油气集输系统节能研究进展孟菲

油气集输系统节能研究进展孟菲

孟菲

大庆油田有限责任公司第九采油厂敖南采油作业区黑龙江大庆

摘要：油田开发涉及了人员、设备、资金等各个方面的因素前期投入成本极高，考虑到油气集输是油田开发的重要生产环节，因此油气集输系统节能损耗技术的研究显得日益重要，高性能低损耗的集输系统不仅能够提高开采效率节约工程成本还可以减少污染排放保护生态环境走可持续发展道路，双赢的局面在一定程度上同时顺应了世界对于环境保护的潮流，相信在可预见的未来，人类生产生活活动和自然能够更加和谐相处。

关键词：可持续发展；工程管理；技术改良

油田开发涉及了人员、设备、资金等各个方面的因素前期投入成本极高，因此油气集输系统节能损耗技术的研究显得日益重要，提高油气集输系统集输效率，降低能耗走可持续发展道路成为了我国油气集输能力发展的当务之急。

我国对油气集输系统的应用及研究早从上个世纪60年代开发建设大庆油田时就已开始，经过50多年来循序渐进式的技术改革和经验研讨，目前我国的油气集输系统已较为完善、高效。而在性能方面，我国的油气集输能力还存在着许多不足与国外的油气集输系统性能相比也有一定差距。因此，提高油气集输系统集输效率，降低能耗走可持续发展道路成为了我国油气集输能力发展的当务之急。

一、油气集输系统能耗特点

（1）油气水处理能耗高，油气蒸发损耗高。油田开采后期，原油含水量高达80%以上，使油气处理难度加大，处理装置的负荷加大，能耗加大。同时，一些老油田还采用传统的工艺流程，系统密闭有待提高。

（2）热负荷分散，产热设备数量多、运行效率低。油田广泛采用的加热炉，平均运行效率低于75%。

（3）普遍采用燃烧高能质的石油燃料以获取热能。

（4）生产用电量大，电、热力采用分产、分供的方式，利用率低。即动力或电力几乎全部由电网供给，热能则由小型锅炉和加热炉提供。

二、非技术层面工程管理具体要求

（一）油气集输前期

1.工程开发用电控制：（1）油气开发和集输都需要大量的电力支持，应可持续发展要求，工程施工方可由原来的架设专门电网改为因地制宜取材发电，中、西部的油气集输地可以利用风力和太阳能等清洁能源进行发电，降低工程难度，节约工程成本，保护环境；（2）提高用电设备节电技术，施工方可以优化设备结构采用高性能低损耗的新式设备进行油气集输；（3）采用现代化的科学管理技术优化电力建设的管理结构，降低投入和运行的工作量和能源消耗。

2.提高开采协调性：（1）由于地形、土壤等环境因素的不同，各地油田的特性和油品各不相同，根据这些特点要采取不同的开采模式和集油流程达到节能降耗的目的；（2）推广应用油水泵变频技术等高效节能技术提高机泵运行效率；（3）在油气开采过程中要根据温度、压力等参数的变化及时做出相应开采调整并充分利用自喷井等天然能量减少机器动力损耗；（4）集输系统还要设置工程措施减少废水、废渣、废气排放保护开采地生态平衡不受破坏；（5）深入贯彻“少投入，多产出”原则，分阶段开发油气田，统筹全局，合理分配人力、财力、物力。

（二）油气集输中期

1.人员要求：（1）建立巡查组流动点监测油气集输管道损坏程度，确保管道故障时专业人员能快速到位进行维护工作；（2）层层落实责任要求，合理高效调动人员参与油气集输系统建设；（3）确保设备的日常保养及时更新老化设备。

2.设备要求：（1）加强研发计算机控制技术，对油品运输损耗数据进行实时监控分析，减少运途损耗量；（2）采用老化速度慢的开采设备延长使用周期降低工程成本。

（三）油气集输后期

1.对环境的保护：（1）平整油气开发区周围土地，清理表面垃圾，实施生物工程恢复土壤肥力；（2）开展林业绿化工程恢复周围植被。

2.对后期工程的要求：（1）安装在线实时泄漏监测系统来监测管线的运行状况，泄露事故发生时立即报警；（2）优化人员结构，撤离前期人员只留下相应系统管理和维护人员，合理配置剩余资源。

三、技术层面操作改良

（一）关于控制油温方面

1.开采油田一般在后期会到达一个高含水的阶段，当原油在含水比例达到80%的时候就会形成流动的液体状态，人们将这现象称之为“转相”，在这一阶段里出油所含水分比例逐渐增大油温随之升高，转相情况下的管道壁通常不会结蜡，油井工作人员可以利用这一点跳过加热步骤直接采油省去了人工加热的环节极大的节约了工程成本；2.在另一情况下原油含水量低于80%达不到转相标准时，为了使原油转相从而能够直接采油工作人员可以往原油里添加常温水用来增加原油含水比，针对要求更高的油田也可以添加低温的水迫使原油温度达到凝固点甚至凝固点以下。

（二）关于油气水三项分离器

要求选用具有防冲装置的油气水三项分离器，确保分离器设备在原油含水含沙量过高的情况下不受损害，延长使用寿命。

（三）原油热脱水材料破乳剂改进

开采出的原油一般要先经过热化学脱水再进行下一步处理，目前热化学脱水普遍使用的方法是利用破乳剂破坏原油的乳状液体系使水滴聚合达到油水分离效果。破乳剂分为离子型和非离子型两大类，二者对应的使用范围、用量和成本各不相同，非离子型破乳剂依据溶解性的不同还可细分为水溶性、油溶性、混合溶性三种，一块油田单靠一种破乳剂很难满足全部脱水要求，而采购市面所有破乳剂不仅会加重成本负担还会造成大量破乳剂资源的剩余浪费，基于这一情况，人们根据破乳剂的协同效应将两种或两种以上破乳剂按比例融合成新的破乳剂，并且融合后的效果比使用单一破乳剂效果更强。

（四）原油加热设备的节能损耗

目前原油加热都通过加热炉来实现，加热炉的节能损耗有以下几点：（1）可以根据油田的出油量、油品等因素的综合考虑采用新型加热器；（2）减低排烟温度，降低排烟损失；（3）采用高效、高性能的如玻璃棉、硅酸钙等保温材料降低热损耗提高加热效率。

（五）废热二次利用

原油在热脱水之后会产生具有一定温度的含油污水，这些污水是具有可回收利用价值的，工作人员可以使用热泵从水中获取热量供给联合站采暖伴热或是用来集油节约一部分能量。

（六）输油泵改良

由于原油含水率的不断变化，原出口压力会随着原油粘度的上升而升高使设备负荷大大增加同时也降低了工程效率。输油泵在这一情况下必须调整内部结构或是改善密闭性能以提高泵效，确保可以随原油物性条件的变化而变化。对于水冷方式的输油泵效率不高问题可以研发新型冷却方式的输油泵代替风冷输油泵。

（七）采用新型集输方式

原油集输方式可以分为加热集输和不加热集输，后者由于具有工艺简单、节省管线等优点使得集输效率明显高于前者，但是不加热集输方式对油田的要求较高并且我国目前还处于试验阶段技术还不成熟暂时无法进行大型推广。

三、小结

当今世界的经济全球化趋势逐渐加强，自工业革命之后全球煤、石油、天然气等矿产能源的开发力度随之加强，而能源消耗加剧，资源储备的枯竭和环境污染使得生态危机也展现出了全球化趋势，能源节约和环境保护日益成为了世界各国共同谋求解决的严峻问题，我国针对这一形势提出了科学发展观，坚持走可持续发展道路，大力发展区域经济，重视环境开发和保护，减少污染，在油气集输系统节能降耗技术方面，我国的科研小组正在摸索出一条适合自己的发展道路。

参考文献

[1]苗承武.高效油气集输与处理技术.北京：石油工业出版社，1997.

[2]王光然.油气集输.石油工业出版社，2006.