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油气集输系统运行效率分析与研究

2023-01-12辽河油田高升采油厂集输大队乔春平

内江科技 2022年12期
关键词:集输油气田油气

◇辽河油田高升采油厂集输大队 乔春平

油气行业的良好发展对我国国防安全和国民经济的重要性不言而喻。本文首先简要介绍了油气集输系统,然后根据自身工作经验,系统总结了油气集输系统运行效率的影响因素,最后提出了几点对策和建议,以期提高油气集输系统的运行效率。

我国是一个发展中国家,正处在工业高速发展的时期,所消耗的资源十分巨大,如石油和天然气。目前,我国石油和天然气的消耗量和进口量位居世界前列,消耗量和进口量逐年递增,但是产量却增长缓慢。以石油为例,据有关数据统计可知,截止到2000年底,我国石油产量、消费量、进口量以及对外依存度分别为1.64×108吨、2.29×108吨、0.7027×108吨 和33.76%,而截止到2019年底,我国石油产量、消费量、进口量以及对外依存度分别为1.91×108吨、6.96×108吨、5.06×108吨和70.8%。在20年之内,我国石油产量、消费量、进口量以及对外依存度分别增长了16.46%、203.93%、620.08%、109.72%(图1)。从某种程度上而言,石油和天然气过度依赖进口已经严重威胁了我国的国防安全和国民经济的发展,因此我国政府有关部门以及各大石油公司必须重视油气行业的发展,不断加大油气田勘探开发的投入力度,使用更加有效的方法,不但可以增加油气田的地质储量,而且还可以提高石油和天然气的采收率以及产量。

图1 近些年我国石油行业发展数据分析(2000-2020年)

油气田生产运行涉及的流程众多,如地震采集、采油、录井、油气集输、钻井等,其中油气集输是一项十分重要的工作,主要是将地下开采的原始油气进行收集、储存、初加工,然后运输出去[1]。油气集输具有管道覆盖面积大、压力容器多、危险性高、生产时间长、作业流程复杂等特点,使其消耗了大量的能源,不但降低了运行效率,而且大幅提高了油气田企业的生产成本,从而严重影响了企业的经济效益[1]。因此,本文对油气集输系统运行效率进行了分析与研究,以期提高油气集输的生产质量和效率。

1 油气集输系统简介

油气集输系统是油气田开发的核心内容,也是主要的能耗环节之一。油气集输是将分散的油井产出的石油、伴生天然气、采出水以及其他产品进行收集,经过一系列的处理,进而获得质量合格的石油以及天然气,最终将它们外输到一些炼油厂以及用户[2-3]。油气集输系统的工作范围是指以油井为起点,矿场原油库或输油、输气管线首站为终点的矿场业务。油气集输系统包含的内容较多,基本概括为“三脱”和“三回收”,主要有10个方面的内容:①油气水分离;②油气计量;③原油脱水;④原油稳定;⑤原油稳定;⑥原油储存;⑦天然气净化;⑧轻烃回收;⑨天然气回收;⑩含油污水处理等(图2)。由于我国各个油气田分布的地区不同,不同油气田所处的自然条件、社会环境、地质情况不同,使得油藏构造情况、油藏能量、油气物理性质、油气化学性质、开发部署方案等都有比较大的差异,为了将油气田不同地区井的油气集中在一起,会根据油气田的具体情况而制定和实施不同的集输方案,对应的工艺流程也会存在一定的差异。

2 影响油气集输系统运行效率的因素

2.1 设备的运行情况比较差

在油气集输系统运行过程中,涉及的仪器设备较多,如油水泵、分离器、加热炉、电动机、脱水器等,这些设备的主要作用就是为油气集输提供充足的能源供给,设备的运行情况会直接影响整个油气集输系统运行的效率,如果设备的运行情况好,那么集输系统的运行效率就比较高,通常这些设备的运行效率都应该大于65%。另外,油气集输设备运行的效率还与石油、天然气的品质相关,品质越好,则可以在条件较差的情况下完成运输,集输工艺的流程也比较短,从而大幅提高了集输效率。与此同时,仪器设备的设计、操作流程、应用科学性、适应性等也会对运行效率造成一定的影响[1-3]。

2.2 油气资源本身能量损失

在油气集输的过程中,由于地下油藏本身存在一定的压力,再加上抽油机工作时也会产生向上的提升动力,因此导致油气资源本身会承受巨大的压力,并且产生大量的热量,然而在集输作业时,油气在管道中会产生摩擦,导致这些压力与热量持续消耗,造成巨大的能量损失。在整个油气集输过程中,很多因素都会造成油气资源能量的损失,主要有以下5点:①油气资源能量损失丰裕度;②油藏地质条件;③集输工艺流程;④各种管线大小;⑤油气水流速等。

2.3 集输过程中其他的损失

在油气田开发的不同阶段,油气井的含水量不同,油气集输的能量损失也不同。例如在开发初期,原油的含水率较低,粘度较大,这时需要利用井口加热装置对采出的原油进行加热;而在开发中后期,原油中的含水量持续增大,粘度不断减小,这时井口加热装置毫无用处。但是这种情况下原油自身的能量也无法进行集输作业,因此工作人员应该做好加压、加热等相关工作来补充地层的能量,以此来保证整个油气集输作业的顺利完成[2-3]。

3 提高油气集输系统运行效率的对策建议

3.1 加快设备和工艺优化升级

目前,随着油气需求量的逐年递增,现代油气田开发的速度不断加快,导致地下油气水的物性出现了比较大的改变,而油气集输设备以及工艺却比较落后,无法与之相适应,极大地影响了油气集输系统的运行效率。油气田企业应该根据实际情况对油气集输设备和工艺进行不断地优化升级,主要有以下8点措施:①合理设计加热设备;②积极回收余热;③正确采用低温或者不加热的油气集输工艺;④缩减开式流程,并做好气密运输工作;⑤简化工作流程;⑥对集输管网进行合理优化;⑦适当应用油气混输等新技术;⑧减少低效性投入,使油气集输系统的处理能力和油气井的生产能力、油气的物性相匹配,同时降低能耗,提高运行效率[3-4]。

3.2 加快集输系统信息化改造

随着科技的不断进步,计算机网络得到了高速发展,各种新技术、新方法应运而生。因此,在油气集输过程中,油气田企业应该采用更加高效、智能的技术手段,提高油气集输系统的运行效率。例如,可以将信息技术应用于油气集输数据管理、采集以及监测等过程,利用高科技手段来对已有的油气集输计量工作进行不断完善,实现计量数据的自动传输和分析,并且还可以对加热、增压仪器进行精确、实时的控制,不但可以降低油气集输系统的能量消耗,而且还可以提高系统的运行效率[4-5]。

3.3 改进和优化生产管理制度

在油气集输作业过程中,工作人员必须坚持安全生产、绿色发展的理念,采取有效措施,确保管理和生产可以达到QHSE的相关要求,主要有以下10点措施:①加强对油气集输各个环节的管理;②加强对仪器设备的安全防范;③加强消防预警系统的安全管理;④加强对工作人员日常工作的管理;⑤加强安全生产相关的规章制度宣传与教育;⑥加强生产监督,强化制度约束;⑦提高工作人员的综合素养;⑧建立健全QHSE安全生产责任制度;⑨加强仪器设备的维修保养;⑩建立风险评价和管理机制。

4 结论与认识

(1)对于油气田生产而言,油气集输是一个十分关键的工艺流程,涉及的流程非常多,极易发生安全事故,并且所消耗的能源巨大,必须采取相应的措施,提高油气集输系统的运行效率,节能降耗,降低油气田企业的生产成本,进而提高油气田企业的核心竞争力,从而促进我国石油行业的可持续发展。

(2)影响油气集输系统运行效率的因素非常多,本文只是简述了其中的小部分,在后续的实际工作中,还应该认真总结,提出更多有效、实用的针对性建议,对集输系统进行不断的调整和优化,以此提高油气集输系统的运行效率,有助于油气田企业实现更大的经济效益,最终有效解决我国石油和天然气的供需矛盾问题。

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