓器451臺，單臺變壓器的功率因數(shù)由0.3 提高到0.85，有功損耗由5.57%降至2.26%，年可節(jié)電16.4 萬元[4]。

2）采取“三項措施”，控制天然氣消耗。根據(jù)不同系統(tǒng)的運行狀況，合理確定單位能耗，把耗氣指標分解到站，建立加熱系統(tǒng)動態(tài)分析制度，及時準確評價每臺設(shè)備的運行狀況。天然氣消耗指標以廠計劃逐月下達，增強了節(jié)氣意識。加強了加熱設(shè)備的維護和改造，檢測加熱爐79 臺次，更換真空加熱爐23 臺，安裝節(jié)能型火嘴129 個，加熱爐爐效提高了8%～10%，累計節(jié)氣622.5×104m3。

3）對成品油實行定額管理。采取了停封高耗低效車輛、生產(chǎn)用車停放在前線、降耗攻關(guān)、細化油料定額、完善油料消耗考核制度、控制長途車運行量、在加油站安裝監(jiān)視器等措施，有效地控制了成品油消耗，杜絕了成品油外流。第五油礦前線距廠區(qū)35 km，每天往返車輛用油560 L。實施了“零公里起步”管理辦法，除指揮車、大客車和一臺機動車外，將所有其余車輛全部停放在前線，年節(jié)約成品油近20 t。第四油礦經(jīng)過反復調(diào)研摸索，在送班車上下功夫，對大客車實行“3 送1 返、1 送3返”的辦法，即早晨發(fā)3 臺車，1 臺車將下班人員帶回；下午發(fā)1 臺車，將上班人員送到前線，3 臺班車正常返回，大大地降低了油料消耗[5]。

克拉瑪依油田風城采油作業(yè)區(qū)

3 結(jié)論

通過一系列的措施，節(jié)能減排工作取得了突破性的進展，抽油機系統(tǒng)舉升效率、電功率因數(shù)、加熱爐熱效等都有明顯提高，5 年來累計節(jié)電1.3×108kWh，節(jié)約天然氣2 000×104m3，節(jié)約清水資源352×104m3，通過地面系統(tǒng)的優(yōu)化、簡化，節(jié)省管線125 km，廢除計量間23 個，各種能耗單項指標在逐年下降，節(jié)能效果明顯，企業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力大大增強。