油气集输系统节能降耗技术的研究

2022-09-10

油气集输系统主要包括油气分离, 油气计量, 原油加热, 原油脱水, 原油稳定等工艺, 这些环节相互制约, 相互配合, 共同组成了油田地面工程的核心。油气集输过程需要消耗大量能源, 是整个油气开发和生产过程中最为耗能的环节之一。因此, 油气集输系统的节能降耗工作迫在眉睫。但是, 油气集输系统复杂庞大, 分散, 热损耗大, 不易管理, 这些特点直接制约了油气集输系统的节能降耗工作, 也直接影响了将油气转化为油气产品。此外, 随着油田进一步开发, 在高水量的开发后期, 油温就会上升, 油气处理难度将进一步加大, 耗能和成本也将进一步加大。

一、目前油气集输系统能耗的现状及原因

目前油气集输系统的主要问题有能耗高, 油气损耗高等问题。由于原油综合含水率高, 原油脱水加热过程耗能就变大, 脱水加热设备效率低, 油气处理过程中挥发和损耗高, 这些都导致油气集输系统耗能高。究其原因, 首先是原有设备与现在开采工作的不匹配, 原有集输设备不适合目前的油水比例, 导致工艺不适应, 运行能力不匹配, 从而影响整个开采工作。其次, 设备的老化, 不能及时维护, 校验和升级也极大地降低了生产效率。集油管道的能量消耗主要是转油井到油井之间的集输管线, 和转油站和脱水站之间的集输管线。前者的能量耗散量可以通过测量管线进出口的温度差和压力差来获得, 后者的能量耗散量则可以通过计算管线进出口的能量差来获得。集输系统重要的能耗是转油站的能耗, 主要是加热炉和采暖炉的能耗。在转油站的工作过程中需要用到传输泵, 掺水泵等多种消耗电能的泵, 转油站的能耗基本上就是这些集输的介质。相比较而言, 脱水站的能耗则主要在于加热锅炉的加热以及泵的工作。通过以上分析可以看出, 要想减少集输系统的消耗, 必须结合油田实际, 通过对转油站, 脱水站以及中间运输环节的管理, 降低这三个环节的能耗, 才能全面实现整个油气集输系统的节能降耗工作。

二、油气集输系统节能降耗技术的应用现状

油气集输系统的节能降耗是世界石油工作者所面对的共同问题, 国内外许多科学家都致力于这一领域的研究, 并取得了一定的成果。其主要方法可概括为提高设备效率, 简化工艺流程或局部性能分析, 这些都取得了一定的效果, 但仍不能满足油气集输系统节能降耗的需求。随着能源需求越来越大, 能源危机初步显现, 各国政府和企业会更加重视节能问题并开展了一系列的研究活动, 逐步完成了从单一环节到整个系统, 从结果到过程, 从回收到减低的改变。目前, 应用于油气集输系统节能降耗的措施有以下几种:

1. 充分利用先进的计算机技术, 完善运行程序

计算技术自发展以来已广泛应用于各行各业中, 油田开采也不例外。油田开采的信息化管理可以使油气集输系统同时完成对数据的采集, 处理, 传输, 甚至可以对管理人员的决策进行分析和评估。计算机技术的应用还解放了一部分的劳动力, 并且具有比人力更加精确的控制技术, 可以实现对管线, 污水, 加热炉, 转油炉等环节的实时监控, 充分完善了运行程序, 提高了工作和生产效率。

2. 应用热泵回收含油污水余热技术

污水中含有许多热量, 如不加以利用, 就会造成浪费。热泵利用了逆卡诺循环原理, 使载热装置从低温余热中吸收热量, 并在温度较高处放出热量给热回收装置。热泵可以将低温位热能转化为高温位热能, 可以提高能源的有效利用率。

3. 应用油水泵变频技术

石油开采后期石油中的含水量增加, 处理原油的机泵也必须随之增加, 电耗能也随之增加油水泵变频技术的应用可以提高机泵运行效率, 节省电能, 降低耗电量。通过变频调速和自动监测相结合, 还可以对闭环进行自动控制。通过选择合适型号的泵, 改造油水泵, 配置合理的运行参数都将提高油水泵的工作效率, 从而降低能耗。

4. 应用不加热集油和低温集油技术

集油过程中的加热环节耗能巨大, 如果可以通过技术手段降低这一部分的能耗, 势必会减少整个集输系统的能耗。传统的双管掺水技术虽然安全可靠, 但需消耗大量电能和天然气, 耗能大, 因此应推广不加热集油和低温集油。具体的方法有单管不加热集油, 双管不加热集油, 掺常温水不加热集油, 掺低温水不加热集油, 季节性不加热集油。这些技术的应用将极大地降低耗能。

5. 应用无功动态自动补偿技术

随着油田生产力的变化, 很多设备已不适应当前高效区的集输工作, 极大地降低了工作效率, 加大了集输系统的能耗。因此, 应结合各油田的实际情况, 应用无功动态自动补偿技术, 可以降低系统损耗, 提高电力能效应用效率, 降低能耗效果显著。

6. 油气混输技术

油气混输技术是近年来新兴的一门技术, 广泛应用于海洋石油工业中, 主要是将井口物流中的油, 气, 水等介质在未进行分离的状态下直接使用混输泵送至油气水处理终端, 简化了传统技术过程, 只需要单台混输泵和单一管线即可完成, 节约了设备费用, 减少了工程初建费用, 既具有很好的节能效果, 又延长了油田寿命, 还可以提高油田的经济效益。

总之, 油气集输系统是油田生产的关键环节和重要组成部分, 其能耗高低将直接影响整个油田的经济效益, 油气集输系统的节能降耗工作十分重要, 刻不容缓, 这既是新时代下节能环保的大势所趋, 也是提高经济效益的必经之路。各油田应充分结合自身情况, 运用多种手段和技术, 取长补短, 充分利用地下抽油机动力, 应用高效率设备, 减少油气消耗, 提高集输系统工作效率, 缩短油田开发时间, 降低油气集输成本, 提升油田效益。

摘要：众所周知, 油气资源与我们的生活息息相关, 随着国家经济的发展和人民生活水平的不断提高, 对能源的需求也大幅度提高, 油田项目不断扩大, 油气的开采也越来越复杂。然而, 资源是有限的, 油气的开采也日益困难。油气集输过程作为油气开采的重要环节首先引起了人们的重视, 提高油气集输技术, 降低油气集输过程能耗将直接影响整个油气的开采工作。本文旨在分析目前油气集输系统存在的问题及原因, 进而探讨油气集输系统的节能降耗技术。

关键词：油气集输系统,节能降耗