我国油气生产用能及节能措施效果分析

赵明，檀朝东*，蒋荣生，杨若谷



我国油气生产用能及节能措施效果分析

赵明1,3，檀朝东1*，蒋荣生2，杨若谷4

(1.中国石油大学（北京）石油工程学院，北京昌平，102249；2.中节能骏诚（上海）环保科技有限责任公司，上海普陀，200000；3.大庆油田有限责任公司采油六厂，黑龙江大庆，163400；4.北京雅丹石油技术开发有限公司，北京昌平，102200)

在油气开发生产过程中，油田企业也要消耗掉大量的能源，而且能耗随着开发难度的加大呈逐步增长的趋势。油田企业自身开展节能降耗工作，不仅可以为国家提供更多油气，也有利于降低生产成本，提高企业竞争力。在调研油气田生产用能现状的基础上，分析了油气生产各系统的节能潜力和节能措施效果，提出了油气生产节能的措施方向。

油气生产；节能降耗；潜力；措施

引言

油田开发企业既是产能大户，也是能耗大户。随着石油天然气行业的不断发展，目前国内各油气田处于不同开发阶段，能源消耗水平也不尽相同：一方面，主力油田相继进入开发中后期，采出液含水升高、产油量递减，水处理系统负荷偏高、油处理系统负荷偏低现象普遍，增加了成本调控的难度；后续开发的油气田，多为低品位资源，也造成生产运行能耗不断上升。另一方面，随着油田开发的延续，油田系统日益庞大，油田各生产运行系统优化调整难度逐渐加大，系统能耗居高不下。

据统计，油气生产耗能大约相当于自产油气的14%，能耗费用约占生产成本的20%左右。油田企业搞好节能降耗，即可为国家提供更多油气，也有利于油田企业降低生产成本，优化企业成本结构，是油田企业挖潜增效、增强企业竞争力的重要举措。同时，原油、天然气等能源的节约使用，还可以减少环境污染，保护生态环境[1-2]。因此，摸清国内油气生产用能情况，分析各系统节能潜力和节能措施效果，明确油气生产节能发展方向，对油田企业开展节能降耗工作具有一定借鉴意义。

1 油气田生产用能现状分析

油田企业能耗系统按照其组成可分为机采、注水、集输等几大系统，能源消耗主要包括电力、原油、天然气等。

1.1 油气田生产用能消耗水平

截至2016年底，全国已探明油气田993个。其中，油田722个，气田271个。累计生产石油65.92亿吨，累计生产天然气1.81万亿立方米。2016年，全年生产石油1.996亿吨，生产天然气1231.72亿立方米，全年生产油气当量约3亿吨。据相关统计资料显示，国内石油天然气开采行业单位油气生产综合能耗平均值约为146.1kgce/t油，单位液量生产综合能耗平均值约为29kgce/t液，进而估算出国内油田企业油气生产综合能耗约为4389.94万吨标煤。

1.2 油气田生产用能消耗结构

从中石油相关能耗统计数据来看，油气田生产板块中，天然气消耗量最大，占比34.57%，主要用于给井口和联合站、接转站输送的原油加热及边远井天然气发电；电能占例33.94%，主要用在机械采油、注水、原油集输等生产环节；原油消耗占比26.64%，主要作为锅炉、加热炉的燃料，用于提供热采井注汽、原油处理集送及冬季取暖所需的热能，其他能耗占比4.85%。按照油气田地理分布区域进行对比，东西部的能耗结构又存在显著差异，东部油气田能源消耗以电力消耗为主，西部则多来自于天然气，原因为西部地区相关配套设施存在不足，需要依靠自产能源进行弥补。

2 油气田生产节能措施效果分析

2.1 油田企业采取的节能措施

油田企业对节能技术的发展高度重视，通过开展节能技术攻关研究、节能示范工程建设、节能技术交流、节能专项投资等多层次的推进，不断提高油田节能技术水平，深挖节能潜力。

（1）开展节能潜力研究，推进节能示范工程建设。定期组织油气田工程建设和生产运行情况、油气田系统能耗、节能技术发展等全面调查和调研，对比国内外技术经济水平，探究国内外差距，确定发展目标，组织编制并实施节能示范工程方案等。

（2）组织节能技术交流，推动节能技术传播应用。开展多种形式的节能技术交流会，通过大会交流、出版发行节能技术交流文集和技术指南等，促进先进适用的节能节水技术的推广应用。

（3）设立节能专项投资，加快重点节能技术发展。坚持“突出重点、效益优先、典型示范、成熟先行”的原则，优先安排实施技术成熟、效果显著、具有典型示范作用的重点项目。

（4）建立节能技术推广应用目录，引导成熟节能技术推广。对于已有成功应用案例，技术成熟、适用性强、效果显著的节能节水技术，石油企业计划分批建立推广目录，结合设备更新淘汰重点组织推广应用。

2.2 油田企业节能措施效果分析

近年来我国的油田企业坚持“开发和节约并重，把节约放在首位”的能源工作方针，认真贯彻国家节能的法律法规，节能工作得到不断发展和提高。

（1）节能成效显著，能源消耗结构得到调整。通过加强节能管理工作，在生产难度加大的情况下，石油企业有效控制了能耗的增长，原油、成品油的消耗比例明显下降。以中石油为例，“十二五”期间，中石油的能源利用水平不断提高，能源实物消耗结构不断优化，累计实现节能613×104t标煤，超额完成了“十二五”目标任务。

（2）节能技术取得进步，油气生产各系统效率有了提高。虽然国内油田企业通过采取节能技术措施取得了一定的成果，但从各系统能效角度来看，总体上距离国外先进水平还有一定的差距。无论是提高主要耗能设备的运行效率还是降低油气损耗，国内油田企业都还有较大的节能潜力。

①机采系统能效现状。机采系统主要包括抽油机采油系统、电潜油泵采油系统和螺杆泵采油系统，目前其能耗管理中存在的问题主要表现为：a.机采设备老化，使用效率下降；b.部分设备选型不合理，造成大马拉小车问题；c.低效井仍占有相当比例，与目标期望值有一定距离[3]。抽油机系统效率国外一般在30%，先进水平在36%；国内平均26%左右，先进的在30%左右。潜油电泵系统效率国外一般在35%，先进水平在40%；国内平均在30%左右，最高效的达38.7%。

以抽油机为例，目前全国约有抽油机井30万多口，若系统效率由平均水平26%提高到国外先进水平36%，每天可节约电量约为260×104kW.h。

②注水系统能效现状。注水系统消耗能源主要为电能，据统计油田注水耗电量一般占油田总耗电量的33%～56%，且有逐步增大的趋势，已成为制约企业节能降耗，降低成本，提高经济效益的重要问题。目前其能耗管理中存在的问题主要表现为：a.低效泵仍占一定比例；b.设备老化，耗能高；c.部分注水站系统运行调节能力差；d.注水管网效率低；e.注水水质差。国内外注水系统指标对比情况，如表1所示：

表1 国内外注水系统指标对比

目前，国内油田企业注水系统效率先进水平已达高效系统要求，但仍有部分油田注水系统效率低于50%，存在较大的节能潜力。

③集输系统能效现状。油气集输是继油藏勘探、油田开发、采油工程之后很重要的生产阶段，消耗能源主要为电能和热能，能源消耗量也在油田整体能源消耗中占有很大的比例。油气集输系统的能耗特点如下：a.耗用的是高能质的燃料，但实际利用的却是低品位的热能；b.电（或动力）与热大部分采用分产、分供的方式；c.油田广泛采用的产热设备为加热炉，其数量大、分布零散、使用年限长、热效率偏低、耗能多，不利于节能减排；d.热负荷分散，点负荷小。

目前集输系统能耗管理中存在的问题主要表现为：a.生产油水比例的变化使原有集输设施的不适应性日益突出；b.原有集输工艺已不适应新的开发工艺和特殊油藏的开发；c.部分设施老化、不能按照有关的标准规定进行周期检验和维护。国内外油气集输系统指标对比情况如表2所示：

表2 国内外油气集输系统指标对比 %

油气集输系统的能耗特点导致了系统能量利用率偏低，能耗量偏高，加之能源梯级利用基本未予考虑，系统还有很大的节能潜力。

3 油气田生产节能发展方向

从油气生产各系统整体情况可以推断，油田企业的节能潜力依旧是很大的，预计节能潜力能够达到30%左右。目前，国内的各大油田仍在积极进行节能降耗的工作，从资金投入、结构优化、技术创新、管理进步等方面着手，实现油田企业的节能降耗。主要措施方向包括：

（1）健全能源管理组织机构体系。从当前油田企业能源管理组织结构体系可以看出，仍有部分油田企业存在着结构体系不尽完善，功能交叉的不足等问题，因此建设一套功能完善、任务责任明确的能源管理组织机构体系是开展能源管理工作的基础，确保目标责任能够落实到位，节能评价考核严格实施，构建起层次分明、上下联动、制度健全、信息快捷的现代化能源管理网络。

（2）逐步调整能源消耗结构。改善能源消耗结构，实现能源优化配置是油田企业节约使用能源、提高能源利用效率、降低能源消耗成本的最为直接的途径。当前油田企业能源消耗结构不尽合理，原油、成品油的消耗数量依然较多，天然气清洁能源和地热等新能源相对利用不足。因此，油田企业应结合自身的实际情况，进一步开发利用新能源与可再生能源，如：太阳能、地热和风能等，推广应用新能源设备，并积极利用回收余热，优化能耗结构。

（3）加强能源管控建设。按照先试点、后推广的原则，加强油气田生产板块的能源管控建设，建立分级分类的能源管控模式。完善节能信息系统功能．加强与其它系统的对接，满足国家和企业能耗监控与优化运行的需要[4]。

（4）开发推广利用先进节能技术。节能技术的发展需要和生产建设工艺有密切的联系，借助生产工艺技术的推进，加速节能降耗工作的开展，与此同时，结合节能技术的发展促使各项生产建设工艺的改进。目前国内油田企业存在设备老化、负载率低以及匹配不合理等问题。因此，油田企业应强制淘汰不符合国家能源效率标准、属于国家淘汰范围的产品设备；其次，对超期服役、老化、能耗高的产品设备进行及时更新改造，并优先推广应用节能型产品设备；最后，应在油气生产各个系统推广应用先进的节能技术，如地上地下整体性优化技术、机采系统完整性节能技术及油田数字化技术等[5]。

（5）加大监督考核力度。针对能耗强度和总量双控，加强指标的分析预测和预警。继续将节能指标纳入业绩考核，分年度落实指标，逐级分解并跟踪考核，并进一步加大对重点用能单位的监督考核力度。

4 结束语

在国家节能政策导向和油田自身发展需要的驱动下，油田企业开展节能降耗工作，提高能源利用效率，降低企业开采成本，提高企业竞争力，已成为必然趋势。通过调查国内油田企业生产用能情况，分析各系统节能潜力和节能措施效果，确定下一步节能工作开展方向，为油田企业制定节能措施提供参考。

[1] 苗杨, 孙春晓, 徐嘉一. 石油开采企业节能监测与节能潜力分析[J]. 节能, 2017, 36(03): 70-72+3.

[2] 凡文. 石油和化工行业节能低碳现状[J]. 中国石油和化工经济分析, 2017, (09): 29-30.

[3] 于博, 王海军. 长庆油田机采系统能耗分析及对策[J]. 石油石化节能, 2017, (12): 31-32+9.

[4] 王学文. 节能工作面临的形势和任务[J]. 石油石化节能, 2016, 6(11): 1-4+7.

[5] 齐朔彤. 我国石油油气田节能技术发展现状及展望[J]. 中国石油和化工标准与质量, 2014, 34(11): 37.

Analysis of Energy for Oil and Gas Production and Energy Conservation Measures in China

ZHAO Ming1,3, TAN Chaodong1*, JIANG Rongsheng2, YANG Ruogu4

(1.Institute of Petroleum Engineering, China University of Petroleum, Beijing Changping, 102249, China; 2.CECEP Juncheng(Shanghai) Environmental Technology Co.,Ltd., Shanghai Putuo, 200000, China; 3.No.6 Oil Extraction Plant, Daqing Oilfield Company Limited, Heilongjiang Daqing, 163400, China; 4.Beijing Yandan Petroleum Technology Development Co, Ltd, Beijing Changping 102200, China)

In the process of oil and gas development and production, the oilfield enterprises also need to consume a large amount of energy, and the energy consumption increases gradually with the development difficulty. The energy conservation work of oilfield enterprises can not only provide more oil and gas for the country, but also reduce the production cost and improve the competitiveness of enterprises. Based on the current situation of oil and gas production, this paper analyzes the energy conservation potential and energy conservation measures of oil and gas production systems, and puts forward the direction of energy saving in oil and gas production.

Oil and gas production; Energy-saving and cost-reducing; Potential; Measures

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2018.01.009

TE355

A

1672-9129(2018)01-0020-03

赵明, 檀朝东, 蒋荣生, 等. 我国油气生产用能及节能措施效果分析[J]. 数码设计, 2018, 7(1): 20-21.

ZHAO Ming, TAN Chaodong, JIANG Rongsheng, et al. Analysis of Energy for Oil and Gas Production and Energy Conservation Measures in China[J]. Peak Data Science, 2018, 7(1): 20-21.

2017-11-20；

2018-01-05。

赵明（1988-），男，助理工程师，硕士，163400，黑龙江省大庆市让胡路区庆新街道。E-mail:tanchaodong@cup.edu.cn