姚 楠，向薪冀，趙 毅

（玉門(mén)油田老君廟采油廠聯(lián)合站，甘肅 酒泉 735200）

作為原油生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，原油集輸與處理系統(tǒng)也構(gòu)成能源消耗的主要環(huán)節(jié)。并且原油處理的主要設(shè)備集中于機(jī)泵運(yùn)轉(zhuǎn)、加熱爐工作上。原油產(chǎn)量越高，油田開(kāi)采時(shí)間越長(zhǎng)，機(jī)泵和加熱爐能耗還會(huì)持續(xù)增加，能源利用率也會(huì)不斷下降［1］。這種情況下，如何使用低能耗技術(shù)降低原油集輸與處理中的能源消耗成為原油處理的重要課題。

1 原油集輸與處理系統(tǒng)能耗分析

1.1 機(jī)泵

原油集輸與處理系統(tǒng)中輸送原油、液體的機(jī)泵是電力耗費(fèi)的最主要機(jī)械。在石油處理行業(yè)中，轉(zhuǎn)子泵普遍應(yīng)用，其原理是通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)子腔體內(nèi)不同輸送單位內(nèi)固定溶劑的周期性轉(zhuǎn)換完成對(duì)石油液體的輸送。機(jī)泵的選型對(duì)能耗情況起到重要作用，需要從處理量、所處位置、能源分布情況等方面選擇科學(xué)的機(jī)泵，并對(duì)機(jī)泵進(jìn)行設(shè)備改造，最大限度的優(yōu)化泵效。進(jìn)而延長(zhǎng)設(shè)備使用年限，減少設(shè)備機(jī)械能耗，以較低的能耗完成原油集輸與處理。

1.2 加熱爐

加熱爐也是原油集輸與處理的重要設(shè)備，不管是原油脫水還是原油摻水，或者在對(duì)管線(xiàn)進(jìn)行伴熱處理時(shí)都離不開(kāi)加熱爐。加熱爐具有較為復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對(duì)性能、質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)有較高的要求。在運(yùn)行過(guò)程中耗氣量較大，對(duì)加熱爐的供熱要求需要緊密結(jié)合原油產(chǎn)量、處理溫度、熱能傳遞效率等綜合考慮。應(yīng)該在原油加熱處理過(guò)程中對(duì)加熱爐從內(nèi)部進(jìn)行工藝優(yōu)化，較好的調(diào)整運(yùn)行時(shí)間，最大限度的提高加熱爐效率，這樣才可以起到節(jié)能效果。

1.3 生產(chǎn)工藝

原油集輸與處理過(guò)程中消耗的電力能源和熱力能源通常是由不同的部分提供，電能來(lái)自于電網(wǎng)系統(tǒng)、熱能來(lái)自于燃料的燃燒釋放能量。如果生產(chǎn)工藝不恰當(dāng)，隨著采出液處理量的增加以及含水的增加，系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)腐蝕情況，都會(huì)對(duì)原油處理帶來(lái)不良影響。因此，在原油集輸與處理中選擇合適的生產(chǎn)工藝并不斷優(yōu)化，既能夠起到節(jié)能降耗的效果，也是實(shí)現(xiàn)油田高質(zhì)量發(fā)展的必然要求。

2 原油集輸與處理系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)分析

2.1 應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)

在原油集輸與處理系統(tǒng)中，機(jī)泵運(yùn)轉(zhuǎn)常處于最大負(fù)荷，通過(guò)調(diào)整閥門(mén)開(kāi)度可以控制機(jī)泵運(yùn)行效率。但是這種調(diào)節(jié)方式精確度不高，并且具有一定的延遲性。變頻調(diào)控技術(shù)則以調(diào)整電機(jī)頻率的方式對(duì)原油處理量進(jìn)行輸量控制。將此技術(shù)應(yīng)用于原油集輸與處理系統(tǒng)時(shí)，可以更加精準(zhǔn)的進(jìn)行頻率調(diào)控，能夠顯著降低在調(diào)控過(guò)程中的能量消耗和能源浪費(fèi)，并且讓系統(tǒng)運(yùn)行更加平穩(wěn)，進(jìn)而有利于設(shè)備的使用年限和使用周期［2］。

2.2 在處理系統(tǒng)中應(yīng)用高效的加熱爐

對(duì)加熱爐效率具有影響的主要因素包括：加熱爐的類(lèi)型、加熱爐空氣系數(shù)、加熱溫度差、加熱器性能等。在加熱爐研究方面不斷取得進(jìn)步，研發(fā)并使用了燃燒、傳熱、換熱技術(shù)，有效提高了處理系統(tǒng)的加熱爐效率。應(yīng)用效果較好的加熱爐有分體相變加熱爐和控?zé)崞?、真空加熱爐等。分體相變加熱爐主要通過(guò)對(duì)水的相變對(duì)原油進(jìn)行熱傳導(dǎo)，改善加熱爐的傳熱效率。這種加熱爐工作環(huán)境沒(méi)有氧氣沒(méi)有結(jié)垢發(fā)生，在這種工作環(huán)境里，能夠最大可能的增加熱傳導(dǎo)系數(shù)，也能降低對(duì)水分的消耗。分體相變?cè)O(shè)備的蒸汽發(fā)生器、換熱器采用上下結(jié)構(gòu)，利用水蒸發(fā)、冷凝回落、再蒸發(fā)的過(guò)程實(shí)現(xiàn)對(duì)流，既可以提升熱換器內(nèi)的空間利用效率，增強(qiáng)熱傳導(dǎo)效率，還能夠發(fā)揮重力和升騰原動(dòng)力作用完成對(duì)流，這就不需要附加動(dòng)力，進(jìn)而使處理成本下降。真空加熱爐從整體上使加熱爐的耗能水平下降［3］，同時(shí)減少了水的消耗，并且克服了加熱系統(tǒng)容易結(jié)垢的難題。

2.3 選擇科學(xué)的化學(xué)藥劑

原油集輸與處理系統(tǒng)中常用的化學(xué)藥劑有破乳劑、殺菌劑、助凝劑、pH調(diào)節(jié)劑、絮凝劑等種類(lèi)。化學(xué)藥劑作為原油處理的輔助手段可以顯著改善原油處理效果?；瘜W(xué)藥劑的作用主要分為兩大類(lèi)：結(jié)合原油的油品特征選擇高效破乳劑，提高原油脫水效果；從原油處理工藝出發(fā)，選擇適宜的藥劑使用濃度和化學(xué)藥劑用量。當(dāng)前，油田化學(xué)正處于快速發(fā)展階段，對(duì)新型藥劑的使用不斷深入，在若干年后會(huì)研發(fā)出更多對(duì)環(huán)境影響小、處理效率高的藥劑。如何選擇科學(xué)的藥劑品種、確定合理的加藥濃度、優(yōu)化高效的藥劑配方成為原油集輸與處理的重要課題。

2.4 改進(jìn)處理流程和工藝

可以從兩個(gè)方面優(yōu)化處理原油集輸與處理工藝，如采取游離水預(yù)脫除技術(shù)、對(duì)夏季伴熱系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。前者需要像油氣水分離器之類(lèi)的核心設(shè)備使用后才能實(shí)現(xiàn)，這些設(shè)備利用常溫油氣水分離、原油脫水沉降技術(shù)對(duì)原油進(jìn)行處理，對(duì)凝析出的游離水進(jìn)行加熱，能夠減少因?yàn)榧訜嵝枰臒崃?。后者指的是每年的二、三季度在溫度較高時(shí)，以伴熱系統(tǒng)停運(yùn)方式減少對(duì)電能和熱能的消耗。

3 前景與展望

3.1 研究結(jié)論

1）原油成分的變化和含水量的增加，導(dǎo)致原油處理系統(tǒng)無(wú)法發(fā)揮設(shè)計(jì)功能，在整個(gè)處理系統(tǒng)中都會(huì)產(chǎn)生不利影響。

2）不同油藏的原油混合后都對(duì)原油性質(zhì)產(chǎn)生改變，既增加原油集輸與處理系統(tǒng)難度，也使原來(lái)的原油處理工藝難以滿(mǎn)足復(fù)雜油藏開(kāi)發(fā)的需求。

3）處理系統(tǒng)中使用的化學(xué)藥劑量較大，既增加了原油處理成本，也使處理后的混合液成分更加復(fù)雜，同時(shí)還可能對(duì)環(huán)境產(chǎn)生破壞。作為原油生產(chǎn)的重要組成部分，原油處理系統(tǒng)已經(jīng)成為油氣田地面工程的關(guān)鍵要素。因此，要想提高處理系統(tǒng)的效率，必須從工藝流程、設(shè)備設(shè)施改造、技術(shù)革新方面進(jìn)行生產(chǎn)工藝的優(yōu)化和調(diào)整。

3.2 改進(jìn)方向

1）處理系統(tǒng)在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)該充分考慮處理系統(tǒng)的主要功能以及處理規(guī)模，采用科學(xué)的原油集輸與處理工藝技術(shù)，特別是在選擇高能耗的設(shè)備時(shí)，既需要滿(mǎn)足生產(chǎn)處理要求，還需要考慮節(jié)能降耗。

2）重視新型化學(xué)藥劑的研發(fā)和應(yīng)用。低溫破乳劑可以降低原油脫水所需的溫度，起到降低加熱爐能耗的效果，乳化降粘劑的使用則能夠降低原油輸送粘度，起到降低輸送壓力的作用，進(jìn)而降低輸送能耗。

3）加大節(jié)能設(shè)備和技術(shù)手段的應(yīng)用。在能夠?qū)υ瓦M(jìn)行處理的前提下，應(yīng)該進(jìn)一步研發(fā)節(jié)能設(shè)備，或者引進(jìn)先進(jìn)技能技術(shù)降低原油集輸和處理的耗能現(xiàn)狀，用技術(shù)進(jìn)步節(jié)約能源。

4）引入石油廢料資源化技術(shù)。原油在集輸與處理過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生油泥、熱量、余料等，通過(guò)將廢料資源化處理，可以提升石油資源回收利用率，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能降耗。