探讨油气集输系统耗能分析及节能措施

刘新丽

大庆油田有限责任公司第四采油厂第一油矿 黑龙江 大庆 163000

摘要：随着各领域的不断提高，对能源的需求越来越大。油气资源从地下开采出来后，需要在油气集输系统中进行处理，与油气资源分离后才能运输。由于油气资源加工工艺相对较多，油气集输系统设备相对较多，能耗也相对较大。降低油气集输系统能耗是提高油气企业经济效益的关键。为了实现油气集输系统节能降耗的目标，只有对油气集输系统的能耗进行深入研究，才能有针对性地提出节能措施。

关键词：油气集输；系统耗能；节能措施

引言

油气集输系统可以汇集油井采出的原油，分离油气资源并分别进行处理和输送，整个工艺过程是一个复杂连续的过程，需要消耗大量热能和电能，最终生产出符合要求的石油产品。由于油气集输系统损耗较高，耗能较大，提倡节能环保的新型采油工艺不断推出，在油气集输过程中提高能源利用、节能减排、优化工艺技术、降低集输系统耗能，对我国石油开采业的持续发展具有重要的意义。

1油气集输系统耗能分析

油气集输系统的能耗是由多种设备的能耗共同组成，因此，油气集输系统能耗大的原因也相对较多，如果油气集输系统中的设备不满足处理要求，或者油气集输系统的工艺出现问题，都会引发系统能耗增加，这将会对油气资源的生产产生重要影响。在设备使用一段时间以后，不可避免的会出现老化问题，此时不但会降低油气资源的处理效率，也会对整个系统的能耗产生严重影响。对于我国的部分油田而言，由于集输系统建立的时间相对较早，设备运行时间相对较长，设备出现故障的概率相对较高，在设备维修的过程中，不但需要大量的资金，也会影响整个系统的能耗。通过对整个集输工艺进行分析后发现，集输系统能耗较多的工艺主要有脱水作业和原油加热，脱水作业所需要的设备相对较多，这是引起能耗较多的重要原因，而对于原油加热而言，原油的输量不同或者原油的成分不同，则该工艺所需要的能耗也将存在一定的差别。油气资源在管道内输送的过程中将会产生一定的热量损失，同时，在转油站内还会引发严重的气损问题，这两大问题会导致系统的能耗进一步增加，如果可以降低热量损失和解决气损问题，则集输系统的能耗将大大降低，因此，集输系统的节能需要从这两个角度入手。

2油田油气集输系统节能技术现状

2.1取得的成就

近几年来，在科学技术进步的推动作用下，很多先进的设备和技术开始用于油田生产，并取得了很好的效果。以温游离水雨脱出技术为例，它已经在我国的油田生产中被广泛使用。该技术的主要操作就是在含水量较高的采出液中加入适量的破乳剂，这样就无需加热，在常温状态下就可以分离出其中的游离水，净水效果显著。又比如，在油田的生产中采用自然不加热的集输设备，如果采出液中超过60%为水分，该设备就可以自动将油包水型乳化液转化为水包油型乳化液，具有降低流动阻力的作用。同时，该设备能够增加液含水，一旦原液的温度达到原油的凝点温度，即使不加热，也能够直接输送。

2.2存在的问题

由于采出液中的含水量增加，油气集输系统的运行效率和水油处理都面临着较大的难题。同时，相当一部分规模较小的油田在开采过程中也遇到了很多新的问题，例如水油处理的能耗太高、计算混乱等，对正常生产带来了严重影响。另外，油田开采的部分设备也开始出现问题，亟待改造。目前，油田油气集输系统节能技术中的突出问题集中表现在油气损耗不断增长、计量混乱、工艺更新等方面，需要我们结合实际情况进行分析，并采取针对性的解决措施。

3降低油气集输系统耗能的措施

3.1加热炉节能降耗技术

加热炉可以进行脱水、油井掺水等工艺，还可以进行热洗、采暖伴热。加热炉的效率与加热炉的类型、空气系数和燃烧器、排烟温度和炉体散热损失等参数相关。为了提高加热炉的效率，降低能耗就得解决加热炉耗气量大的问题，首先选择效率高的加热炉，技术方面要选相对成熟的高效加热炉，另外燃烧器要保证燃料能充分燃烧，才能提高加热炉效率。如果空气过剩系数较大，气体会从加热炉带走大量热能，这样就降低了加热炉的效率。但是空气过剩系数太小会影响燃烧效果，使燃料不能充分进行燃烧，从而降低了加热炉的效率。因此在实际生产过程中，要求加强生产管理，调整合适的空气系数，不仅保证燃料能够充分燃烧，获得高的燃烧效率，达到降低耗气量的目的。由于加热炉接触的物质多为油污水，很容易矿化，结垢在内表面，使热能传导效率降低，所以需要定期清理加热炉，消除污垢，提高能量利用率。管道的防腐保温层保护不好也会增加炉体本身热量损失。开发的新型多井式加热炉在节能方面也表现出良好特性，有效的降低了油气集输站内加热炉的使用量，采用该设备可同时对2-4口气井进行加热，原来的加热炉一个油气集输系统中需要使用7-8台，花费的价钱和消耗的能源都非常大，改进后一个油气集输系统中只需要使用2-3台加热炉，控制过程还可实现计算机自动控制，能够有效的降低能耗，保证加热和节流工艺的效果，设备的利用率也大大提高。如果集输系统中井的数量多，流量变化大，就会给加热炉的温度控制造成影响。对于不同产量气井同时控制方面还需要钻研，设计出合适的多井式加热炉。

3.2油污水余热回收技术

利用逆卡诺循环原理，采用载热介质吸收低温余热，并在温度较高处释放出热量的热回收装置被称为热泵。该装置可实现低温热能向高温热能的转换，使能源的利用效率大大提高，是将低温余热有效回收的重要方式。

3.3低温集油和不加热集油工艺技术

低温集油技术依靠油井生产的自身压力，借助前期反应的温度将液体输送进集油管线的一种工艺。相比传统双管掺水工艺，不仅降低了电能的消耗，还减少了天然气消耗。该工艺安全可靠，管理操作都非常方便。采用低温集油技术有效减少了掺水耗气现象的能量损失。对于不加热集油又可分为单管不加热集油法和双管不加热集油法，还包括掺常温水和掺低温水的不加热集油法。通过技术人员对各大油田地质物性、原油特点和气候等条件的研究对比，普遍在油田推广使用了不加热进站、不加热外输等不加热集油工艺，精减了集输干线上的加热保温系统，在节能方面发挥出很好的效应。

3.4油气混输技术

近年来，海上油田兴起油气混输技术，主要是在未分离原料的情况下，将井口的物料直接用混输泵输送进油气水处理终端，进行综合处理。原来的海洋采油在采集油气时需要独立的海底分输管道和天然气压缩机、原油外输设备和三相分离器等来实现油、气、水三相分离。油气混输技术的采用仅仅依靠混输泵和混输管道来降低井口物料的压力，简化处理工艺，降低了设备费用和工程花费，提高了油气田开发效益，在节能降耗方面发挥出重大作用，增加了油井采收率和企业的经济效益。

结语

在油气集输处理的过程中，由于所需要的设备数量较多，工艺较为复杂，因此，整个油气集输系统的能耗相对较高，针对此问题，油田企业需要根据自身的实际情况，采取加热炉节能降耗、余热回收、低温集油、油气混输以及实现油气集输系统信息化管理等多种措施，降低集输系统的能耗，提高油田企业的经济效益。

参考文献

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