油气集输系统能耗分析与节能措施

田宏伟 蔡兰英 裴疆霞

摘 要：高能耗、高污染的粗放型增长方式已不适应新常态的要求，提高能源利用效率为核心的集约型增长方式和低能耗、低污染、低排放的低碳经济，已成为未来经济发展的方向。油气集输系统是油田地面工程建设的主体部分，是地面工程技术的核心，其工程投资一般占地面工程总投资的50%左右，能耗约占油气田生产能耗的35%。因此，从节能设计入手，抓好节能的日常管理和节能技术的不断推进，会大大降低油气开采行业的运行成本。本文就加强油气集输系统能耗管理进行简单的阐述。

关键词：加强；油气集输；系统能耗；管理；探讨

油田的油气集输系统是直接关系到生产效益的重要组成部分，在设计和建设过程中一定要从节能降耗的角度出发，最大程度上节省油田的生产成本。尤其是在提高绿色节能生产的当今社会，改善油田高污染生产的传统模式，实现绿色节能，无论是对于油田生产的可持续发展，还是国民经济的持续增长都具有十分重要的作用。本文仅针对现目前油田生产中存在的一些有待改进的耗能现象，提出了一些改进措施，对于油田生产的改进具有一定的参考意义。

1.油气技术系统的能耗分布

1.1油气集输系统的能耗分布结构

根据现目前的油气集输系统测试分析，将系统的主要能耗分布进行有效计算和统计，总结出系统的能耗分布结构，对于后续的节能措施设计，具有相当重要的意义。由于系统的整体较为复杂，在具体的测绘过程中可以将主要管网段进行分段，包含了转油站至脱水站、以及转油站以下的管网部分，前一部分的能量可有两个站点的介质能量差测出，后一部分则可以通过压降差计算得出。其他部分的能耗则主要包含了加热炉耗热、机泵系统耗电以及二段加热炉耗气等，只有搞清了系统内各部分的能耗分布，才可以有重点地进行能耗设计。

1.2油气集输系统的能耗现象及问题

油气集输系统是现目前原油生产的主要耗能部分，实际上当前的集输系统主要存在着能耗高和油气损耗高等两大问题。在油水处理尤其是加热处理过程中，由于加热炉的使用效率等问题而散失了大量的热量，同时在油气的处理过程中也会出现大量的油气挥发损耗，使得损失进一步加大。

1.3油气集输系统的能耗影响因素

油气集输系统的能耗影响因素是多方面的：首先是预脱水器的分水率，当开采原油的含水量较高时，尤其是在高含水期进行原油开采时，很容易出现原油加热沉降脱水耗能大幅度增加的情况，而这些热量都随着污水的排出被带走，并没有得到有效的利用；即使是经过脱水后的原油，其也具有一定的含水率，当脱水原油进行加热时，其含水率越高，加热处理相同量的原油所需的热耗也就越大；另外一大重要的影响因素是加热炉的效率，当加热炉的热损耗过大是，也会造成系统能耗过大，影响能源的利用率，经过计算测定，当将加热炉热量散失控制在5%以下，而排烟热损失控制在8%以下，且使得排烟温度低于180℃时，可以更好地提高加热炉的使用效率。

2.目前油气集输系统之中存在的问题

2.1能耗过大

现如今在油田的开采过程中，原油含水的不断上升，产液量和产水量增加，因此输送能耗以及相应的处理费用也在逐年增加，这是无法避免的。随着单井产油量的降低，人们开始转向油水井，可是这必然就代表着油田集输系统运输成本会不断增加。而且目前国内油田之中的集输系统之中，有很多设备都已经是在超额运转，可是油田主体方往往出于成本的考虑一直搁置了这方面的投资，这必然也会增加一部分设备运转的能耗。

2.2计量方式不过关

传统采油过程中量油分离器的计量方式是需要由人工进行量油操作以及取样并且之后再进行化验的，所以说这部分工作都需要计量站的工作人员来完成。随着近几年采油工艺的不断革新，现有的计量装置和过去相比提高了工作效率以及作业精度，但是因为各种客观因素的制约，这方面的工作效果其实并不是很理想。如果计量方式不准确，必然会影响油田集输系统的运行，所以说未来改革集输系统的关键，就是提高计量方式的准确性。

3.油气集输系统的节能措施

3.1提高加热炉的能耗效率

加热炉是在原油处理过程中实现掺水、热洗和脱水的重要供热设备，也是油气集输系统中重要的能耗源，因此为了达到节能减排的生产目标，必须提高加热炉的燃烧效率。首先在设计系统和采购设备时，就应当选择高效的加热炉，只有优质高效的加热设备才可以做到减小生产耗气量；或采用真空加热炉，并对加热炉的实时运行状况进行计算机监控，控制加热炉的运行，使各项参数处于最佳状态，以减少不必要的热损失；而加热炉的燃烧器是燃料能否充分燃烧的关键，空气过剩系数较大时，加热炉由气体所带走的热量太大，难以保证燃烧效率，当空气过剩系数太小时，由于燃料不能得到充分的燃烧，也难以保证燃烧效率。另外，在加热炉的使用过程中，还应当注意定期维护，加热炉工作一段时间以后，其工作介质污水容易矿化结垢，二区防腐保温层也容易出现腐蚀失效，因此必须在日常维护工作中加强除垢清晰以及保温层修复工作。

3.2改进油气输送技术

在油气集输系统中，还有相当一部分能耗产生在输送过程中，因此可以通过油气输送技术的改进来节省能耗。在高含水期进行原油开采时，采用原油降温集输技术是一个很好的办法。所谓降温技术，就是指对于含水率超过一定范围的原油，将伴热输送改为掺液输送，可以显著降低输送成本，并简化加热系统。另外，在海洋石油开采过程中，由于海底输送管道的铺设投资巨大，且维护工作复杂困难，因此产生了一项名为油气混输的新型技术。油气混输是指在油气水未经分离的情况下，直接通过输送机泵经过海底隧道进行输送，到终端工厂智慧再进行分离处理，这样便可以有效节省海洋平台的建设投资，节省能源消耗和经济、技术成本，具有很强的推广意义。

3.3不加热集输工艺

近年来，原油常温输送技术在油气开采行业得到越来越广泛的重视，形成了单管常温输油、双管不加热输油等技术。目前，大部分采油井通过单井管线埋深在当地冻土层以下，普遍采用不加热进站，即使在冬季，井口回压也能满足不加热的需要。取消井口加热炉，节能效果显著，而且由于减少了加热保温系统，投资和运行成本降低。采用单管不加热输油是依靠地下原油的自身压力和温度将液体通过输油管线输送到增压站，双管不加热输油是将原有掺水管线改为输油管线，对井口和增压站做部分改造，实现主、副双管同时出油。这种输油方式可随时恢复掺水，便于冬季生产运行和各种故障处理。

4.结论与认识

随着人类对油气资源的开采速度不断加快，油气集输系统的建设也成为一项十分重要的研究课题，也影响着油田的运行成本和经济效益。在当前的油田生产中，要想实现节能降耗，首先要从油气集输系统的能耗分布出发，找出高耗能环节，并分析出现过量能耗的影响因素，并加以改进。实际上油气集输系统的大部分能量消耗不外乎加热炉耗能、油气输送耗能等，只要从改善加热效率、减少输送过程中能量散失的角度出发，就可以实现集输系统的节能降耗。

参考文献：

[1]刘晓燕，刘扬，孙建刚，贾永英；输油管道运行优化研究[J]；工程热物理学报；2004年04期

[2]劉晓燕；张艳；刘立君；赵波；特高含水期油气水混输管道压降计算方法研究[J]；工程热物理学报；2006年04期

[3]张玮；李承祖；王斌；高含水油田常温集输工艺技术初探[J]；内蒙古石油化工；2009年24期

[4]李刚；油井常温集输工艺在跃进二号油田的应用与实践[J]；内蒙古石油化工；2008年10期