李云鹏 李思(塔里木油田公司迪那油气开发部)
能效水平对标活动是企业为提高能效水平,与国际国内同行业先进企业能效指标进行对比分析,确定标杆,通过管理和技术措施,达到标杆或更高能效水平的实践活动,是一种科学、系统、规范的能源管理方法[1]。迪那油气开发部以油田推进能源管控试点建设和能源消耗定额管理示范区块建设为契机,以完善能源管理体系和深入推进能源过程管控为主线,深入开展地面生产系统能效评价方法和指标研究,建立和完善油田重点用能系统和设备能效指标数据,针对迪那Ⅱ气田及牙哈气田持续开展能效对标工作,通过精细管理、创新管理和科学管理,从基础工作入手开展能效对标工作,为其他单位节能降耗工作的开展提供借鉴[2]。
1)2021年2 月,油田通知开展能效对标工作,并将开发部纳入油田试点单位,开发部由上到下高度重视该项工作,组织相关人员讨论对标方法及标杆建立。
2)2021年3 月,根据开发部计量系统及能源消耗实际情况,制定可确定量化的指标:区块综合指标16个,开发部综合指标10个,结合开发部能耗及重点耗能设备系统的情况,最终确定9个指标作为重点研究及对标指标。
3)2021年3 月,建立以各个基层站队为收集模块的基础数据收集机制,制定并逐步完善对标基础数据收集统计表,为下一步开展能效对标统计分析提供数据基础。
4)2021年4 月,开展对标数据统计及分析,根据数据波动情况查找原因,给各用能单位提出整改及建议事项,使各单位保持较高的用能效率。
5)2021年5 月,各生产单元按照对标分析所提出的整改建议,优化生产方式,提升能源利用效率。
6)2021年6 月,阶段性成果:初步建立起一整套能效对标数据收集及处理程序,完成《迪那油气开发部月度对标分析报告(202105)》分析报告,得出4个结论、提出3个问题解决思路、策划下一步四项工作,形成PDCA循环,能效管理水平和能源利用效率稳步提升。
积极开展能效对标是油气田企业公认的"做强做大"的有效管理方式,但是面对油气田企业管理体系粗放、业务流程不清晰、管理标准规范不健全、统计口径不统一、数据指标体系不完善、历史数据不完整等问题,开展油气田基层单位之间统一生产单元的能效对标就显得困难重重,而确立对标标杆又是开展有效能效对标的必备条件之一[3]。本次针对不同油田不同区块实现能效对标的科学性和可操作性,明确能效对标指标体系的构建原则,实践了标杆值的选定[4]:根据本年度2月对开发部能耗情况的摸底,以及计量系统目前的状况情况,在开发部内部选取一系列可计量、可分析、有指导、有意义的能耗指标,能够涵盖开发部所有用能,充分体现开发部总体用能水平。并根据2018—2020年最优的能耗水平,确定各指标标杆数值[5],迪那油气开发部能效对标指标见表1。
表1 迪那油气开发部能效对标指标
2.1.1 牙哈处理站气处理单耗
牙哈处理站气处理单耗曲线见图1,相比牙哈处理站气处理单耗标杆值(2020年),2021年上半年牙哈处理站气处理单耗月度值及年度累计值基本在标杆值之下,仅在3月份气处理单耗大幅度增加。主要原因是牙哈注气能源消耗计量影响造成天然气处理能源消耗计量偏小,从而造成单耗能增加较多,因为天然气处理能耗为牙哈处理站总能耗与牙哈注气能耗的差值。注气能耗从2—3月跨月计量误差造成牙哈注气能耗偏高[6]。
图1 牙哈处理站气处理单耗
2.1.2 迪那处理站气处理单耗
迪那处理站气处理单耗见图2,相比迪那处理站气处理单耗标杆值(2020年),2021年上半年迪那处理站气处理单耗月度值均与标杆值偏差较小,仅在1—3月月度值略微偏高,分析其原因:1—3月迪那处理站进站处理气量较平均值低,且低于标杆年同期值,而3月迪那处理站处理量增加较多,使3月单月值下降较多,从而使迪那处理站处理单耗降低,逐渐回到正常值。
图2 迪那处理站气处理单耗
2.2.1 牙哈采气集输单耗
牙哈采气集输单耗曲线见图3,相比牙哈采气集输单耗标杆值(2019年),2021年上半年牙哈采气集输单耗月度值及年度累计值均远低于标杆值,原因分析如下:
图3 牙哈采气集输单耗
1)牙哈采气作业区从去年5月就停止了YH5区块的生产(因为施工作业),直到现在还在作业中,同时YH5井停止放空,每月减少放空气在20×104m3左右,总量减少120×104m3,从牙哈采气作业区的统计报表就很清楚反映出来。
2)今年检修推迟到7—8月份,去年5月牙哈停产检修,由于前期设备安装影响,有两天未回收放空气,大约损耗在120×104m3,所以牙哈采气今年较去年同期整体减少放空气在240×104m3,报表反映在减少291.14×104m3。放空气大幅度减少是牙哈采气集输单耗出现大幅度减少的原因。所以减少放空气是牙哈集输提高能效的主要办法。
2.2.2 迪那采气集输单耗
迪那采气集输单耗曲线见图4,相比迪那采气集输单耗标杆值(2018年),2021年上半年迪那采气处理单耗月度值与年累值均与标杆值偏差较大,能耗有明显下降。其中:
图4 迪那采气集输单耗
1)2月月度值略微偏高的原因分析:主要是由于迪那采气作业区没有及时扣除DN2-24等单井修井作业时的能耗,造成计量能耗偏高。
2)3月月度值异常原因分析:3月迪那采气作业区补扣修井作业今年前3月单井修井作业能源消耗,造成全月能源消耗为负值。
2.3.1 开发部注水单耗
开发部注水单耗曲线见图5,相比迪那采气集输单耗标杆值(2019年),2021年上半年开发部注水单耗月度值与年累值均与标杆值偏差较小,但是能耗有明显上升。分析其原因:迪那注水较去年困难,增加能耗的同时,注水量减少,所以今年注水相对于标杆值略有升高。
图5 开发部注水单耗
2.3.2 开发部注气单耗
开发部注气单耗曲线见图6,相比开发部注气单耗标杆值(2019年),2021年上半年开发部注气单耗月度值与年累值均与标杆值偏差较小,但是3月月度值偏差较大,原因分析如下:原因是注气能耗计量跨月造成注气量与能耗值计量时段不一致引起注气单耗异常,与前文描述一致,与处理气单耗值相关联。
图6 开发部注气单耗
注气单耗值主要受注气量及注气方式影响。牙哈气田采用电驱和燃驱两种方式注气,两种方式用能单耗有较大的差距:电驱单耗约为70 kgce/104m3,燃驱单耗约为320 kgce/104m3。3月份因注气调整,燃驱注气机组高负荷运行,导致单耗增加。
2.4.1 牙哈气田单位产品生产综合能耗
牙哈气田单位产品生产综合能耗曲线见图7,相比牙哈气田单位产品生产综合能耗标杆值(2020年),2021年上半年牙哈气田单位产品生产综合能耗月度值与年累值均明显低于标杆值,能耗有明显下降,但是5月月度能耗值偏大,分析其原因:今年牙哈处理站能耗及牙哈采气能耗大幅度降低,对牙哈单位产品生产综合能耗影响较大,从前面描述相关内容一致。至于5月单月偏大主要是5月注气量较大,造成5月单月产品量减少较多对单位产品综合能耗有较大影响。
图7 牙哈气田单位产品生产综合能耗
2.4.2 迪那Ⅱ气田单位产品生产综合能耗
迪那Ⅱ气田单位产品生产综合能耗曲线见图8,相比迪那Ⅱ气田单位产品生产综合能耗标杆值(2020年),2021年上半年迪那Ⅱ气田单位产品生产综合能耗月度值与年累值与标杆值偏差较大,其中1—2月能耗值偏大,原因分析如下:
图8 迪那Ⅱ气田单位产品生产综合能耗曲线
原因是今年前几月迪那处理站产品量较去年同期减少,影响单位产品综合能耗与标杆值有一定差距,相应来讲,迪那处理站运行较为平稳,能耗减少和产品量减少不成正比。
2.4.3 开发部单位产品综合能耗
开发部单位产品综合能耗曲线见图9,相比单位产品生产综合能耗标杆值(2020年),2021年上半年开发部单位产品综合能耗月度值与年累值均明显低于标杆值,能耗有明显下降,但是其中5月能耗值偏大,原因分析如下:
图9 开发部单位产品综合能耗
开发部产品综合能耗是由迪那Ⅱ及牙哈两个气田综合情况而定的,这正是由于牙哈5月单位能源消耗有较大的变动造成开发部整个单位产品综合能耗升高。
通过能效对标的工作实践,形成了油气田企业的能效对标方法,有效地支持了企业节能降耗,促进了油气田业务持续发展。2021年上半年,开发部各重点耗能设备运行正常,能源消耗总量基本正常,核算指标保持在可控制范围之内。对于指标对标来讲,在短时间内数值波动较大,应以年累值衡量能效水平,以月度值结合实际生产情况分析能效状态。降耗瓶颈及挖潜方向为气田注气压缩机效率、集输系统效率。
迪那Ⅱ、牙哈凝析气田投产以来,在减少天然气消耗、电能消耗方面积累了大量经验[7-8],而在此次能效对标过程中,克服能效对标方法缺失、对标指标体系不健全、对标指标数据库及最佳节能实践库未建立、标杆选取难度大等问题[9],进一步完善了对标体系,挖掘了节能潜力,提升了能效管理水平。
1)工作方案制定基层化。2月开始全面开展能效对标工作,多次与各基层作业单元讨论,充分发挥基层作用,从定标到对标到问题整改都与基层作业单元紧密结合。真正做到从基层来到基层去,将对标工作落到实处。
2)数据统计工作简单化。3月初制定了《迪那油气开发部对标基础数据统计表》,将数据按生产单元进行整合,将计算公式融入统计表中,各生产单元只需要按时间节点统计上报基础数据即可,减少了基层站队的工作量,为能耗分析夯实了数据基础。
3)能效对标分析常态化。每季度开展数据分析,形成分析报告,根据运行值与指标值之间的差距,分析问题,反馈到能源消耗单位,得到落实整改,形成PDCA循环,通过不间断地查找问题,逐步提高设定指标和能效水平[10]。
1)迪那油气处理厂的中压机2用1备,全年耗电量1 043.2×104k Wh,属于处理厂耗能大户。运行过程中,两台机组运行负荷均为100%,回流补压阀在70%开度以上,做了大量无用功,造成了能耗浪费。
2)实施措施:增加往复式压缩机无级调节系统,通过液压系统控制气阀调节吸气量,仅对实际需要的气量进行压缩,达到节能目的。
3)实施效果:改造后1台压缩机运行负荷可降至60%,日节电约6 173 kWh。
1)迪那处理站及迪那采气作业区停产泄压时产生大量放空气,造成能源浪费,同时对环境造成较重污染。
2)实施措施:2020年迪那处理站检修工作,利用装置、单井切换首次实现不停产检修;2021年通过对装置处理能力、公共系统的综合论证和分析,固化装置不停产检修经验,成功实现段塞流捕集器的轮换检修。
3)实施效果:实现“两年一检”的检修模式,每两年降低天然气放空量约41×104m3。
1)迪那处理站设计采用三级闪蒸+微正压提馏的工艺对凝析油进行处理,为应对气田水水量、矿化度增加,2018年增加洗盐流程,装置能耗增加。
2)实施措施:创新凝析油无热多级闪蒸工艺,降低稳定塔塔顶压力,加大闪蒸压差,实现空冷器、洗盐装置停运,降低了导热油炉负荷,实现非供暖季节导热油炉单炉单泵运行。
3)实施效果:实现日节气750 m3,日节水80 m3,非供暖期日节电1 369.6 k Wh。
4)自4月1日开始停止结算。截止7月23日,实现节约混输增压装置运行承包商费用48.97万元/月,实现节约动力费5.18万元,截止目前共节约费用54.15万元。
迪那油气开发部将持续推进能效对标工作,固化经验做法,常态化开展数据对标分析,不断完善认识,提高能效管理水平,尤其是做好能源消耗计量的完善、重点用能设备的维护保养、检修周期的放空气回收等具体工作。并针对提升注气压缩机效率问题、提高集输系统效率、提高导热油炉效率重点挖潜方向,突出问题导向、效益导向,积极持续开展调查研究,精准查找潜力,精准制定措施,真正将能效对标落到实处。