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1、东北石油大学本科生毕业设计（论文）摘 要油田既是产能大户，也是耗能大户。油田地面工程耗能在整个油田耗能中占有较大比例，而原油集输系统又是油田地面工程的主要耗能部分。目前国内外对高含水后期油气集输系统效率及能耗分析的研究报道比较少，因此，急需进行大量的工作弥补这方面的不足。本文依据大庆采油四厂杏十联地区原油集输系统冬季掺水加热期运行数据测试结果，对该地区原油集输系统各部分进行了效率及能耗计算。论文主要包括如下几部分：联合站效率及能耗计算、转油站效率及能耗计算、集输管网效率及能耗计算以及整个原油集输系统效率及能耗计算。在计算的基础上分析了集输系统各部分的用能状况，找出了该地区原油集输系统用能的薄弱
2、环节，通过计算分析，该系统热耗占总能耗的95.76%，因此降低热耗是提高能量利用率的关键。转油站能量损耗占系统总能损的75.62%，是整个系统中能损最大的部分。提出了节能改造方案，并预测了该系统的节能潜力。预测经过节能改造后，该地区油气集输系统每年节电1.878106kWh，每年节气2.11106m3，年节约能量8.61107MJ。关键词：油气集输系统；效率；改造；能耗；计算 AbstractThe oil field is a large energy producer, as well as a large energy consumer. The energy consumption o
3、f oil field surface engineering is a large proportion in the oil field, and the oil gas gathering system is the main energy consumption of the oil surface engineering, the analysis and reports of high containing water period oil gas gathering system efficiency and the energy consumption computation
4、home and broad is not enough. Therefore, a lot of work is needed to make up for this deficiency. The thesis is based on the result of the high containing water period oil gas gathering system efficiency and the energy consumption computation analysis on Daqing No.4 Oil Production Plant. And make com
5、putation on each system .The thesis includes the sections as following: the computation of union station efficiency, the computation of Oil Transfer Station, the computation of pipeline network efficiency, the computation of oil gas gathering system efficiency. Make an analysis on each system based
6、on the computation, discovers the weak part. Through the computation, the heat consumption is 95.76% of the total energy consumption. So, reduce thermal energy consumption is the main work; Oil Transfer Station energy loss can be accounted for 75.62% of the total system, its the largest losses of th
7、e system. Proposes the energy conservation transformation plan, predicts the energy-saving of each system and the gathering system. Through the transformation, the energy-saving of the gathering system is 1.878106kWh per year; the gas-saving is 2.11106m3; the energy conservation is 8.61107MJ per yea
8、r.Key words:Oil gas gathering system; Efficiency; Transformation of energy conservation; Energy consumption; Computation目 录第1章 概 述11.1 研究目的意义11.2 油田节能降耗技术现状11.3 本文的主要工作5第2章 油气集输系统流程简介72.1 转油站集输工艺流程72.2杏十联合站集输工艺流程82.3杏十联地区原油集输系统工艺流程8第3章 集输系统效率及能耗计算模型103.1 能量平衡分析模型103.2 能量平衡原理113.3 本章小结11第4章 集输系统效率及能耗
9、计算方法124.1 术语解释124.2 部分计算公式134.3 本章小结17第5章 杏十联地区集输系统效率及能耗计算185.1 杏十联合站效率及能耗计算分析185.2 杏十联地区转油站效率及能耗计算分析225.3 杏十联地区管网效率及能耗计算分析275.4 杏十联地区集输系统效率及能耗计算325.5 本章小结34第6章 集输系统节能改造潜力预测356.1 杏十联地区原油集输系统节能措施356.2 杏十联合站节能改造潜力预测356.3 杏十联地区转油站节能改造潜力预测366.4 杏十联地区管网节能改造潜力预测386.5 杏十联地区集输系统节能改造潜力预测386.6 本章小结40结论41参考文献4
10、3致 谢46附 录47第1章 概 述1.1 研究目的意义油田是产能大户，也是耗能大户。随着含水率的增加，原油集输系统能耗占油田地面系统能耗的比例达到70%以上。因此，提高集输系统效率是油田节能降耗的关键环节。本文通过对高含水后期油气集输系统效率及能耗进行测试分析，给出集输系统能耗分布状况，找出造成系统效率低、能耗高的主要影响因素，提出节能改造措施，并预测改造后的节能效益，从而达到节能降耗的目的。1.2 油田节能降耗技术现状由于我国油田大部分采用加热方式进行集输，因此油气集输系统自身消耗了大量的能源，特别是随着许多老油田进入高含水后期，开发难度不断增加，集输能耗逐年上升。因此，节能降耗已经成为石
11、油企业降低成本、提高经济效益的重要途径。进行节能工作的前提是进行能量平衡分析。通过能量平衡分析可以了解油气集输系统的用能现状、用能水平、预测节能潜力和节能效果，为节能改造提供可靠的科学依据。下面介绍国内外油田节能降耗集输的进展状况：1充分利用油井进入高含水后期，油井出油温度和产液量较高的现状，从而实现常年不加热集油。随着油田全面进入高含水后期开采阶段，油井出油温度呈上升趋势；当原油含水率高于80%后，剪切速率的变化对含水原油粘度已无明显影响，表明含水原油转相，采出液完全呈现牛顿流体的流动特性；另外，进入高含水后期，集油管道管壁结蜡量也明显下降，因此，应充分利用高含水后期油井生产的有利条件，对油
12、井实现不加热集油。且这类不加热集油井由于高含水后期、高产液不需加流动改进剂1。2实施降温集油实施降温集油的油井是含水率已超过转相点但产液量低于100 t/d或处于转相点附近的油井。其采用的技术措施如下：不加流动改进剂，采用掺常温水措施，提高油井总含水率，促进转相。从而改善流动条件，实现常年降温集油。该措施已在全油田推广，但实施范围及效果仍有差别。降低掺水温度，实现降温集油。对含水率已经超过转相点但产液量较低的油井，由于液流已不受粘度温度关系影响，可使集油温度降低到凝固点附近甚至低于凝固点。具体措施是降低掺水温度，但要根据集油系统条件，经过集油参数优化及生产实践确定经济合理的集油温度范围。通过加
13、流动改进剂实现降温集油及不加热集油。流动改进剂对集油温度有较明显影响，随着加药量的增大，集油温度明显降低，而且其影响随产液量及含水率的上升而增大。这种变化主要是由流动改进剂对含水原油粘度及乳状液形态的改变引起的。因此，加流动改进剂不仅可以实现降温集油，而且如果集油温度降到混合出油温度以下，还可实现不加热集油2。3进行低能耗油气集输配套的低能耗输液、低温游离水脱除及低温含油污水处理工艺攻关及推广大范围不加热集油或常温集油会明显降低集油温度。实施不加热集油及降温集油，只有配套常温输液、常温游离水脱除及常温含油污水处理，才能最终摆脱对高含水产出液的升温处理，实现全过程低能耗集油3。常温输液。加流动改
14、进剂及破乳剂常温输液试验表明：离心泵在低温下输送高含水原油是可行的。加化学助剂可以实现常温输液，但加药次数及加药量要优选，需进行整个集油系统一次加药还是多次加药的试验。也可进行螺杆泵输液试验。常温游离水脱除。近年来开展的加流动改进剂降粘、转型试验表明：一定浓度的流动改进剂，能降低含水原油转相温度；降低含水原油粘度，有利于改善油水分离条件，特别是有利于改善利用重力分离原理的游离水脱除条件及含油水处理的除油条件。因此，应该继续从优化筛选流动改进剂、破乳剂入手，开展室内及现场加药试验，以较低加药量获取较大幅度降温，力争把处理温度降到2830。为了尽可能减少大量添加化学助剂给原油生产成本增加带来的压力
15、，要从多方面为降低集油温度创造条件，进一步挖掘填料在提高油水分离效率方面的潜力，最大限度降低填料型游离水脱除器的沉降温度。进一步改善破乳剂的低温破乳性能及高效性能，即利用管道破乳及游离水脱除降低沉降温度并使其保持良好的电化学脱水性能，以减少流动改进剂的使用。优化集油参数，调整集油系统，充分利用油井出油温度；充分利用高产液井热力条件减少热损失，保持尽可能高的系统出油温度，以缩小利用流动改进剂集油的范围46。4油气集输处理系统耗能分析及用能优化方法的建立通过这一方法可使采油厂集输系统用能做到有分析、有预测、有计划，使集输能耗得到有效控制。为此，要充分利用各厂地面工程信息系统数据库，建立集输系统仿真、用能分析及运行参数优化软件，逐步形成适于各厂原油集输系统工艺条件及管理模式的软硬件系统，并利用这套方法及手段，建立用能调度管理体系，把用能指标、监管要求、奖惩办法纳入用能调度管理系统，使节能降耗成为强化经营管理、控制和降低生产成本的有效措施7。对管网进行效率计算，分析管网的薄弱环节8。5利用热泵技术回收含油污水中的余热随着油田的不断开发，油田产水量及注水量将大幅度增加。使用热泵提取含油污水余热，将其中的热量回收给联合站采暖伴热，另一部分用于集油或原油脱水，节能效果很明显9,10。6根据油田及工艺技术发展，调整设计技术界限，实现
