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)
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)
2.1 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
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
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。