“碳中和”背景下采油厂地面工程节能降耗问题的解决策略

“碳中和”背景下采油厂地面工程节能降耗问题的解决策略

王延杰

胜利油田东胜公司河口采油管理区  山东省东营市  257000

摘 要：自“碳中和”目标提出后，各行各业发展围绕“碳中和”要求展开，紧锣密鼓地探究节能降耗措施。采油厂作为节能降耗的重点单位，其地面工程逐步履行和落实节能降耗要求。本文分析当前阶段采油厂地面工程用能现状，阐述节能降耗遇到的实际问题，以及在“碳中和”背景下实现节能降耗的策略。希望通过本文的研究，能够为采油厂地面工程节能降耗工作的开展以及效果的提升，提供一定帮助。

关键词：碳中和；采油厂；地面工程；节能降耗

国内能源利用率不高，低于西方发达国家平均10%的能源利用率。习近平总书记提出要在2060年争取实现碳中和目标，即实现碳排放与碳消耗的相对平衡。该目标提出后，各行各业布局绿色低碳发展，探究节能降耗策略。采油厂地面工程作为传统能源企业重点生产单位，需要围绕碳中和目标优化生产模式、管理模式，通过介入新能源技术、优化生产方案等方式，切实探索并应用高效的节能降耗措施。

一、采油厂地面工程用能问题

采油厂地面工程设备设施组成的生产体系中，注水系统耗能最多，其次为油气集输与处理系统。整体来看，采油厂地面工厂涉及的工程用能设备包括以加热炉为代表的加热设备，泵类设施等。选用的能源主要为电能、天然气以及原油。具体来看，原油集输环节包括原油收集、集输、处理、储运等，涉及计量间、中转站、注水站等多个站场。

从数据来看，中转站、污水站等站库集输系统耗能占据采油厂地面工程大部分，占比基本在80%-85%，加热炉、锅炉等是主要的耗能大户。因此，如何有效降低关键工艺环节，即集输系统对能源的消耗，成为采油厂地面工程实现节能降耗目标的关键[1]。

二、“碳中和”背景下采油厂地面工程节能策略

1. 应用新能源技术

应用新能源与传统能源结合，作为未来阶段采油厂地面工程开展的能源动力。围绕绿色能源角度创新思路，将传统耗能同可再生低成本新能源融合，其本质为调整能源结构，从能源结构层面来改善当前采油厂地面工程耗能严重的问题，能够有效降低地面工程对传统能源的依赖，以更多的可再生低成本新能源做替代，实现节能降耗的目标。采油厂地面工程可供选择的新能源包热能源与光电能源。相比其他类型的新能源，如风能、核电能源等，热能源与光电能源的开发成本适中，技术难度适中，综合具有较高可行性。

采油厂可利用废弃井进行改造，改造为地热井为采油厂地面工程的推进提供热能源。当前主要可采用多级梯次分类使用的模式，即选用不同温度而热水，由地热井中采出70度的热水，用来为传热器内的介质升温加热，达到目标温度后流出较低温度的地热水，再由二次传热器同循环水合成更低温度，这些水回灌至地层，由此实现循环利用的目的。在换热流程增加加热泵，因为地热井的热水本身温度较高，加热泵仅需较小的能耗便能实现多类温度热水在不同工序环节中的应用。对比传统能耗模式，合理应用热能，能够有效降低传统能源的消耗，进而达成节能降耗的目标。国内一些比较大型的油田广泛分布在太阳能资源比较充足的区域。可结合区位能源优势，并结合油田所在区域土地使用现状、电网负荷能力等多种因素，开发和应用分布式光伏电力系统，同传统电力系统结合，实现部分代替乃至全部代替传统电能的目标，为采油厂地面工程的推进提供更加绿色环保的电能支持，进而实现对传统能源的损害，助力“碳中和”目标达成[2]。

2. 优化生产流程

优化生产流程，其内核为资源的循环利用。以污水余热回收用方案为例，其实施机理与流程类似于前述提及的地热资源使用流程，同样采用多级梯次分类使用模式，应用不同温度的热水达成不同的效用。污水余热量是一种不容小觑的可循环利用能量，2020年国内油田统计污水余热量达到一个惊人的数值，合理循环利用油田污水余热量，能够有效降低煤炭等传统能源的消耗量。将油田污水余热量同少部分传统能源结合应用，升温至80度后，产生的高热量流动介质能够广泛应用于采油厂地面工程的各个工序环节，包括但不限于外输油、冬季保温等。目前该方案已逐步在全国多个油田陆续推行，取得了较好成效，平均每年能够为油田减少传统能源消耗成本达千万元[3]。

此外，还可从技术层面着手，优化加热炉运行。选用高效雾化燃烧技术、分级燃烧技术等全新技术的加热炉设备基础上，以理论结合实践的方式，分析并选用合适的空气过剩系数，避免过高或者过低的气体造成热量不必要的损耗，或者出现燃烧不充分的现象。具体执行方式为，分阶段验证设备运行水平，记录参数，分析目标参数与实际参数之间的差异，多次调整空气过剩系数，直至目标参数与实际参数吻合为止。定期对加热炉进行除污除垢，同样有利于提升加热炉的热传递效率。以优化技术的方式，提升采油厂地面工程对传统能源的利用率，也是围绕“碳中和”目标实现节能降耗要求的重要一环。

3. 引入现代信息技术

引入互联网平台与互联网技术，同样能够有效降低采油厂地面工程的传统能源消耗。若条件允许，采油厂可建立和完善数字化耗能管理平台，将地面工程各环节工序纳入在内，实时记录对应环节、设备的耗能数据

[4]。整合分析地面工程产生的传统能源消耗量、耗能投入比、节能量等各类与节能降耗以及生产息息相关的数据，将这些数据放入数据库，与历史数据按照1天、1月、1季度为周期，对比和分析数据差异，并依托大数据、云计算等技术，及时计算能耗数据与处理结果，得出优化策略，发送给管理人员，由此实现依托互联网平台、互联网技术对采油厂地面工程能源消耗的动态化管理。为地面工程节能降耗的目标实现，提供翔实的数据基础与决策基础。

三、结语

“碳中和”是国家基于经济高质量发展以及可持续发展提出的新要求。作为传统能源消耗大户的采油厂应当围绕这一要求，积极分析能源消耗的关键问题，针对性地提出优化策略并应用落实，具体包括能源替代、技术方案优化以及引入现代信息技术进行管理等。通过这些策略的合理应用，可大幅提升现有能源利用率，实现节能降耗的生产与管理目标。

参考文献：

[1] 陈莲双,廖志华. 采油厂地面工程节能降耗研究实践分析[J]. 中国石油和化工标准与质量,2021,41(22):28-29.

[2] 于鹏. 碳中和背景下采油厂地面工程节能降耗问题研究[J]. 石油石化节能，2022,12(3):41-43.

[3] 张宁宁. 采油厂地面工程节能降耗研究实践[J]. 百科论坛电子杂志,2020(21):3234.

[4] 蔡悦. 采油厂地面工程节能降耗研究实践[J]. 石油石化节能,2020,10(4):10-12.