提高油田五大系统效率专题

提高油田五大系统效率专题目录一、油田主要技术经济指标二、油田五大系统的关联性三、能耗分布关键部位及主要问题四、提高油田五大系统效率的关键技术五、综合提效措施建议一、油田主要技术经济指标随着我国东部大多数油田逐步进入高含水期，能耗在油田生产成本中的比例不断上升，如中石化某油田1989年采油成本为171元/吨，而到1999年为803元/吨，年平均增幅16.7%。2000年中石油油田分公司生产与能耗指标生产能耗消费能耗原油1.0359×108t生产吨油总能耗116kg标煤/t（3394MJ/t）天然气183×108m3其中：生产吨油耗电128kW.h(1645MJ/t)集输吨油耗热1643MJ/t折标煤1.7233×108t折标煤1201.6×104t☆油田地面生产直接能耗占生产中能源总量的7%。☆油田地面生产能耗费用占地面操作成本的35%。☆生产能耗由97年2350MJ/t上升到3394MJ/t，上升30%。一、油田主要技术经济指标国内外油田的主要经济指标序号指标名称单位97年国内水平97年国内稠油国外水平2000年中石化一般典型一般典型1生产成本元/t626.9490.8610347987.2-9美元/桶2吨油总能耗MJ/t2349.59457228.85114.25233生产吨油耗汽量m3/t70.439.64集输吨油耗气量m3/t16.1654.175生产吨油耗电KW.h/t13856210.295.431.26输油泵运行效率%67.469.953.260.771-757注水泵平均运行效率%75.2277.7175-8377.188注水系统效率%51.9155.4251.049机采系统效率%26.331.13627.210加热炉运行效率%76.38576.57885-9077.5711注汽锅炉运行效率%8085.888875.64一、油田主要技术经济指标二、油田五大系统的关联性高含水期油田原油生产主要是以油藏为核心的注采循环过程，油藏的动态特性决定原油生产的最小能耗，在最小能耗一定的情况下，原油生产成本，是由油田机采、集输、注水、供热和供电系统的效率决定的，同时，这五大系统又存在一定的相互制约关系，从系统工程的角度出发，对配套系统进行优化调整，将成为今后节能工作的重点方向。最小理论能耗地层供液能力油层、水层压力机采系统工作制度流量、压力、层位产液量、原油含水率机采系统效率井下效率地面效率抽油泵生产性能参数杆-管性能、状况盘根盒性能抽油机工作性能参数电机性能机采系统单耗污水处理系统污水处理成本注水井参数注水管网压力、损失注水管网效率注水站效率注水泵效率站内节流注水系统效率最小理论能耗注水系统单耗注汽井参数注汽管网损失注汽锅炉效率站内损失蒸汽干度供热系统效率最小理论能耗注汽单耗机泵电能消耗原料油量及其含水率脱水工艺及其运行参数井口回压分离器、分水器、沉降罐加热炉效率机泵能耗及效率站内损失最小理论能耗集输系统单耗集输系统供电系统输出电能（有效负荷、电网损失）注汽电能单耗注汽燃料单耗集输电能单耗集输燃料单耗吨油成本药剂单耗电能单耗集输药剂单耗集输系统效率药剂单耗电能单耗油田五大系统结构关系图二、油田五大系统的关联性78808284868890929496050100150200原油含水（%）吨油耗电量（kW/t）机采吨油耗电量生产吨油注水耗电量污水外输耗电量生产吨油机采注水总耗电量05101520生产吨油注水量m3/t生产吨油注水量☆注水量与原油产量之比是油田能耗的关键参数。☆水油比越大，机采、注水、集输、配电系统的能耗和污水处理成本越大。☆注水参数、油井参数、油藏措施及时优化调整，解决无效注水问题是降低原油生产成本的捷径。☆应加强单井计量，提高计量精度。二、油田五大系统的关联性变压器容量、空载损耗、短路损耗、有功负载、功率因数对网损率的影响曲线图☆机采系统电机负载率低，大部分在20%左右，功率因数低、线路复杂且分散、电容补偿困难，对配电系统损耗影响大。☆变压器运行易偏离高效区，机采、注水、集输等系统改造后需要调整。20304050607080901000.00.20.40.60.81.0电机负荷率功率因数0.00.20.40.60.81.0二、油田五大系统的关联性☆油井回压降低，载荷也随之降低，原油产量、举升效率、泵效相应逐步上升。☆机采系统效率约为输油系统动力利用率的一半。☆密闭集输工艺能够有效降低油井回压，压力利用率高。☆稠油降粘输送也具有较好的经济效益。二、油田五大系统的关联性☆某油田生产吨油总能耗2055.5MJ/t，耗电123.8kW.h/t。☆机采、注水、集输、热采和配电系统能耗占总能耗90%以上。☆集输、热采应作为节热的重点系统。☆注水、机采、配电系统作为节电的重点系统。电能消耗分布图26.2%51.5%3.8%1.1%8.4%9.1%供电系统机采系统注水系统集输系统供热系统其他电能消耗分布图26.2%51.5%3.8%1.1%8.4%9.1%供电系统机采系统注水系统集输系统供热系统其他总能耗分布图20.3%39.8%14.1%12.3%6.5%7.0%供热系统集输系统注水系统机采系统其他供电系统总能耗分布图20.3%39.8%14.1%12.3%6.5%7.0%供热系统集输系统注水系统机采系统其他供电系统三、能耗分布关键部位及主要问题三、能耗分布关键部位及主要问题机采系统能耗分布29%8%3%6%6%20%2%26%电机损耗传动损耗四连杆机构损耗盘根盒损失抽油杆损耗抽油泵损耗油管柱损耗系统效率机采系统关键部位：☆地面电机配套。☆抽油泵效率。☆抽油杆、油管损失。机采系统存在的主要问题：☆电机负载率、功率因数低，电机损耗30%左右。☆抽油泵泵效衰减速度快。☆部分油井运行参数不合理。☆部分油井偏磨、出砂问题严重。机采系统节能潜力：☆机采系统优化。☆节能电机和节能抽油的应用。☆防偏减磨技术的应用。☆高效防砂泵的研究应用。三、能耗分布关键部位及主要问题联合站能耗分布图24%2%9%6%20%35%4%加热炉热损失站内管线热损失外输原油携带热量原油外输管线热损失设备热损失污水携带热量耗电高含水期集输系统关键部位：☆加热炉。☆原油不加热预分水设备。☆电脱水设备。☆站内脱水工艺流程、装备。集输系统存在的主要问题：☆加热炉运行热效率低。☆原油一次处理达标率低、不达标原油回掺量大。☆被加热原油含水率高。☆破乳剂低温性能差。☆原油不加热预分水工艺不完善。☆老站设备散热损失大。集输系统节能潜力：☆低温高效破乳剂的研究应用。☆高效分水设备的应用。☆提高加热炉运行效率。☆容积式脱水泵及其变频控制技术的应用。☆优化脱水工艺流程，减小原油回掺处理能耗。☆老站关键设备的保温。三、能耗分布关键部位及主要问题项目用电单耗kW.h/m3絮凝剂单耗g/m3杀菌剂单耗g/m3常规处理0.4～0.520～304～5深度处理0.5～0.630～504～5污水处理系统主要问题：☆大量从地层到联合站来回循环的污水循环量增加，污水性质变差，超过原处理系统和设备的能力，并使能耗增加；☆污水回注、外排不达标。污水处理系统主要消耗指标污水系统节能潜力☆抓住污水循环系统的源头及转油站和联合站等各个环节，逐级减少污水循环量。☆采用高效脱水设备（如井筒旋流脱水器和地面旋流预脱水器等），横向流聚结处油器等技术，使污水处理后就地回掺、回注。☆简化工艺流程。☆研制并应用低温化学药剂等。5%27%7%4%23%34%电机损耗注水泵损耗泵管压差损耗管网损耗配水间节流系统效率某注聚系统改造前能耗分布5%20%24%2%11%38%电机损耗注水泵损耗泵管压差损耗管网损耗配水间节流系统效率某注水系统改造前能耗分布三、能耗分布关键部位及主要问题注水系统关键部位：注水（聚）泵效率、泵管压差损耗、配水间节流损耗。注水系统存在的主要问题：☆注水泵不在高效区运行。☆单井注水压力差别大、分布不均匀、注水系统单一。☆泵管特性不匹配。注水系统节能潜力：☆对注水系统进行优化。☆采用分区注水、单井增压技术。☆大小泵匹配、无节流变频控制。☆注水泵拆级、切割。☆注水泵运行的优化控制。三、能耗分布关键部位及主要问题热采系统关键部位：☆注汽系统和注汽站。☆注汽管网的保温。热采系统存在的主要问题：☆注汽锅炉效率低于设计值。☆注汽管网热损失普遍超标。☆注汽负荷低于额定负荷，给水泵回流损失大。热采系统节能潜力：☆提高注汽锅炉效率和蒸汽干度。☆采用新型保温材料，降低输汽管线热损失。☆减小给水泵回流引起的电耗。☆研发或引进井下蒸汽发生器热采系统能耗23%13%12%52%注汽站能损管网损耗注汽能损能量利用率三、能耗分布关键部位及主要问题配电系统综合网损率在10%左右。配电系统关键部位：变压器、配电网、电动机。配电系统存在的主要问题：☆变压器陈旧，非经济运行，损耗高。☆电网结构不合理，随用电负荷不断增大，线损也随之增加。☆用电设备负载率及变压器负荷率均较低，功率因数小，无功损耗大。☆油井电机电容补偿困难。配电系统的节能潜力：☆配电网优化运行。☆高压分散补偿技术的应用。☆节能变压器的推广应用。☆高转矩节能电机、永磁节能电机或节能控制箱的推广应用。四、提高油田五大系统效率的关键技术1、机采系统地面工程节能配套技术2、提高井下效率配套技术3、注水管网优化技术4、注水泵节能技术5、原油密闭集输处理技术6、高含水期不加热脱水技术7、提高加热炉炉效技术8、容积式脱水泵的应用及控制9、注汽锅炉提高炉效技术10、节能变压器及智能补偿技术的应用1.1节能电机的推广应用目前推广应用的节能电机有超高转差率节能电机、稀土永磁电机、变频调速电机等。节能电动机与普通电动机相比，机械特性有所改善，能较好地适应抽油机井的变负荷工况，电机额定功率普遍降低，负载率趋于合理，电机节能效果明显。1、机采系统地面工程节能配套技术永磁节能电机启动转矩大，与同规格感应式电机相比，节能2～8个百分点。20304050607080901000.00.20.40.60.81.0电机负荷率功率因数0.00.20.40.60.81.0感应式电机永磁节能电机电机种类电机效率起动性能功率因数节电率价格比Y系列电机90.5一般0.8711变频调速电机91好0.98208超高转差电机93好0.89151.8电磁调速电机92较好0.88121.6YQZ节能电机92较好0.88101.4绕线式电机92好0.89121.8Yx2高效电机93.36一般0.8910.51.4抽油机电机性能对比机采系统节能降耗技术研究与应用功率因数转矩倍数额定效率0.41.890%永磁电机与普通电机性能比较0.9394%机采系统节能降耗技术研究与应用9.13%6630kw.h5833kw.h单井月耗电平均节电率127台YQZ系列电机统计数据机采系统节能降耗技术研究与应用3604kw2412kw装机总额定功率平均额定功率34.7kw20.3kw负载率系统效率30.38%21.04%应113台同步稀土永磁电机效果对比29.6%35.3%机采系统节能降耗技术研究与应用实测稀土永磁同步电机节电率为10%～18%。应用超高转差率电机,可降低40%供电容量，网损减少60%，节电5%～30%。在用约600台，实测节电率为5%～15%。现场有些节能电机的节电率较低，主要原因是电机的负载率低，节能潜力没能充分发挥，需要加强电机的测试和管理，及时解决电机的欠载问题。1、机采系统地面工程节能配套技术目前推广应用的节能抽油机主要有异相型游梁抽油机、链条式抽油机、皮带式无游梁抽油机等，节能抽油机的优点主要在于：①改善负载特性，减少对电机的冲击，降低电机配置，提高地面效率；②改善抽油机的工作特性,增大抽油泵的充满度，降低机械冲击，提高井下效率。1.2节能抽油机的推广应用应用异相型游梁机，系统效率可提高2.5%-4%。应用链条式抽油机，可省电30%-50%，总机效率高皮带式无游梁抽油机平均泵效67.3%，而游梁机平均泵效42.8%1、机采系统地面工程节能配套技术考虑高含水期稠油、含气、斜井、出砂对机采系统的影响，通过优化油井设备配置和生