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    當前位置: 今日關注

    找準能耗與原油產量的平衡點

    ——從油田上半年生產用電現狀看下步節能降耗工作

    2019-07-10    來源:

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    □記者 楊靜麗 通訊員 鞠鵬 李玉南 王占標


    一臺普通抽油機運轉一天消耗的電量大約是300千瓦時,一臺電泵運行一天消耗的電量相當于8臺,甚至更多臺抽油機的日均耗電總量……這些能耗數字基本上是一個“定數”。與這個“定數”相對應的,是這些設備運轉一天采出的原油量。然而,由于地質條件不同,這些采油設備運轉一天采出的原油量卻不盡相同,而且經常處于變動之中。

    油田作為油氣生產企業,既是重要的能源生產單位,也是能耗大戶。當前,油田電費成本已經占到油氣生產成本的近三分之一。盡管油田電力系統通過強化設備運行維護管理、內部挖潛、技術提效等措施,使油田用電量呈逐年遞減的良好趨勢,但是東濮老區油氣開采難度日益加大,油田用電基數依然龐大,電力系統節電工作依然任重道遠。

    作為能耗,電能只有轉化為實實在在的油氣產量,才能實現其價值,否則就是在做無用功。因此找準老油田節能降耗與采出原油量的平衡點就顯得至關重要。那么在油氣生產過程中,電量都消耗在哪了?通過對油氣生產過程用電量情況分析可以看出,電量消耗在油氣提升、驅油物注入、油氣處理、輕烴回收、輔助生產等環節中。分公司用電構成的統計數據顯示,油氣提升過程耗電量約占耗電總量的53%,驅油物注入過程耗電量約占耗電總量的42%。如何以“低耗能”換來“高產出”,抓住油氣提升過程,以及驅油物注入過程中的電能管控就顯得至關重要。


    地質方案優化:1立方米水從地面注到地下再經過提液返到地面進行水質處理,整個過程大約需要16到20千瓦時的電能。注水方案是否對路,直接影響著注水有效率。目前,油田每個采油廠一年的注水總量有數百萬立方米,注水有效率向下浮動一個百分點,就意味著幾十萬千瓦時的電量打了水漂兒。因此,老油田節能降耗,或者說把耗電量相對降下來,必須從地質方案這個源頭抓起


    6月25日,文留采油廠月度油水井措施專家論證會在會議室舉行,已經在前期“過五關斬六將”的15項油井措施和11項水井措施,在這里將經過廠領導、相關領域專家、地質所、工藝所、采油管理區、經營管理科等多部門人員的“三堂會審”。即使這樣形成的地質方案仍然不能算是最終定論,項目組的地質人員還要對作業施工情況進行全過程跟蹤,隨時根據變化了的現場情況對方案進行合理變更和調整,以確保地質方案的準確性和適應性。

    地質方案是油田開發工作的源頭,決策失誤就是最大的浪費。一邊是實現原油穩產的硬任務,一邊是用電能耗下降的硬指標,各采油廠都在謹慎地調節著兩端的平衡。

    從事過多年地質、工藝的科研人員都知道,1立方米水從地面注到地下再經過提液返到地面進行水質處理,整個過程大約需要16到20千瓦時的電能。注水方案是否對路,直接影響著注水有效率。各采油廠一年的注水總量有數百萬立方米,注水有效率向下浮動一個百分點,就意味著幾十萬千瓦時的電量打了水漂兒,那是極大的浪費。

    各采油廠積極在源頭上做文章。科研人員在精細地質研究的基礎上,嚴把方案論證關。文留采油廠地質研究所所長李石權表示,今年年初以來,圍繞“增氣、穩油、提效”的開發理念,地質人員精心摸排,針對能量充足、潛力較大的油井加大提液力度。

    有人說頻繁變更地質方案會影響到方案的嚴肅性,油田科研人員卻堅持認為,一套地質方案的可行性,只有在和施工現場情況充分結合之后才能最終確定。油田油氣開發管理部相關負責人說,今年年初以來,各采油廠地質研究所根據現場情況下發的地質方案變更單同比增加了二成,目的只有一個,減少無效工作量,降低無效能耗。

    文65-71井位于文25東主塊北部,今年年初,文留采油廠地質人員針對該井能量的保持狀況,分析認為可繼續對該井進行有效提液。因此,該廠于1月對該井實施了下電泵提液,措施后該井日產油量由1.9噸上升至3.4噸,日增油達到1.5噸,同時對應水井也適時提高注水量,保障提液的有效期。目前油井日產量穩定在2.9噸。截至5月底,該井累計增油已達180噸,取得了顯著的挖潛增油效果。

    眾所周知,東濮老區已進入“三高”開發階段。“三高”帶來了“三難”:認識難,挖潛難,降本難。以濮城油田為例,該油田注水開發已走過近40年的歷程,綜合含水率高達95%,采出程度達30%以上,多數油藏進入特高含水開發后期。

    濮城采油廠生產調度室電力系統負責人祁紅軍指出,在電力管理上,該廠嚴格執行“降電不能影響油藏開發、精細注水和井筒管理”的指導原則,祁紅軍提供了一組數據:今年前六個月抽油機用電量同比增加158.75萬千瓦時;從去年年底,該廠已陸續下電泵11口,上半年電泵耗電量同比增加151.08萬千瓦時。

    在“水中撈油”的濮城油田,電泵井憑借其大排量提液優勢,具有存在價值。眾所周知,一臺電泵井的日均耗電量相當于8口,甚至更多口抽油機井的日均耗電總量。按照計劃7月份該廠還將有3口抽油機井轉電泵井。把耗電量小的抽油機井更換為耗電量大的電泵井,這筆“買賣”是否劃算?該廠地質研究所副所長孫同英心里有本賬:“電泵井‘飯量’大,同樣力氣也大,一臺電泵井的提液量是抽油機井的幾倍,在抽油機井轉電泵井上,我們也是綜合考慮投入和產出關系,讓電泵井增加的電量實實在在轉化為產量。”

    抽油機井轉電泵井、電泵井轉抽油機井是一個系統工程,從選井到實施需要工藝和地質技術人員等多方面協同配合。濮2-259井原是一口“休眠井”,地質及工藝技術人員通過油藏、井筒、地面一體化研究,精細分析油藏潛力和長停井潛力。從油藏剩余油分布、注采井網完善程度、油藏壓力等方面,分類分析長停油水井潛力;從井筒狀況、地面條件、修復工藝的難易程度、投資、增產效果等,分析長停井恢復的可行性。綜合分析后,濮城采油廠對該井實施下電泵措施,目前該井日產油4噸,實現由長停井到“壯勞力”的華麗變身。


    采油方式優化:怎樣才能在基本不影響產量的前提下,用常規的機械采油方式將電量降下來,以達到節能降耗的效果呢?在每個采油廠的決策層心里都有同樣的課題——如何降低開發能耗?因此,注意力必須在很大程度上集中在對高能耗采油方式的優化調整上,決策者也必須意識到,采油方式優化,并非簡單意義的關停并轉


    今年年初以來,油田在文留采油廠、濮城采油廠等單位實施大泵深抽提液及配套技術,通過配套旋轉脫接器、高強桿、深抽減載技、碳纖維連續桿等工藝,有效解決了以往提液技術電泵舉升成本高、能耗大的問題,提高了油井產量。

    怎樣才能在基本不影響產量的前提下,用常規的機械采油方式將電量降下來,以達到節能降耗的效果呢?每個采油廠的決策層心里都有同樣的課題——如何降低開發能耗?因此,注意力必須在很大程度上集中在對高能耗采油方式的優化調整上,決策者也必須意識到,采油方式優化,并非簡單意義的關停并轉。

    濮城采油廠工藝研究所機采室主任宋順杰表示,在濮城采油廠,與電泵井相比,抽油機井數量上占有絕對的優勢,優化這部分油井的機采方式,對于提高原油產量,節約用電能耗顯的至關重要。

    高含水油藏由于層間物性存在差異,主力層通常高含水,次主力層動用程度相對較低,甚至難動用。之前,高液量井通常采取上電泵的方式放大生產壓差,解決層間差異的問題,但是考慮到成本因素,電泵井的開采方式并不能大規模推廣。

    一個不能不面對的難題是,常規的機械采油方式,還能否使濮城油田的產量保持在原有的水平上?在目前全局上下聚焦穩油增氣降本的前提下,濮城采油廠技術人員為保持油田產液規模,把關注點放在了扭虧脫困、低成本開發的創新技術運用上。尋找一個代替電泵井采油工藝,既能提液,又能降低能耗、降低成本,還要能滿足開發要求,以解決油藏開發層間差異大的難題,在這樣的背景下,JZQ-Ⅲ型多功能減載器應運而生。

    目前,從濮2-579H井、文51-側53井等6口井的應用效果看,油井下入減載器后,日產液量由原來的158.6噸提高到375.5噸,日產油由原來的6噸提升到15.3噸,日增油近10噸,節能增油效果明顯。

    除了新技術的應用,該廠在躺井治理中,利用檢泵的機會,及時更換油井的泵徑,以達到節電效果。宋順杰打比方說,什么樣的車配什么樣的馬,同樣,泵也要與井的生產能力相匹配,超負荷或者負荷不足,都會對產量和電量有所影響。

    針對供液量不足的油井,將大泵徑換成小泵徑,改變“大馬拉小車”的現象,減輕負荷,在保障產量不變的前提下,達到節電目的。與此同時,一口井供液良好,沖次頻率過快,就會導致交變載荷大,造成“大馬拉小車”,導致電量浪費,這時就需要將小泵徑改換為大泵徑。

    濮100井泵徑更換前是56毫米的泵徑,泵掛深度是1253米,正常日產液量是58立方米,日產油0.4噸。結合檢泵工作,工藝技術人員把該井的泵換成70毫米的泵,泵掛深度提高到1100米的深度,更換后,該井日產液量85立方米,生產原油1.4噸,雖然換成大泵徑,但泵深也上提了,綜合下來日耗電量基本保持不變,但原油日產量增加了1噸,達到了增油卻又不增加電耗的目的。

    除此之外,日常跟蹤油井動態變化及時調參,同樣達到節電效果。今年年初以來,濮城采油廠實施調參134井次,累計增油336.4噸,節電55.5萬千瓦時。


    注水結構調整:油田年產油水平已從高峰期720多萬噸下降到目前120多萬噸,在目前這種情況下,只有用效益套解發展方程式,衡量各項工作,才能真正破解發展難題,走好效益開發之路,實現整體扭虧為盈。因此,必須做好不同油價下的彈性注水結構調整優化,減少無效注水,降低注水用電單耗


    在油田注水系統中,注水泵機組是采油生產過程中的主要設備,是保證原油高產穩產的關鍵設備。因此管好注水泵機組,使其高效運轉,不但保證油田生產順利進行,也能減少大量的能耗。

    當前油田注水設備多為離心泵。離心泵雖然結構簡單,保養方便,但運行效率低,能耗高。以濮城采油廠為例,該廠聯合站注水系統一次增壓的平均機組效率為73%,機組效率每提高一個百分點,預計每年可節電75萬千瓦時。

    為進一步提高注水設備運行效率,降低注水系統運行成本,油田組織相關設備制造商、科研單位和油氣生產單位開展技術攻關,研發新型對置式大排量往復注水泵。這種注水泵于去年4月在濮城采油廠濮二聯合站進行現場應用。

    統計數據顯示:目前,對置式大排量往復注水泵運行時率能達到93%,注水單耗與離心泵相比平均下降1.80千瓦時/立方米,日節電量1.3萬千瓦時左右。目前,該型注水泵已通過油田節能型設備鑒定。今年,油田計劃在胡狀聯合站再推廣兩臺對置式大排量柱塞泵,預計年節電260萬千瓦時。

    在優化注水結構上,據文留采油廠地質所副所長韓磊介紹,該廠強化注采效益評價,減少無效注水。針對注水壓力高、長期注水不見效的注水井實施關井措施;針對高含水無效益井組下調配注或關井減少無效注水量直至井組直接成本有效;針對含水波動較大的井區,利用溫和注水、周期注水來實現穩油控水增效的目的。今年年初以來,文留采油廠下調配注233井次,年減少注水量約39萬立方米,增油231噸。

    為實現年產油30萬噸工作目標,文衛采油廠抓住“治水也是降耗”這一舉措,通過不斷細化優化注水,使降低或減少無效注水也成為當前一項重要節能項目。文衛采油廠制訂了控制低效無效循環注水措施方案,該廠地質技術人員以分層注水為基礎,結合井組生產動態,大力推廣“間隙注水”“變強度注水”“周期注水”等節能舉措,減少低無效注水量,達到節電效果。

    增注泵是注水開發很重要的生產設備,它通過對注水泵站來水進行增壓或減壓處理,及時補充好地層能量,提高老油田開發效益。在文衛采油廠采油管理二區衛20號計量站,每天上午8點至晚上8點,這里的員工都要及時對站上5臺增注泵進行停泵操作。晚上8點至次日8點,再將這些增注泵全部開啟。“之所以選擇這么做,最關鍵是這里的員工根據白天與夜晚電價的不同,對用電設備采取‘避峰就谷’措施,用最少投入實現效益最大化。”文衛采油廠衛20號計量站站長谷國亮介紹說。

    在不影響注水效率的前提下,各采油也加緊對注水設備的降級改造。文留采油廠啟用低功率離心泵,以降低注水電耗。4月中旬,文留采油廠文一聯合站啟用1號低功率離心泵,并對該泵實施試注調試。經測試,該泵可以在16.5-17兆帕的壓力下提高排量至280-290立方米/小時,足夠滿足文中油田中壓注水需求。注水單耗由7.6千瓦時/立方米減到7.3千瓦時/立方米,截至5月底,該泵共節電10.3萬千瓦時。

    6月24日,在文衛采油廠采油管理一區,技術人員利用電能質量分析儀對已安裝節能電機的明N217井機采系統效率進行檢測。電動機為油田機采、注水、集輸系統提供動能,油田現有電動機普遍存在服役“超期”,電動機負荷與設備運行負荷不匹配等問題,造成用電能耗的浪費。按照國家對高能耗落后電機的淘汰要求,今年油田將分批次對油氣生產單位的1400余臺大功率、國家明令淘汰的電動機進行改造,預計于7月進入施工階段。

    節電工作并非一朝一夕之事,而是一項長期的、系統性的工作。“要把節電工作放到油田改革發展大局中,整體謀劃,通盤考慮。”生產運行管理部電力系統負責人齊蘭濤表示。

    油田年產油水平已從高峰期720多萬噸下降到目前120多萬噸,我們的心中不免掠過些悵惘。然而,尋找老油田節能降耗與采出原油量的平衡點的法則終究不容逆抗,任誰也無法接受這種機器空轉、寶貴能源白白流失的現狀。油田對地面系統優化整合改造的方案,喚起了我們新的希望。據了解,油田將借助東濮老區地面系統優化整合改造的契機,根據油田當前生產能力,優化供配電設施的配置,減少電力系統“大馬拉小車”等高耗低效現象發生。

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    編輯:王偉

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