稠油集输系统能量平衡分析
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油田集输系统的能耗分析与节能措施随着石油资源会逐渐变少,更会成为关系国家安全的战略资源,因此,必须高度重视油气的集输节能措施的落实,油气生产企业加大研发攻关,不断完善油气集输系统,确保我国油田节能工作实现快速提高。
标签:油田集输系统;能耗分析;节能措施现阶段我国的油田集输系统的能源消耗还是非常大的,但是我们针对不同的情况可以应用不同的节能技术对能源消耗进行有效地降低。
一、集输系统相应能耗现状能源消耗以及油气损耗等都未能与节能要求相契合,而其能耗原因如下:首先,集输工艺未能与现代开采相适应。
现阶段开采愈加复杂,导致开采更富难度。
而部分集输系统仍以传统集输为基准,使其性能、适应性等无法与油田开采契合,再加之集输能耗不容忽视,使其能耗愈加显著。
其次,油水处理愈加困难,开采技术推动诸如新型设备等投至油田开采,在使开采得以强化的同时,油水性质则因特殊油藏而改变,使油水处理受限。
第三,就集输设备而言,其并未与现代开采相接轨。
现阶段,诸如油田开采以及设备使用等相应时限过长,使得集输管网、设备等产生腐蚀、老化,再加之检查维修未以相应标准为导向,使其集输效率未能得以强化。
第四,油田生产需油水灌以及分离器等多类设备不断运转,不论是检修时间还是备用设施等相对缺乏,导致检修愈加困难的同时,也无法就其能耗进行高效把控。
二、强化集输节能的有效措施简述1、以热泵为基础对油污水相应余热等进行回收热泵主要以循环原理为基础,确保载热工质可对余热进行吸热,同时于高温处实现热回收。
油田集输以热泵为基础,可推动低温位热向高温进行转换,使其能源利用得以高效强化。
热泵回收应以油田实际为导向,采取诸如压缩式、吸收式等多类热泵方案对相应余热实现有效回收,确保出水温度以及节能效用等得到高效提升。
2加热炉节能技术加热炉的作用范围比较广,通过其作用可以实现油井常见的掺水、热洗、脱水、采暖伴热等环节综合为一体,是一种效能非常的机械设备。
虽然可以通过加热炉提高油气生产中的工作效率减少能源的消耗,但是不同的加热炉产生的效果是不一样的,因此,在加热炉的选择上必须严格按照油气生产企业的实际情况通盘进行考虑,从而选择质量合格、处理效率最高的加热炉,倘若选择的加热炉不合格或者效率不高,那么在實际的生产中,对节能降耗的促进作用是相当有限的,很难达到理想的效果。
油气集输系统生产运行方案优化方法分析1. 引言1.1 研究背景油气是我国的重要能源资源,油气集输系统作为连接油气生产、加工和运输的重要纽带,对于保障油气生产运行的稳定和高效具有重要意义。
随着我国石油天然气产量的不断增加,油气集输系统的规模和复杂程度也越来越大,系统的安全稳定运行成为了一项重要挑战。
由于油气集输系统涉及复杂的流体特性、温度压力差异、管道阻力以及设备老化等诸多因素,如何优化系统的生产运行方案成为当前亟待解决的问题。
当前国内外对于油气集输系统生产运行方案的优化方法研究仍处于初级阶段,存在着一定的局限性和不足。
有必要深入探讨油气集输系统生产运行方案的优化方法,研究其基本原理和技术手段,以提高系统的运行效率、降低生产成本、保障系统的安全可靠运行。
【研究背景】。
1.2 研究目的研究目的是通过对油气集输系统生产运行方案优化方法的分析研究,探讨如何提高油气集输系统的运行效率和经济效益,进而提高整个油气生产链的整体运行效率和竞争力。
具体目的包括:1、深入了解油气集输系统的生产运行特点和存在的问题,为优化方案的制定提供依据;2、总结油气集输系统生产运行优化的基本原则,为后续研究提供理论指导;3、探讨数据采集与监测技术的优化方法,提高系统数据采集的准确性和实时性;4、研究模型建立与仿真优化技术,提高系统运行方案的精准度和有效性;5、比较不同的运行方案优化方法,找到最适合当前油气集输系统的优化方案;6、分析优化方法在实际应用中的效果,验证优化方法的可行性和有效性,为系统运行提供指导。
通过研究上述目的,旨在为油气集输系统生产运行方案的优化提供科学的依据和方法,推动油气产业的发展和提升。
1.3 意义油气集输系统生产运行方案优化对于整个油气行业具有重要意义。
优化生产运行方案可以提高生产效率,减少生产成本,降低环境污染,最大程度地实现资源的有效利用。
优化生产运行方案可以提高油气集输系统的可靠性和安全性,降低事故风险,保障系统稳定运行,保障人员和设备的安全。
新疆油田的稀油、稠油地面集输工艺朱方达;任翌劼;滕浩【摘要】新疆油田位于我国西北部新疆维吾尔自治区,准格尔盆地,是我国重要的油气生产基地之一,具有地质构造与储层类型复杂多样、油气性质差别大、断层异常发育、油气藏类型多等特点.新疆油田在地面集输工程建设方面积累了丰富的经验,逐渐形成了具有自身特色的稀油模式和稠油模式.针对新疆油田稀油、稠油区块地面集输工艺方面的各自特点,分析了两者在基本参数、集输模式以及处理工艺上的异同,两种模式对于油田集输工艺的优化、简化、节能减耗具有深远的意义.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2016(045)007【总页数】4页(P1564-1567)【关键词】稀油模式;稠油模式;地面集输【作者】朱方达;任翌劼;滕浩【作者单位】中国石油大学(北京),北京102249;中国石油大学(北京),北京102249;北京中航油工程建设有限公司,北京100000【正文语种】中文【中图分类】TE832新疆油田石油储量丰富,截止2012年底,新疆油田在准葛尔盆地已探明石油储量为226 246.76×104 t,其中探明未动用石油储量为63 716.45×104 t,占总探明储量的28.2%。
在探明未动用储量中稀油占61.8%,稠油占38.2%[1]。
开发至今已建设准格尔盆地西北缘、准东、腹部、南缘油区共4大油气区块,累计生产原油超过3亿t。
结合各个区块的物性特点,新疆油田有针对性地对地面集输工艺进行优化改进,逐渐形成了具有自身特色的稀油模式和稠油模式,有效的降低了工程投资和集输能耗。
其中,陆梁油田、石南21井区、石南31井区等稀油区块,经过多年的实践与创新,已逐步形成以撬装化、模块化、集成化、产品化为特点的“稀油模式”;百口泉油田百重7井区、九7、九8区等稠油区块,也已形成了稠油开发的固定模式、即单管注汽采油、减压蒸汽伴管防冻、井口掺汽降粘、小站计量转接、吞吐热采注汽集中供给。
油气集输系统节能措施探析油气集输系统是石油和天然气生产过程中不可或缺的一部分,而随着能源消耗和环境污染问题日益严重,节能环保已成为全球关注的焦点。
在油气集输系统中,节能措施的实施对于减少能源消耗、降低生产成本、提高生产效率具有重要意义。
本文将对油气集输系统节能措施进行探析,分析其在节能降耗、设备优化和技术创新等方面的应用,探讨如何有效推动油气集输系统的节能工作。
一、节能措施在油气集输系统中的应用1.设备更新和优化油气集输系统中的泵、压缩机、阀门等设备在长时间运行后会出现能效下降、功耗增加的情况,因此需要定期进行设备更新和优化。
采用先进的节能设备和技术,如采用变频控制技术的泵和压缩机、安装节能阀门等,可以有效降低能耗,提高设备运行效率。
2.能源利用优化在油气集输系统中,合理利用余热和废气能够有效降低系统能耗。
通过采用余热回收装置、废气发电等技术手段,将废热、废气转化为可再生能源,以实现能源的最大化利用。
3.自动化控制系统油气集输系统中的自动化控制系统能够实现对设备运行状态的实时监测和调节,优化系统运行参数,减少能耗。
采用先进的自动化控制系统可以有效提高生产效率,降低能源损耗。
4.节能改造技术通过对油气集输系统中的管道、设备等进行节能改造,如改善管道布局、优化设备配置、减少压降等手段,可以有效降低系统能耗,提高输送效率。
1.智能监测技术利用先进的传感器和监测装置对油气集输系统进行运行状态的实时监测和数据分析,可以实现对系统能耗的精确控制和调整,从而提高系统的能效水平。
2.新材料应用在油气集输系统的设备制造和维护过程中,采用轻质、高强度、耐腐蚀的新型材料,如复合材料、超高分子量聚乙烯等,能够减轻设备重量、降低维护成本,同时提高系统的运行效率。
3.能源管理系统建立完善的油气集输系统能源管理体系,对系统能耗进行全面监测和分析,通过能源审核、能源计量、能源分析等手段,形成科学合理的能源管理策略,为系统的节能降耗提供技术支持和决策依据。
45油气集输系统是将分散的油井产物进行计量、集中、增压、处理成质量合格的原油的过程集输系统效率,与能耗紧密相关;效率的高低,在一定程度上是衡量集输工艺流程、设备管理、技术管理的重要指标。
区块原油比重0.963,动力粘度5479厘沱(20℃),原油的高密度、高粘度特性对原油的开采和后期处理造成很大难度。
该文主要针对后期集输过程中,分析如何降低各个环节的能量消耗,提高能量利用率,以达到提高整个集输系统效率的目的。
一、集输系统效率计算公式要想清楚集输系统效率影响因素,必须先了解其计算公式,并对公式中各个参数有明确介定:系统总效率:式中,ηsi为各站效率;ηli为各管线管效;Bi为各站耗气(油)量,QyDWi为燃料基低位发热量,单位为kJ/m3(kg);wi为各站耗电量,单位为k W ·h ;R 为电能折算系数(热值当量),R=3600kJ/kW.h;n为站数。
站效率:式中,Q’sb为介质从带出的能量;Qsb为供给介质的能量;Qsa为介质带入该站的能量。
二、影响集输系统效率重要性因素分析分析稠油油田集输系统效率运行过程中的各个集输能耗节点,针对提高集输系统效率、热能利用率及减少集输系统效率电能耗量,以提高稠油区块集输系统整体效率,进行敏感性分析如下:1.集输工艺对油气集输系统效率的影响集输工艺是稠油区块集输系统的技术核心,是影响集输系统效率高低的决定性因素。
一个稠油油田的地面工程建设,开发前期应多方论证,合理设计步站模式,在低投资高受益前提下,尽量减少中间耗能环节,提高集输系统效率。
2.输油泵对集输系统效率的影响《中国节能政策大纲》中规定:油田输油泵运行效率指标不低于65%,目前国内外先进水平的输油泵效率在70%以上。
根据不同生产情况,动力设备输油泵能耗一般占整个集输总能耗的25%~35%之间,泵效的提高在整个集输系统效率中有着举足轻重的作用。
3.热损耗对集输系统效率的影响由于粘度影响,稠油区块生产的伴热是冬季生产必不可少的,而伴热系统损耗主要存在以下因素:(1)加热炉效率低下。
油田集输工艺存在问题与解决对策在石油开采过程中,油气集输承担的任务主要是初步加工、采集、运输以及存储开采出的天然气以及原油。
现有的集输工艺能够实现原油和天然气的分开处理,将检验合格的原油送到油库进行储存,而天然气则被输送至天然气处理厂进行深加工。
其实在这个过程中本身存在着一定的危险性,因此其安全生产的问题也就成为了社会关注的焦点。
这就是我们探究集输工艺的意义所在,也只有这样才能够保证石油资源开采的稳定性。
标签:油田;集输;工艺;探讨稳定、输送、脱水是油田集输作业中非常关键的环节,集输系统在油田开采中发挥着不可或缺的作用,现阶段油田采出液的含水率正在不断增加,这在无形中增加了吨油生产的能耗以及成本,企业要想保障自身的经济效益,就必须对油田集输系统进行革新研究。
只有实现集输新工艺,才能够实现节能减排,在这之前相关工作人员要解决好油田集输工艺中存在的问题,以此为切入点逐步完善日常工作。
1.油气集输行业的发展趋势1.1原油集输工艺该集输工艺主要包括加热工艺、单井集中计量工艺、多级布站工艺以及单双管集油工艺等等,主要应用于蜡含量较高的油田之中。
这其中最为典型的是华北油田以及辽河油田。
西方国家应对这类蜡含量较高的油田时,通常会在原有加热工艺的基础上添加一些化学药剂。
如此便能够有效的降低原油的粘度,在之后的单管集输工艺中,这有助于增加其可靠性。
现如今国内大部分油田已经进入了高含水后期,油田集输工艺也应该适应这一趋势,既要在现有基础上简化工艺流程,又需要完善常温以及低温状态下的集输作业。
1.2油气水多相混输工艺油气水多相混输工艺主要应用于长距离油气集输作业,该工艺仍属于较为先进的集输工艺,目前也只是应用在了西方发达国家的石油开采行业之中。
早在上个世纪八十年代,英国、德国以及法国就已经展开了这方面的研究,相关研究证明,实现油气水多相混输的关键在于将电热技术应用到集输过程之中。
该工艺的应用对简化集输流程,降低集输成本有着非常重要的意义。
稠油集输系统能量平衡分析
马强 李成城
(中油辽河金马油田开发公司,辽宁 盘锦 124010)
摘要:为了对稠油集输过程耗能进行定量分析,建立了稠油集输系统的能量平衡分析模型,给出了评价指标及其计算公式。
并利用实测数据对洼一联稠油集输系统进行了分析计算.根据测算结果提出了降低系统能耗的一些建议。
关键词:稠油集输;能量平衡;节能;模型;洼一联;分析方法
引 言
稠油中的胶质、沥青等含量高,具有粘度高、密度大、凝固点低等特点。
因此,在集输过程中,要求输送温度较高。
另外流程中管网阻力损失也较大,易导致其集输过程的热力消耗及动力消耗远高于稀油集输过程。
目前稠油集输过程能耗仅有一个宏观统计量,各环节的能耗仅有定性分析,尚无定量分析,因而不能为节能技改提供依据。
因此对稠油集输系统进行节能降耗研究,对提高稠油开采的经济性,促进稠油的生产发展,具有重要意义。
为此,对有代表性的洼一联稠油集输系统进行了能量平衡分析,并根据测算及分析结果,提出了降低该系统能耗的一些建议。
1 集输系统能量平衡分析模型
稠油集输系统由联合站、采油小站、油井及连接管网等组成。
始端为油井,终端为联合站,为便于分析将系统分为三类子系统,即联合站子系统、小站子系统和管网子系统。
考虑稠油集输系统的特点,采用灰箱模型(图1)进行分析。
图1 集输系统能量平衡分析模型
根据灰箱模型计算稠油集输系统总供给能量为:
x
s E E E sup
1sup sup += (1)
式中:s
E sup 为集输系统总供给能量,MJ/h ;1sup E 为联合站子系统供给能量,MJ/h ;为采油
站子系统供给能量,MJ/h 。
各子系统能损系数:
s
i
l i e E E K sup
,,=
(2)
式中:i l E ,为子系统能耗值,MJ/h 。
集输系统的能量利用率为:∑-
=i
e s
e K
,1η。
2 洼一联集输系统能量平衡测算
洼一联稠油集输系统由1座联合站、28座小站、300余口油井及连接管网组成,年集油20×104
t 。
为满足计算要求,对1座联合站、9座小站及所属215口油井进行了详测,其余小站及油井取统计数据。
2.1 子系统能量平衡测算
联合站子系统和小站子系统能量平衡测算结果及其管网能损测算结果分别见表1~3。
表1 联合站子系统能量平衡测算结果
注:()内数据为设备损失能量占联合站总损失能量的百分比。
表2 小站子系统能量平衡计算结果
表3 管网子系统能损测算结果
2.2 洼一联稠油集输系统能量平衡计算
洼一联稠油集输系统能量平衡计算结果见表4。
表4 洼一联稠油集输系统能量平衡计算结果
3 测算结果分析
3.1 稠油集输系统
洼一联集输系统能源利用率为30.40%,在各油田中属中等水平。
若考虑到稠油自身特点,其集输能耗较稀油集输能耗高是正常现象,则可以认为在原油生产企业中该系统的能量利用属中上水平。
但与集输系统用能先进企业(能源利用率在40%左右)相比,则还有较大的差距。
在系统的管网、小站和联合站的三个子系统中,小站能损最高,占系统总能损的44.7%,其次是管网占38.5%。
联合站在系统中能损率虽不高,但从联合站子系统的能量平衡结果看,在能量利用上仍有明显的薄弱环节。
由此可以认为,管网、小站和联合站三个子系统都有节能潜力,在提高能源利用率方面都有工作可做。
3.2 联合站子系统
联合站子系统能量利用率为52.85%,能量利用率偏低。
从各环节来看:一是站内加热环节能损占总能损的71.07%,即有三分之二以上的能量损失在加热过程中。
据测算结果,加热炉运行效率在52%~73%之间,平均65%左右,热损很大,应列为改造重点。
二是联合站内罐及管网,能损系数为13.34%,热损高,应对站内罐及管网保温加以改进。
三是虽然机泵能损系数为1.24%,却占其供给电能的40.51%,有必要开展提高机泵运行效率的研究。
3.3 小站子系统
在掺水、掺稀油和三管伴热三种流程中,平均能量利用率以掺稀油流程为最高(62.07%)。
可见从能量有效利用的观点看,应优先选择掺稀油流程。
在三种流程中,能量利用率最高的与最低的站相差13.65%。
其中能量利用率低于55%的站占25%,低于60%的占62.5%。
从测试结果来看,小站能量利用率不高,主要是站内加热炉及机泵负荷率过低,效率不高造成的。
3.4 管网子系统
在掺水、掺油和三管集输流程管网中,平均折算能损最高的是三管流程80.53MJ/t,最低的是掺稀油流程53.08MJ/t。
这是因为三管流程管网总散热面积大,往返两条热水管线,管内对流传热系数α大,导致散热损失增加。
从管网能损的大小判别,掺稀油流程优于其他两种流程。
这是由稀油的比热、导热系数比水小所决定的。
从减少管网能损考虑,在稀油资源有保障的情况下,应优先采用稀油流程。
三种流程的Ⅱ段管网能损均高于工段管网,其中掺水流程的Ⅱ段管网比I段管网高41%,对这部分管网应查找原因。
加以改进。
4 结论及下步建议
应用稠油集输系统能量平衡分析方法计算的洼一联稠油集输系统能源利用率为30.40%,已达到中等水平,但为了进一步提高能源利用率,在优化设备配置和优选工艺参数的同时应采取部分改造措施。
(1)对于负荷率<25%,运行效率<60%的加热炉,将其更换为热功率相匹配的高效加热
炉;对于负荷率在25%~45%间的加热炉,可考虑采用“二合一”方式。
如将外输炉与掺水炉合一加热,以提高负荷率;将手动调风装置改为自力式比例调风装置;对散热损失超标的加热炉,应更换绝热材料或改进保温结构。
(2)电机和泵的负载率都低的应更换合理匹配的新机组;将低效的机组或电机或泵更换为高效的;研制适于稠油集输的高效泵。
(3)对散热损失较大的管网,检测保温状况,加以改造;逐渐以掺油或掺水流程取代三管伴热流程。
参考文献
[1] 万仁溥﹒采油工程手册[M]﹒北京:石油工业出版社,2003:333~348
[2] 陈涛平,胡靖邦﹒石油工程[M]﹒北京:石油工业出版社,2000:328~335
[3] 邹艳霞﹒采油工艺技术[M]﹒北京:石油工业出版社,2006:338~360。
[4] 李振泰﹒油气集输工艺技术[M]﹒北京:石油工业出版社,2006:19~38。
[5] 张殿文,秦芳晨,陈平.稠油计量站单井计量技术的实施[J].特种油气藏,2003:10(5):103~104,106。