掺水集油与机采系统能耗影响规律分析

马海涛（大庆油田有限责任公司第八采油厂）

掺水集油与机采系统能耗影响规律分析

马海涛（大庆油田有限责任公司第八采油厂）

集油系统能耗包括集油系统水力功率与热力功率，机采系统能耗即为电动机的输入功率。随着地面系统降温集输不断深入，抽油机工况必定受到影响。通过分析集油参数对油井油压、抽油机耗电量的影响规律，综合评价集油与机采系统能耗，确定经济运行参数，指导集输系统及机采系统优化运行。

油田地面工程掺水集油油压运行参数能耗规律

随着地面系统节能挖潜的不断深入，降温集输作为重要的节能措施已在油田全面推广。随着地面参数的变化，抽油机能耗必定受到影响。有必要以集油和机采系统总能耗最低为目标，开展油压随掺水温度掺水量变化规律、耗气耗电随油压变化规律研究，综合评价地面系统能耗，确定经济运行参数，指导降温集输。

1　集油系统运行参数对集油环掺水压力与油井油压的影响规律

集油环掺水压力为集油管网的沿程损失与环的回液压力之和，各油井油压为环的回液压力与该井口到阀组间集油管线的沿程水头损失之和。当掺水量一定时，油井油压随掺水温度的增加而降低；当掺水温度一定时，油井油压随掺水量的变化曲线存在驻点，即当掺水量较低时，油井油压随掺水量的增加而降低，当掺水量增加到一定程度后，油井油压随掺水量的增加而增加。

分析原因，沿程水头损失主要受阻力系数和混合液流速两个参数影响。当掺水量较低时，温度较低，液黏度影响显著，油井油压大；随着掺水量的逐渐增加，温度上升，黏度下降显著，从而降低了沿程水头损失，油压随掺水量的增加而降低；当掺水量高到一定程度时，黏度影响不显著，流速影响显著，油井油压随掺水量的增加而增加。

2　确定合理运行参数

集油系统能耗包括加热炉掺水耗气和掺水泵耗电，机采系统能耗即为电动机耗电。以外围油田某集油环（表1）开展现场试验，确定合理运行参数。

表1　试验集油环基本情况

2.1耗电量、耗气量随井口油压变化规律

以单井平均掺水量1m3/h为例，当掺水温度从70℃降到50℃，首端井油压由0.6MPa上升到1.04MPa时，抽油机耗电量为214～222kWh/d，上升幅度不大；集油环耗气量为426～255m3/d，下降幅度较大。

单井掺水量在0.5～1.5m3/h之间，掺水温度在50～70℃之内，耗电量随着掺水温度降低而升高，随着掺水量降低而降低，变化范围497～548kWh/d；耗气量随着掺水温度和掺水量降低而降低，变化范围627～125m3/d。

通过测算，集输和机采总能耗中，集输耗电占0.32%，机采耗电占20.95%，集输耗气占78.73%；由于热能占主导地位，压降满足生产条件下，热能最低时，总能耗最低，费用最低。

2.2调整优化系统运行参数

以集油系统与机采系统总能耗最低为目标，满足回油压力进站不低于0.2MPa，回油温度不低于原油凝固点，得出此集油环最经济运行参数：掺水温度为61℃，集油环掺水量为1.5m3/h。优化运行后，掺水温度下降5℃，掺水量下降1m3/h。首端井3结语

油压由0.71MPa上升至0.73MPa，中间井由0.60MPa上升至 0.69MPa，末端井由0.58MPa上升至0.63MPa。耗气量由317m3/d下降至172m3/d，下降145m3/d，耗电量下降1kWh/d。

综合考虑集油系统与机采系统能耗，形成了集油系统运行参数的优选方法，对于降低集油与机采系统能耗，提高集油与机采系统的综合经济效益具有指导意义。各掺水集油环推广以后，可达到节能降耗的目的。

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.002.004

2014-12-19）

马海涛，工程师，1999年毕业于哈尔滨工业大学，从事地面工程管理工作，E-mail：mahaitao@petrochina.com.cn，地址：黑龙江省大庆油田有限责任公司中第八采油厂规划设计研究所，163712。