馬礦召（大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠）

電加熱集油工藝節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

馬礦召（大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠）

為降低地面投資，近幾年加大了電熱集油工藝在油田地面建設(shè)中的應(yīng)用力度，應(yīng)用電熱帶伴熱管和井口安裝電加熱器等配套設(shè)施代替常規(guī)集油摻水管道，從現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況看，電加熱集油工藝和常規(guī)摻水集油工藝相比，運(yùn)行費(fèi)用基本持平，運(yùn)行能耗降低38.2%。通過分析對(duì)比，得出了電加熱集油工藝較常規(guī)摻水集油工藝可有效降低集油系統(tǒng)能耗的結(jié)論。

石油開采 電加熱 集油工藝 節(jié)能技術(shù)

1 電加熱集油工藝應(yīng)用情況

自2007年，采油八廠開始試驗(yàn)應(yīng)用電加熱集油工藝。截至2011年底，產(chǎn)能工程應(yīng)用電加熱集油工藝的油井共448口，共建成電熱保溫管道160.8km，其中碳纖維電熱管道31.4km、電熱帶保溫管129.4km，詳情見表1。

表1 2007-2011年產(chǎn)能工程電熱管集油工藝應(yīng)用情況

電熱集油工藝有效地控制了地面建設(shè)投資，與摻水工藝對(duì)比，節(jié)省噸液能耗56.9%，同時(shí)擴(kuò)大了集油半徑，是實(shí)現(xiàn)不建站、少建站、少建間和降能耗的主要工藝措施，詳情見表2。

表2 電熱集油工藝設(shè)計(jì)參數(shù)

2 電加熱集油工藝節(jié)能技術(shù)分析

2.1 電熱管道最佳保溫層厚度及管道埋深

埋地電加熱管道在輸送過程中存在熱量散失，為了減少散失熱量對(duì)管線包裹保溫層，保溫層厚度增大，能源費(fèi)用減少，但是投資增大，這就需要研究保溫層經(jīng)濟(jì)厚度。所謂經(jīng)濟(jì)厚度就是隔熱后的年散熱損失費(fèi)用和投資年分?jǐn)傎M(fèi)用之和為最小時(shí)的保溫層厚度[1-2]。根據(jù)埋地電加熱管道保溫層的經(jīng)濟(jì)厚度計(jì)算公式[1]，針對(duì)在35℃時(shí)，不同管徑計(jì)算結(jié)果見圖1與圖2。

圖1 35℃油溫114mm管徑的保溫層頂部埋深與最佳保溫層厚度、10年費(fèi)用凈現(xiàn)值關(guān)系圖

圖2 35℃油溫89mm管徑的保溫層頂部埋深與最佳保溫層厚度、10年費(fèi)用凈現(xiàn)值關(guān)系圖

經(jīng)濟(jì)保溫層厚度和埋深的確定：根據(jù)公式計(jì)算，不同管徑的最佳埋深和最佳保溫層厚度見表3。

表3 經(jīng)濟(jì)保溫層厚度和最佳埋深計(jì)算結(jié)果表

2.2 電熱管道最佳伴熱功率

由于電加熱集輸流程在井口設(shè)置電加熱器，將井口產(chǎn)液升溫到凝固點(diǎn)，電加熱管道只是起到維溫作用，因此最佳伴熱功率應(yīng)等于保溫層散失的熱量。

根據(jù)公式[2]計(jì)算，優(yōu)化后最佳伴熱功率見表4。

表4 最佳伴熱功率優(yōu)化計(jì)算結(jié)果表

3 節(jié)能效果對(duì)比

選取應(yīng)用電加熱集油工藝的肇39區(qū)塊和應(yīng)用單管環(huán)狀摻水集油工藝的肇35區(qū)塊進(jìn)行對(duì)比。

肇39區(qū)塊共有油井91口，平均單井產(chǎn)量2.3t/d，其中10口井采用摻水工藝進(jìn)入永4站，其余81口井采用電加熱集油工藝進(jìn)入永6混輸泵站，站內(nèi)采用氣液分離裝置及和混輸泵，將氣液混輸至永一聯(lián)，站外共有3條集油干線，總長度19.83km，電加熱器及電熱管總加熱功率794.53kW，詳情見表5。

肇35區(qū)塊共有油井156口，平均單井產(chǎn)油量2.1t/d，站內(nèi)采用四合一組合裝置處理氣液，站外采用單管環(huán)狀摻水集油工藝。兩區(qū)塊單井產(chǎn)量、區(qū)域分布和原油物性相近，具有可對(duì)比性，從方案計(jì)算和實(shí)際運(yùn)行兩方面對(duì)比，詳情見表6。

電加熱工藝運(yùn)行費(fèi)用較摻水集油工藝運(yùn)行費(fèi)用基本持平。

采用電加熱集油工藝的肇39區(qū)塊較采用摻水集油工藝的肇35區(qū)塊噸液運(yùn)行能耗低7.67kg標(biāo)煤，比例為38.2%，較全廠摻水工藝噸液?jiǎn)魏牡?6.9%。

表5 肇39區(qū)塊電熱工藝和摻水工藝運(yùn)行費(fèi)用對(duì)比

表6 肇39區(qū)塊與肇35區(qū)塊、全廠摻水工藝平均能耗對(duì)比

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1）電加熱集油工藝可有效降低集油系統(tǒng)能耗，是油田地面系統(tǒng)節(jié)能的有效措施之一。

2）從現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用看，碳纖維電熱管故障率遠(yuǎn)高于電熱帶保溫管，節(jié)能措施應(yīng)用時(shí)應(yīng)考慮故障率對(duì)節(jié)能效果的影響。

3）應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)電加熱集油工藝日常維護(hù)管理，確保系統(tǒng)節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

[1]張其濱,莫理京.埋地管道保溫層經(jīng)濟(jì)厚度的計(jì)算方法.石油工程建設(shè)[J],1991,17(2):31-33.

[2]李大江.經(jīng)濟(jì)保溫層厚度的熱力分析與優(yōu)化.北京節(jié)能[J],1999(5):26-28.

10.3969/j.issn.2095-1493.2012.07.010

2012-03-16）

馬礦召，1999年畢業(yè)于西南石油學(xué)院（油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)），工程師，從事油田地面規(guī)劃工作，E-mail：makuangzhao@ petrochina.com.cn，地址：黑龍江省大慶油田第八采油廠規(guī)劃設(shè)計(jì)研究所，163514。