油田節(jié)能降耗技術(shù)分析范文

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摘要：

能源資源的稀缺性特點(diǎn)決定我們要持續(xù)的關(guān)注“節(jié)能降耗”，更應(yīng)該深入研究與將更多、更好的節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)、生活各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)期的節(jié)能減排目標(biāo)、達(dá)到節(jié)能降耗目的；作為社會(huì)生產(chǎn)、生活重要能源來源之一的油氣資源開發(fā)與利用，同樣面臨著節(jié)能降耗問題，這主要是因?yàn)橛蜌赓Y源開發(fā)、利用本身就伴隨著大量的能源資源消耗，也是節(jié)能降耗的重點(diǎn)。為此，筆者結(jié)合工作實(shí)際，從油田油氣資源開發(fā)與利用角度就采油系統(tǒng)、集輸系統(tǒng)、熱力系統(tǒng)和電力系統(tǒng)中的節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)用問題進(jìn)行了深入探討；旨在促進(jìn)節(jié)能降耗技術(shù)在油田油氣資源開發(fā)與利用過程中的科學(xué)合理應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：

油田；節(jié)能降耗；技術(shù)；分析；油氣資源開發(fā)

0引言

隨著我國社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域、各個(gè)行業(yè)的穩(wěn)步、可持續(xù)健康發(fā)展，社會(huì)能源需求逐年及大幅增長，鑒于能源資源的稀缺性，為了有效提高能源資源的利用效率及實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的，節(jié)能降耗技術(shù)開始走入人們的視野，并逐漸被人們所重視；作為社會(huì)生產(chǎn)、生活重要能源來源之一的油氣資源開發(fā)與利用，同樣面臨著上述資源利用效率問題及節(jié)能降耗挑戰(zhàn)。油氣資源的開發(fā)、供應(yīng)與利用過程本身就伴隨著大量的能源資源消耗，因此也是進(jìn)行節(jié)能降耗的重點(diǎn)。從油氣資源開發(fā)過程角度提高能源的利用效率及節(jié)能降耗水平對(duì)促進(jìn)節(jié)能降耗在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域及生產(chǎn)、生活中的實(shí)施具有重大而深遠(yuǎn)的意義。筆者結(jié)合工作實(shí)際，從油田油氣資源開發(fā)與利用角度就采油系統(tǒng)、集輸系統(tǒng)、熱力系統(tǒng)和電力系統(tǒng)中的節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)用問題進(jìn)行深入探討，以期對(duì)促進(jìn)節(jié)能降耗技術(shù)在油田油氣資源生產(chǎn)過程中科學(xué)合理應(yīng)用有所幫助。

1油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗技術(shù)及其應(yīng)用分析

1.1優(yōu)化采油系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

影響油田機(jī)械采油系統(tǒng)能源利用效率的因素較多，可謂地面、井下因素皆有，如油井產(chǎn)液量、有效揚(yáng)程和電機(jī)輸出功率等因素和參數(shù)；因此，應(yīng)該同時(shí)考慮地面和井下因素，將機(jī)械采油系統(tǒng)作為一個(gè)整體，以節(jié)能降耗為主要目標(biāo)，對(duì)相關(guān)影響因素及參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化匹配設(shè)計(jì)，旨在提高整個(gè)機(jī)械采油系統(tǒng)的能源利用效率，進(jìn)而提高其節(jié)能降耗水平。當(dāng)前，就油田機(jī)械采油系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)所涉及的節(jié)能降耗技術(shù)研究與應(yīng)用，概括起來有多個(gè)研究方向和多種技術(shù)；如“雙層綜合模糊評(píng)價(jià)法”，即將最高效率作為設(shè)計(jì)目標(biāo)，建立機(jī)械采油系統(tǒng)有桿泵抽汲參數(shù)優(yōu)化模型，以此起到消耗同樣能源而提高油氣產(chǎn)量的效果；還如回歸方程法，即通過對(duì)大量的機(jī)械采油系統(tǒng)效率數(shù)據(jù)的分析來獲得一個(gè)或者多個(gè)方程模型，然后以效率為目標(biāo)函數(shù)，將設(shè)計(jì)參數(shù)與實(shí)際生產(chǎn)進(jìn)行對(duì)比分析，從而獲得生產(chǎn)效率高的參數(shù)并普遍應(yīng)用到生產(chǎn)過程中等多種采油系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。

1.2大力推廣節(jié)能抽油機(jī)

采油過程中抽油機(jī)是能源消耗大戶，有必要大力推廣與應(yīng)用節(jié)能型抽油機(jī)。國外應(yīng)用比較多的，如法國研制生產(chǎn)的長沖程液壓驅(qū)動(dòng)塔架長沖程抽油機(jī)，美國Rotaflex公司研制生產(chǎn)的長沖程抽油機(jī)，都具有結(jié)構(gòu)簡單、不需外加配重、沖程長、沖次低、電機(jī)功率小等優(yōu)點(diǎn)，能明顯降低能源消耗。國內(nèi)研制生產(chǎn)與應(yīng)用比較多的，如：雙驢頭抽油機(jī)，其屬于游梁式抽油機(jī)類，同樣具有沖程長、沖次低、能源消耗低的優(yōu)點(diǎn)；偏輪游梁抽油機(jī)，其為六連桿結(jié)構(gòu)，也是一種節(jié)能型抽油機(jī)，與傳統(tǒng)抽油機(jī)比較，節(jié)電率能達(dá)到30%；另外，彎游梁抽油機(jī)也是當(dāng)前一種比較典型的節(jié)能型抽油機(jī)，其是在常規(guī)游梁抽油機(jī)基礎(chǔ)上，通過對(duì)其形狀、安裝位置等的改進(jìn)而兼?zhèn)淞顺Ｒ?guī)游梁式抽油機(jī)和雙驢頭抽油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，具有較好的節(jié)能效果。

2油田集輸系統(tǒng)節(jié)能降耗技術(shù)及其應(yīng)用分析

2.1高效保溫隔熱技術(shù)及其應(yīng)用

在油氣資源中高凝點(diǎn)、高含蠟原油以及稠油占有較大比重，其成功順利開采離不開“熱力技術(shù)”的支持，如果采用專門的熱力技術(shù)勢(shì)必會(huì)增加能源消耗，因此“保溫隔熱”就成為油田油氣資源集輸過程中所使用的、重要的節(jié)能降耗手段之一。為了充分利用現(xiàn)有熱能，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行專門的保溫隔熱處理是非常必要的，主要目的是降低油氣資源開采過程中熱力能量損失。高效保溫隔熱技術(shù)被認(rèn)為是降低熱力系統(tǒng)能量損失、提高能源利用效率的重要技術(shù)方法之一；比如，美國克恩河油田廣泛采用的高效隔熱管技術(shù)、英國Troika油田采用的真空隔熱油管技術(shù)，對(duì)于保持油液溫度起到了積極作用，取得了較好的節(jié)能降耗效果。

2.2常溫集輸處理技術(shù)及其應(yīng)用

油田油氣資源開發(fā)在進(jìn)入中后期，即高含水階段，如果仍采用傳統(tǒng)集輸工藝則會(huì)增加能源消耗，這一階段的采出液其實(shí)更適用于常溫集輸而不需要進(jìn)行專門摻水加熱處理。如冀東油田、大慶油田在該階段推廣使用的常溫密閉集輸工藝，就取得了很好的節(jié)能降耗效果。但是，常溫集輸處理技術(shù)應(yīng)用同樣也受實(shí)際條件的限制，比如要考慮采出液的含水率、溫度和剪切率等因素，以及對(duì)集油管路進(jìn)行必要的保溫處理等，從而保證常溫集輸處理技術(shù)的應(yīng)用效果，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能降耗目的。

2.3高效氣液分離技術(shù)及其應(yīng)用

氣液分離是油田油氣資源開發(fā)過程的重要環(huán)節(jié)，氣液分離效果的優(yōu)劣直接影響到油氣資源后續(xù)的脫水效果；就油田油氣資源開發(fā)過程中的氣液分離技術(shù)，國內(nèi)外及各大油田都在大力抓緊改進(jìn)，并研制生產(chǎn)出了相應(yīng)氣液分離器，將其應(yīng)用到油田油氣資源氣液分離環(huán)節(jié)中，大大簡化了后續(xù)的采出液處理流程，起到了很好的節(jié)能降耗效果,其中尤以高效、緊湊型分離器為代表。如挪威石油公司研制的管式氣液旋流分離器具有效率高、撬裝化、可移動(dòng)及小型化等特點(diǎn)，更適合于深海油氣資源開發(fā)過程中的氣液分離，其通過減小每個(gè)單管管徑、加長管長，以及增加渦流設(shè)備等，大大提高了油氣資源的氣液分離效率。

3油田熱力系統(tǒng)節(jié)能降耗技術(shù)及其應(yīng)用分析

3.1加熱爐節(jié)能技術(shù)及其應(yīng)用

加熱爐是油田油氣資源開采過程中廣泛使用的加熱設(shè)備，加熱爐效率高低直接影響到油田的節(jié)能降耗效果。鑒于影響加熱爐效率的因素眾多，需要考慮從主要影響因素角度來對(duì)加熱爐進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，如燃燒器、空氣系數(shù)、爐體散熱等都是影響加熱爐能源利用效率的重要因素；因此，可以考慮進(jìn)一步改進(jìn)加熱爐燃燒器設(shè)計(jì)、采用節(jié)能型高效燃燒器，以及優(yōu)化空氣系數(shù)、配套輻射定向吸熱和余熱回收技術(shù)等，以此來提高加熱爐系統(tǒng)的能源和熱能利用效率。目前，國內(nèi)采用的高效加熱爐主要有真空加熱爐、相變加熱爐和熱媒爐等幾種；其中冀東油田使用的相變加熱爐和真空加熱爐；實(shí)踐證明，經(jīng)過改進(jìn)的高效加熱爐不但運(yùn)行穩(wěn)定、安全可靠，最重要的是節(jié)能效果好，能源燃燒及熱能利用率達(dá)到90%以上。

3.2熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)及其應(yīng)用

熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，由于具有較好的環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性特點(diǎn)，被越來越多的人們認(rèn)可和應(yīng)用。對(duì)于熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，國外甚至已經(jīng)通過立法來促進(jìn)其發(fā)展和應(yīng)用，同時(shí)也進(jìn)一步促進(jìn)了熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和在更大范圍內(nèi)的應(yīng)用；熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)成為油田油氣資源開采過程中用于提高能源利用效率、實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)的主要與有效方式。與熱電分產(chǎn)相比較，熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的節(jié)能降耗效果不言而喻，其在國內(nèi)外油田油氣資源開采中應(yīng)用的效果同樣也獲得了人們的認(rèn)可，特別是在熱采稠油中的應(yīng)用。如美國Midway-Sunset稠油油田、克恩河油田應(yīng)用的熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐均證明，熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用給企業(yè)帶來了較好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和節(jié)能效果。

4油田電力系統(tǒng)節(jié)能降耗技術(shù)及其應(yīng)用分析

4.1無功補(bǔ)償技術(shù)及其應(yīng)用

就無功補(bǔ)償技術(shù)而言，其在國內(nèi)油田電力系統(tǒng)中的應(yīng)用配置相對(duì)較少，且多存在配置不合理問題；因此，有必要對(duì)油田電力系統(tǒng)中的無功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行全面的優(yōu)化。我國勝利油田孤東油區(qū)率先改進(jìn)與采用了智能無功補(bǔ)償裝置，實(shí)踐證明新型智能無功補(bǔ)償裝置，不僅能夠有效提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，最重要的是能夠大幅降低能量損耗，無功補(bǔ)償與節(jié)能降耗效果明顯，同時(shí)一定程度上實(shí)現(xiàn)了油田電力系統(tǒng)的智能化運(yùn)行；還有中原油田在油田抽油機(jī)井上應(yīng)用了無功就地補(bǔ)償技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)平均線損率下降，其中降低率達(dá)60%，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗目的。隨著無功補(bǔ)償技術(shù)持續(xù)改進(jìn)，已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償、連續(xù)性補(bǔ)償，其節(jié)能降耗效果更好。

4.2變頻技術(shù)及其應(yīng)用

伴隨變頻技術(shù)的發(fā)展，特別是調(diào)速變頻技術(shù)，其在油田抽油機(jī)、螺桿泵和輸油泵等設(shè)備中獲得了成功應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了降低設(shè)備電力損耗的目標(biāo)。如華北油田采油廠在抽油機(jī)井上應(yīng)用了變頻技術(shù)后，節(jié)電率達(dá)22%，節(jié)能效果明顯；勝利油田孤東采油廠的潛油電泵在使用了變頻技術(shù)后，系統(tǒng)能源利用率提高了11%，不便節(jié)約了能源，也提高了油田的經(jīng)濟(jì)效益。雖然當(dāng)前變頻技術(shù)所使用的變頻器還多是通用變頻器，相對(duì)適應(yīng)性、可靠性要差一些，一定程度上影響了變頻技術(shù)在油田電力系統(tǒng)改造中的應(yīng)用，但是我們?nèi)匀荒軌蚩吹阶冾l技術(shù)應(yīng)用在油田電力系統(tǒng)中所起到的節(jié)能效果；毋庸置疑，變頻技術(shù)應(yīng)用將成為油田電力系統(tǒng)節(jié)能降耗研究的一個(gè)重要方向。

5其他節(jié)能降耗技術(shù)及其在油田的應(yīng)用分析

可用于油田實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)的技術(shù)眾多，除了上述針對(duì)油田采油系統(tǒng)、集輸系統(tǒng)、熱力系統(tǒng)和電力系統(tǒng)的節(jié)能降耗技術(shù)外，仍然有很多的節(jié)能降耗技術(shù)可以用于油田實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)。如直驅(qū)螺桿泵技術(shù)，其通過永磁電機(jī)對(duì)螺桿泵直接驅(qū)動(dòng)，以此來減少機(jī)械和皮帶減速器的應(yīng)用，達(dá)到降低抽油系統(tǒng)能源消耗的目的；如油田數(shù)字化技術(shù)，也是實(shí)現(xiàn)油田智能管理的最佳途徑，其關(guān)鍵技術(shù)之一地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用可以很好實(shí)現(xiàn)油田系統(tǒng)內(nèi)各類資源的共享，促進(jìn)油田經(jīng)濟(jì)效益和整體能源利用率的提高；還如太陽能技術(shù)，國內(nèi)外越來越多的油田開始重視太陽能的利用，如遼河油田在原油集輸系統(tǒng)中就使用太陽能來對(duì)原油進(jìn)行加熱，太陽能技術(shù)在油田節(jié)能降耗中的應(yīng)用更多的還處于起步探索階段，但無疑有著廣闊的應(yīng)用前景。

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作者:單永芳 孫大勇 單位:采油二廠第五作業(yè)區(qū)采油2-18隊(duì)