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新时期背景下采油厂系统节能降耗技术分析

2022-06-29杨喆薛鑫赵娅娉

装备维修技术 2022年6期
关键词:技术方法节能降耗现状分析

杨喆 薛鑫 赵娅娉

摘 要:为更好的为落实节能减排政策,应积极将节能减耗技术用于采油厂集输系统中。文章首先阐述了采油厂集输系统含义、任务及工艺流程;其次,分析了采油厂集输系统内节能降耗现实情况;最后,以进一步提升系统节能降耗效果为目标,探究几点可行技术方法,希望能在理论层面上带来一定帮助。

关键词:集输系统;节能降耗;现状分析;技术方法

引言

管道运输的工艺流程即是运输系统内原油流过的路径与过程,其通常会经过由管道、管件、阀门等构成的系统。为更好的满足运输任务推进的要求,其通常会经历正输、反输、收球压力越站及全程流程等,执行以上过程时,运输系统会耗用掉大量能量,一方面影响采油运输成本,另一方面也阻碍采油厂节能减排工作的推进。

1油气集输系统概述分析

1.1油气集输系统含义

在开采一般的油气阶段,落实相关油气资源的勘探任务以后,便可以建设相关的开采设施及执行开采任务。在开采区建设活动多集中在建造各种生产、辅助及生活设施等方面,进而更好的满足后期油气开采的现实需求。油气集输系统作为一项重要内容,该系统的功能主要是确保油气资源生产过程的安全性、稳定性,协调好原油开采和油气产品输送两者的关系。科学部署和建造油气集输系统,能使油田工程生产稳定性得到更大保障,进而实现效益的最大化。

1.2油气集输系统任务

(1)测算单井每天的原油、天然气及水的产量,将其设定为动态监测油田工程的重要指标;

(2)针对从油井内开采中的原油,将其统一运送至地面加工站,也可以是把天然气运输至天然气集气站场;

(3)在原油处理站点内,在相应技术方法的协助下,分离通过注水开采所得石油的油水,历经数次分离操作后,生成物质含量、功能、类型有差异的油气产品,特殊情况下要分离原油内的固体杂质,便于在后期对其进行相关处理;

(4)分离原油内性质稳定物质与挥发性偏高的物质,把原油处理至符合出矿原油的标准要求;

(5)利用管道将原油、天然气输送给下游,即进行输油、输气,真正实现石油产品生产、处理与输运。

1.3油气集输系统工艺流程

整合连接不同战场,这是一套系统化工艺流程形成的重要基础,在组合实践中,应遵照如下几点规则:一是明确要求对油气资源进行密封化运输和处置,且要维持不同接点位置的压力、温度及流量始终维持统一;二是油井油气产物是油气集输系统的重要构成部分,故而其流量、压力及温度等通常会出现不同程度的变化,鉴于以上情况,应将缓冲带与配套的调控装置安装在系统流程内,借此方式使系统操作过程及产品的稳定性得到更大保障。

2 当前油气集输系统节能降耗现状

油水分离是油气集输生产实践的重要一个环节,但配置的部分设备工作效率偏低,加热升温过程迟缓,以致油气集输系统需要耗用掉大量能源去完成油水分离任务,以上过程势必会滋生出部分能量浪费和流失的问题。近些年中,我国不断研究、探索一些高端的节能科技与设备,在减少或规避部分高耗能问题方面表现出良好效能。

3 采油厂节能降耗技术工艺和有关技术

3.1 原油热处理技术

原油热处理是近些年研发出的一种全新工艺,其应用原理是把原油加热至一定温度以后,利用适宜的方式与速度将其冷却至某一温度的过程。一般原油热处理的评价指标包括反常点、失流点、凝固点、屈服值、表现粘度、触变性和稳定型等,以综合指标最好为佳。经历热处理过程后,原油产品内的石蜡、沥青及胶质的存在形式均出现明显改变,这是原油凝固点与粘稠度改变的重要基础。既往有实践表明,在最适宜的热处理条件下能够显著改善原油的低温流动性。将这种工艺技术用于原油集输系统内,能取得良好的节能成效。但为了进一步提升原油热处理效果,实践中应注意如下几点问题 :

(1)设置最适宜的处理温度,对原油热处理条件中,热处理温度是一个重要的因素,如果温度选择不好将会恶化原油的流变特性,如果温度过高,会导致加热损失量及投资额度明显增加,但是温度过渡时却不能取得最佳热处理效果,每种适合热处理的原油都有最佳的热处理温度,该温度应该远高于它的析蜡点,有研究表明,原油热处理最佳温度通常和蜡熔点相比较大概要高出 40℃。

(2)要设置最佳的冷却速率。原油加热后在降温结晶过程中,冷却速度对腊晶的形成有很大关系,因为原油内不同石蜡组分之间存在较明显差异,以致原油温度持续跌落极段,不同温度段的析蜡量也不同,结合析蜡量的差异,在不同温度段的冷却速率一定要有具体数值,故而在冷却温度段应有相对应的最佳冷却速率。

(3)管理控制剪切强度。冷却方式是原油冷却阶段剪切强度高低的主要因素之一,原油的冷却速率等同时,如果剪切强度有差别,则取得冷却效果也有区别。

(4)因为原油热处理效果有时间效应,故而在热处理实践中,一定要关注其效果的稳定性(包含了静置与动态稳定性),其会对原油热处理运输形成较大的影响。如果某种原油产品经热处理以后,尽管明显改善了其流变参数,但稳定性极差或者在短时间内快速失效,则就很难取得理想的热处理效果。

3.2 保护技术

对于没有布置防腐保温层的集输管道设施,利用其输送原油产品过程中会释放出大量热量,这是管道中原油温度明显降低的主要原因之一。为了减缓原油温度降低过程,则建议采油厂尽早使用加热集输的方法。具体操作可以做出如下概述:在集输管网上每间隔500m~1000m增设一个加热炉,以上这种技术工艺运行时一定会消耗掉大量燃料资源,以年产为3000万t的油田工程为实例,如果应用加热输送方法,年均消耗大概80~110万t石油热值的燃料,故而做好输油管道防腐保温工作具有很大现实意义。

保护技术应用时应注意如下几点问题:

(1)合理选择防腐层和保温层:按照GB/T 50538-2010标准要求,长输埋地管道外防腐层应具备如下属性:具备良好的绝缘,性,涂层电阻≥1×104 Ω/m²,三层PE、环氧粉末防腐层的电阻分别是10×104 Ω/m²,5 ×104 Ω/m²;具备较好的稳定性、耐老化性、化学稳定性、低温性及足够的机械强度;外观光滑平整和土壤摩擦系数偏小,有助于减少外部阻力。选用保温材料时,建议选用导热系数偏低、绝热性能优良,容重偏小,机械强度较高,物化性能稳定,吸吸率片修熬的材料。

(2)多数地区的输送管道外防腐层應用的是环氧粉末普通级防腐,防腐层厚≥300μm;对于有特殊要求的地区建议应用环氧粉末加强级防腐,防腐层厚≥400μm;如果面对的是定向钻穿越段,则建议应用三层PE加强级防腐工艺,控制环氧粉末涂层、胶粘剂层、乙烯防护层分别在120μm、170μm、3.2 mm以上。

(3)对于直管段管道的保温,建议使用环氧粉末防腐层(层厚≥300μm)+聚氨酯保温层(层厚≥40、50 mm),聚乙烯防护层(层厚≥6 mm)。整条线路保温管道应用厂家预制,防腐保温管道端均要加设防水帽。冷弯弯管的防腐、保温结构和直管段等同(4)。

3.3油气不加热技术工艺

不加热输送实质上就是油气常温下输送,本技术属于一种节能高效的油气集输手段,其具体输送流程可以做出如下阐述:

(1)管投球清蜡、管线保温不加热集输:对于应用单管进计量集输程序的出油管线装置,可以选用高质量的保温材质进行保温,这是减少管线的散热量、降低集输阶段管壁结蜡情况的有效方法之一,且还可以应用井口定时投球、管壁结蜡清理等方法,确保油气能在常温下能在常温条件下顺利运输。

(2)单管井口加药但不加热集输:这种油气集输处理过程的重要一环是将降凝剂、降粘剂投至井口,借此方式使管线内的油水混合物整体“转相”成局部“转相”,且和水包裹油滴,吸附在管壁,能使原油输送阶段和管壁整体分离,实现顺利输送原油,该种方法多被用在含水量偏高的黏稠原油集输领域中。

(3)双管掺“活性水”不加热集输:在双管集输程序运作阶段,激昂其直接掺拌到原油脱水流程内,用于分离常温水,且将适量降粘剂添加到其中,对黏稠原油的破乳、转相过程能起到良好的促进作用。且在油滴主编及管壁之间生成了活性水膜,能够显著减少原油的流动阻力。

要通过试验研究确定掺入水量、降粘剂类型及用量。在集输系统内,这种对待的适用性较强,且这种方法有效的弥补了以上两种方法不容易实现不加热集输的缺点。无水或含水量偏低的高含蜡油、高黏稠油等均可以筛选适用的降粘剂及掺水比例去实现不加热集输,但这种计数工艺的应用成本相对较高,通常将其用在特殊的原油集输项目内。

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