馮成寶（大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠）

轉(zhuǎn)油站系統(tǒng)“低溫集+高溫輸”運(yùn)行方式探討

馮成寶（大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠）

低溫集油技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的研究與應(yīng)用，在集輸系統(tǒng)中取得了明顯的節(jié)能降耗效果。但持續(xù)低溫運(yùn)行給污水處理帶來(lái)了不利影響。為了保證污水處理效果，滿足“高溫”來(lái)液的需求，優(yōu)化轉(zhuǎn)油站系統(tǒng)運(yùn)行模式，提出并實(shí)施“低溫集輸+高溫外輸”的新模式，節(jié)氣率達(dá)到13%以上，在滿足生產(chǎn)運(yùn)行“溫度”要求的前提下，達(dá)到節(jié)氣降耗、降本增效的目的。

轉(zhuǎn)油站；低溫集；高溫輸

某廠天然氣產(chǎn)出主要為伴生氣。油田伴生氣主要用于油井采出液正常集輸、生產(chǎn)場(chǎng)所工藝伴熱及采暖等，剩余天然氣外輸。為了降低天然氣消耗，從“九五”期間即開(kāi)始不加熱溫集油技術(shù)的研究與應(yīng)用，2002年開(kāi)始在某開(kāi)發(fā)區(qū)開(kāi)始推廣不加藥低溫或常溫集輸技術(shù)，從2005年開(kāi)始，在全廠范圍內(nèi)推廣并深化低溫集輸技術(shù)，實(shí)施區(qū)塊由某開(kāi)發(fā)區(qū)逐漸向其它2個(gè)區(qū)塊推廣，實(shí)施井?dāng)?shù)最多達(dá)1690口，停爐轉(zhuǎn)油站也逐年增加到21座；冬季降溫集輸井?dāng)?shù)最高1880口，最多達(dá)到2831口。夏季未實(shí)施常溫集油的轉(zhuǎn)油站全部實(shí)施摻低溫水運(yùn)行。與原設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)比，年減少耗氣量均在1000×104m3以上。隨著低溫集輸技術(shù)的深入開(kāi)展，集輸油溫度持續(xù)降低（最低至31℃），注入水質(zhì)要求日益嚴(yán)格，集輸節(jié)氣與水質(zhì)達(dá)標(biāo)存在矛盾，需要新的技術(shù)及管理創(chuàng)新，保證油田安全、低耗運(yùn)行。

1　轉(zhuǎn)油站運(yùn)行現(xiàn)狀

2015年，全廠計(jì)劃19座轉(zhuǎn)油站實(shí)施常溫集油，其他轉(zhuǎn)油站實(shí)施低溫集油（摻水溫度夏季不超過(guò)45℃，冬季不超過(guò)55℃）。由于聯(lián)合站污水處理難度大，要求轉(zhuǎn)油站提高來(lái)液溫度（38℃以上），2015年全廠轉(zhuǎn)油站普遍采用摻高溫水運(yùn)行，摻水溫度在65℃左右。

2015年全廠全年停摻水井實(shí)施188口，季節(jié)性停摻水井實(shí)施1058口。2015年全廠轉(zhuǎn)油站耗氣5926×104m3，占全廠耗氣的67.5%。集輸系統(tǒng)節(jié)氣主要環(huán)節(jié)在轉(zhuǎn)油站系統(tǒng)，摻水（熱洗）供熱、采暖及工藝伴熱是轉(zhuǎn)油站耗氣的主要方式。

2　“低溫集+高溫輸”管理

油氣集輸指在油氣田內(nèi)，將油氣井采出的原油和天然氣匯集、處理和輸送的全過(guò)程。根據(jù)原油集輸系統(tǒng)工藝特點(diǎn)，將原油集輸系統(tǒng)分成集油、輸油（或輸液）2個(gè)單元。其中集油單元主要由油井、計(jì)量間及單井、計(jì)量間集輸油管道組成，輸油單元主要由外輸泵及管道組成。2個(gè)單元在轉(zhuǎn)油站通過(guò)摻水、供熱系統(tǒng)相互聯(lián)系。在集油單元采取全年停摻水、季節(jié)停摻水、控?fù)剿?、非生產(chǎn)井季節(jié)停摻水、計(jì)量間采暖控制等措施，減少單井摻水量、采暖供熱水量，盡可能降低回油溫度，即“低溫集”；在輸油單元，通過(guò)轉(zhuǎn)油站“摻水直接加熱外輸液”工藝改造或利用原有外輸加熱設(shè)施提高外輸溫度，以滿足聯(lián)合站來(lái)液溫度要求，即“高溫輸”。

1）“低溫集”。采取全年停摻水、季節(jié)停摻水、控?fù)剿⒎巧a(chǎn)井季節(jié)停摻水等措施，減少單井摻水量，在保證油井安全生產(chǎn)的前提下，盡可能降低回油溫度，達(dá)到節(jié)氣目的。

2）“高溫輸”。為了保證污水處理效果，需要提高污水處理溫度，聯(lián)合站來(lái)液溫度一般保持在38℃以上。轉(zhuǎn)油站外輸溫度一般在39～40℃。2015年5月選取某廠4座轉(zhuǎn)油站，實(shí)施“高溫輸”。根據(jù)各站的工藝流程特點(diǎn)，采取5種方式升高轉(zhuǎn)油站外輸溫度進(jìn)行對(duì)比［1］（表1）：

1）提高摻水溫度。不改變目前摻水運(yùn)行狀態(tài)，提高摻水溫度及摻水量，提高各站、間的回油溫度，從而升高外輸溫度。

2）站內(nèi)油水聯(lián)通加熱。采取分開(kāi)運(yùn)行的方式，站內(nèi)啟運(yùn)低溫爐1臺(tái)，保證油井的正常生產(chǎn)，另啟1臺(tái)高溫爐，導(dǎo)通油水連通，高溫水直接進(jìn)三合一，升高來(lái)液溫度后外輸。

3）啟運(yùn)外輸加熱爐，使外輸溫度達(dá)到需要值。目前某作業(yè)區(qū)4座轉(zhuǎn)油站具備外輸加熱流程。

4）計(jì)量間油水聯(lián)通加熱。利用計(jì)量間油水聯(lián)通，使個(gè)別計(jì)量間來(lái)液溫度增加，使外輸液溫度升高。

5）摻水直接加熱外輸液。不具備油水聯(lián)通工藝，通過(guò)改造，使站內(nèi)摻水可直接對(duì)外輸液進(jìn)行加熱。

表1　各升溫方式優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

在轉(zhuǎn)油站采用站內(nèi)油水聯(lián)通加熱，向外輸液中摻高溫水的方式，提高外輸液溫度。

3　管理實(shí)施效果

3.1實(shí)施效果預(yù)測(cè)

對(duì)不同摻水溫度下，摻水集油管線的溫度損失情況進(jìn)行模擬計(jì)算，計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)表2。模擬結(jié)果表明，采用“低溫集+高溫輸”方式較“高溫集輸”方式節(jié)氣效果約11%。

表2　沿程溫降模擬計(jì)算及耗氣預(yù)測(cè)統(tǒng)計(jì)

從某廠選取的4座轉(zhuǎn)油站，開(kāi)展“低溫集+高溫輸”試驗(yàn)（表3）。試驗(yàn)表明，平均摻水總量下降409 m3/d（4.6%），耗氣量下降3561 m3/d（13.6%），耗電量下降786 kWh/d（8.2%）。

3.2實(shí)施效果

1）形成一套新的運(yùn)行管理模式。在天然氣消耗管理中，創(chuàng)立并完善了“低溫集+高溫輸”運(yùn)行模式，改變了傳統(tǒng)的“低溫集輸”、“高溫集輸”運(yùn)行方式，最大程度上發(fā)揮的低溫集油的節(jié)氣作用，解決了因低溫集輸造成的污水“低溫處理”不利影響，提高了水質(zhì)達(dá)標(biāo)率。

2）低溫集油規(guī)模增加。在滿足“高溫外輸”要求的情況下，低溫集油井實(shí)施規(guī)模增加，與2014年對(duì)比，季節(jié)停摻水井?dāng)?shù)增加879口，低溫或常溫集油井?dāng)?shù)增加213口，低溫或常溫站增加5座?；赜蜏囟冉档?～3℃，外輸溫度（或聯(lián)合站來(lái)液溫度）超過(guò)38℃。

表3　試驗(yàn)主要運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

3）運(yùn)行費(fèi)用得到控制。2015年全年預(yù)計(jì)天然氣消耗10 664×104m3，通過(guò)深入推廣“低溫集+高溫輸”運(yùn)行模式，與“高溫集輸”對(duì)比，年節(jié)約天然氣2164×104m3，其中當(dāng)年減少700×104m3，節(jié)約生產(chǎn)運(yùn)行費(fèi)用443.8萬(wàn)元。

4）節(jié)能減排效益突出。年減少天然氣消耗700×104m3，折合9310 t標(biāo)煤，相當(dāng)于減少22 931 t CO2排放量，環(huán)境效益明顯。

4　結(jié)論

1）摻水熱洗合一轉(zhuǎn)油站運(yùn)行調(diào)整有一定局限性。xx4轉(zhuǎn)油站采用方式二運(yùn)行時(shí)，摻水壓力下降幅度較大，需運(yùn)行大排量機(jī)泵，造成摻水耗電量增加；同時(shí)，由于轉(zhuǎn)油站內(nèi)加熱流程限制，加熱爐溫度無(wú)法分開(kāi)運(yùn)行，出口溫度維持72℃，溫升增加7℃，導(dǎo)致轉(zhuǎn)油站耗氣量增加。

2）“低溫集+高溫輸”降低了回油溫度，通過(guò)末端升溫，達(dá)到了節(jié)能降耗的效果。但油井回壓上升快，致使機(jī)采電量上升，需進(jìn)一步摸索如何控制摻水量與溫度的關(guān)系，并作出經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)。

3）“低溫集+高溫輸”運(yùn)行模式的根本是“集油”與“輸油”分開(kāi)考慮，要求油井采取停摻水、控?fù)剿?、摻低溫水等措施，才能充分挖掘系統(tǒng)節(jié)能潛力。

4）加快“低溫集+高溫輸”配套工藝的改造進(jìn)度，擴(kuò)大實(shí)施規(guī)模。目前全廠仍有17座站需進(jìn)行配套工藝改造，工藝改造后可以進(jìn)一步擴(kuò)大“低溫集+高溫輸”規(guī)模，屆時(shí)可以對(duì)“低溫集+高溫輸”運(yùn)行模式進(jìn)行全面評(píng)價(jià)。

［1］孫曉紅.關(guān)于低溫集油實(shí)施過(guò)程中存在問(wèn)題及思考［J］.石油石化節(jié)能，2013（11）:53-54.

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.07.001

2016-01-20

（編輯沙力妮）

馮成寶，2004年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院，從事基建工程管理工作，E-mail：fchengbao@petrochina.com.cn，地址：黑龍江省大慶市第五采油廠基建工程管理中心，163000。