电加热集油工艺节能技术应用

马矿召（大庆油田有限责任公司第八采油厂）

电加热集油工艺节能技术应用

马矿召（大庆油田有限责任公司第八采油厂）

为降低地面投资，近几年加大了电热集油工艺在油田地面建设中的应用力度，应用电热带伴热管和井口安装电加热器等配套设施代替常规集油掺水管道，从现场运行情况看，电加热集油工艺和常规掺水集油工艺相比，运行费用基本持平，运行能耗降低38.2%。通过分析对比，得出了电加热集油工艺较常规掺水集油工艺可有效降低集油系统能耗的结论。

石油开采 电加热 集油工艺 节能技术

1 电加热集油工艺应用情况

自2007年，采油八厂开始试验应用电加热集油工艺。截至2011年底，产能工程应用电加热集油工艺的油井共448口，共建成电热保温管道160.8km，其中碳纤维电热管道31.4km、电热带保温管129.4km，详情见表1。

表1 2007-2011年产能工程电热管集油工艺应用情况

电热集油工艺有效地控制了地面建设投资，与掺水工艺对比，节省吨液能耗56.9%，同时扩大了集油半径，是实现不建站、少建站、少建间和降能耗的主要工艺措施，详情见表2。

表2 电热集油工艺设计参数

2 电加热集油工艺节能技术分析

2.1 电热管道最佳保温层厚度及管道埋深

埋地电加热管道在输送过程中存在热量散失，为了减少散失热量对管线包裹保温层，保温层厚度增大，能源费用减少，但是投资增大，这就需要研究保温层经济厚度。所谓经济厚度就是隔热后的年散热损失费用和投资年分摊费用之和为最小时的保温层厚度[1-2]。根据埋地电加热管道保温层的经济厚度计算公式[1]，针对在35℃时，不同管径计算结果见图1与图2。

图1 35℃油温114mm管径的保温层顶部埋深与最佳保温层厚度、10年费用净现值关系图

图2 35℃油温89mm管径的保温层顶部埋深与最佳保温层厚度、10年费用净现值关系图

经济保温层厚度和埋深的确定：根据公式计算，不同管径的最佳埋深和最佳保温层厚度见表3。

表3 经济保温层厚度和最佳埋深计算结果表

2.2 电热管道最佳伴热功率

由于电加热集输流程在井口设置电加热器，将井口产液升温到凝固点，电加热管道只是起到维温作用，因此最佳伴热功率应等于保温层散失的热量。

根据公式[2]计算，优化后最佳伴热功率见表4。

表4 最佳伴热功率优化计算结果表

3 节能效果对比

选取应用电加热集油工艺的肇39区块和应用单管环状掺水集油工艺的肇35区块进行对比。

肇39区块共有油井91口，平均单井产量2.3t/d，其中10口井采用掺水工艺进入永4站，其余81口井采用电加热集油工艺进入永6混输泵站，站内采用气液分离装置及和混输泵，将气液混输至永一联，站外共有3条集油干线，总长度19.83km，电加热器及电热管总加热功率794.53kW，详情见表5。

肇35区块共有油井156口，平均单井产油量2.1t/d，站内采用四合一组合装置处理气液，站外采用单管环状掺水集油工艺。两区块单井产量、区域分布和原油物性相近，具有可对比性，从方案计算和实际运行两方面对比，详情见表6。

电加热工艺运行费用较掺水集油工艺运行费用基本持平。

采用电加热集油工艺的肇39区块较采用掺水集油工艺的肇35区块吨液运行能耗低7.67kg标煤，比例为38.2%，较全厂掺水工艺吨液单耗低56.9%。

表5 肇39区块电热工艺和掺水工艺运行费用对比

表6 肇39区块与肇35区块、全厂掺水工艺平均能耗对比

4 结论与认识

1）电加热集油工艺可有效降低集油系统能耗，是油田地面系统节能的有效措施之一。

2）从现场应用看，碳纤维电热管故障率远高于电热带保温管，节能措施应用时应考虑故障率对节能效果的影响。

3）应继续加强电加热集油工艺日常维护管理，确保系统节能目标的实现。

[1]张其滨,莫理京.埋地管道保温层经济厚度的计算方法.石油工程建设[J],1991,17(2):31-33.

[2]李大江.经济保温层厚度的热力分析与优化.北京节能[J],1999(5):26-28.

10.3969/j.issn.2095-1493.2012.07.010

2012-03-16）

马矿召，1999年毕业于西南石油学院（油气储运专业），工程师，从事油田地面规划工作，E-mail：makuangzhao@ petrochina.com.cn，地址：黑龙江省大庆油田第八采油厂规划设计研究所，163514。