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提高油气集输系统效率的技术措施
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中原油田于1979年投入开发,主要为断块油田,1988年后,油田产量开始递减,到2007年年产原油仅300万吨左右,出现了原有油气集输系统油气处理能力富裕,大马拉小车,能耗高、效率低的现象。针对这种情况,2007年以来开展了中原油田油气集输系统优化改造工作,经过总体规划、区域优化,逐步实施系统优化改造,中原油田集输系统效率得到大幅度提高。
一、存在主要问题
中原油田自1979年投入开发以来已生产近30年,原油产量不断递减、含水量大幅度上升,已全面进入高含水开发期,站库大马拉小车现象严重,油气集输系统的管网、设备相当一部分存在陈旧老化、能耗高、效率低、腐蚀严重等问题,已进入更新高峰期,需要更新改造的工作量较大,存在以下问题:1、油气处理设计能力与实际生产严重不匹配,能源浪费严重,油气处理成本高。2、站库设备投产时间长,老化严重,能耗高、效率低。3、集输管网腐蚀穿孔频繁,油气损失严重,安全和环保压力大。因此,急需对集输系统进行优化改造,解决存在的问题。
二、提高油气系统集输效率的有效做法
针对中原油田油气集输系统存在的大马拉小车,设备老化等问题,依据油藏经营管理模式总体部署,结合日产气液量分布现状,2007年初开始开展中原油田油气集输系统进行优化改造工作,改造过程中采用了以下有效做法。
1.实施油气处理区域优化、集中处理,缩短处理工艺流程,缩减油气处理规模
坚持生产能力与设计能力相匹配的原则,实施油气处理区域优化、集中处理,通过简化优化油气处理工艺,缩短处理工艺流程,缩减油气处理规模,将濮一联、濮二联改造为中转站,停运原油电脱、原油稳定、轻烃密闭、部分水套炉和锅炉等设备设施,减少能源消耗,降低油气处理成本。
2.运用高效节能设备,节能降耗,提高设备设施运行效率
采用新工艺新技术更新改造陈旧老化、能耗高效率低的油气处理设备设施,重点更新改造锅炉、加热炉、负压螺杆压缩机、外输泵等主要能耗设备,并对运行参数波动的运行设备采用变频调节技术,节能降耗,提高设备设施运行效率;其中:
2.1 锅炉更新改造选用WNS全自动燃气蒸汽锅炉。此种锅炉是近几年发展起来的新型节能高效锅炉,具有热效率高、运行安全可靠、结构紧凑、安装方便、负荷适应性强、自控程度高等特点。该锅炉系卧式内燃三回程全湿背式火管锅炉,锅炉第一回程采用波纹炉胆,第二、第三回程采用螺纹烟管,故受热面大,热效率高。锅炉为微正压燃烧,炉膛内过剩空气系数可控制在1.1左右,故燃烧效率较高,风机电能消耗较小。锅炉可根据用户需要配用各种进口燃烧器,燃烧技术先进完善,启停快速,耗气量少。该锅炉配备完善的自控装置,锅炉配有触摸屏电脑控制器,可实现燃烧过程全自动微电脑控制,大大提高了锅炉的运行安全性和经济性。
2.2 加热炉更新改造主要采取①采用全自动燃烧器,提高燃烧效率,保证加热炉安全运行;②改进加热炉结构,提高运行效率;③增加加热盘管面积,降低加热炉壳体运行压力;④采用新型保温结构及材料,减少加热炉表面散热,提高运行效率等几种两种措施来提高加热炉的热效率和安全性。
3.应用油气混输工艺,解决输油泵气蚀问题
优化改造后,需要把濮一联、濮二联经三相分离器分离的低含水原油输送到濮三联,由于该低含水油中含有部分溶解气体,故选用了油气混输泵替代离心输油泵,解决了输油泵的气蚀问题,提高了泵效。
4.应用先进的计算机控制技术和视频监控技术,提高站场自动化管理水平
全面应用自动化控制技术,确保生产安全平稳运行,提高管理水平:
4.1 对三相分离器干气压力和加热炉进口温度进行实时监测,随时掌握变化情况,确保设备的安全运行。
4.2 采用先进的导波雷达技术对5000m3油罐罐内原油液面高度进行自动检测,超高、超低液位时及时报警,避免冒罐,解决了计量精度,减轻了工人的劳动强度,减少了安全事故的发生。
4.3 在5000m3油罐区安装光纤感温火灾探测系统,它具有无电检测、实时在线的特点,能应用于易燃易爆场所,能对实时检测的数据进行处理、分析、判断、报警、联动,并能对温度异常、火灾及时定位,对火势大小、火情蔓延、烟雾漂流方向进行智能分析、判断,提供油罐内火灾危险的早期探测,使现场操作人员有充分的时间采取相应的措施,避免事故发生,确保安全生产,达到预防为主的目的。
4.4 对外输油泵房、轻烃罐区、原油稳定塔、三相分离器、电脱水器等重要生产设备实行全天候的视频摄像安全监控,实时监视整个联合站的生产运行情况。
5.采用新材料,提高管道的抗腐蚀能力,延长管道的使用寿命
采用防腐管材和管线内外防腐工艺更新改造腐蚀严重、穿孔频繁、油气损失大、存在较大安全隐患的油气集输管网,并采用经济有效的保温措施,减少管道的散热损失,节能降耗。重点更新改造净化油外输管线和油气集输干线,减少原油天然气资源损失,消除安全生产隐患。根据濮城油田开发处于高含水开发期、产出液腐蚀严重等实际情况,并结合金属管道承压能力强,抗机械、人为损坏能力强,耐腐蚀能力差;钢骨架复合管和玻璃钢管等非金属管道耐腐蚀、耐磨损能力强,抗机械、人为损坏能力差;内衬玻璃钢管管道具备金属管道和非金属管道的优点,但施工要求高,价格高的特点,站内管线选用钢骨架塑料复合管,站外管线选用钢质管道。
三、几点认识
通过对濮城油田油气集输系统优化改造,我们认识到:
1.对于老油田的改造,要解放思想、创新思路。
2.实行统筹规划、区域优化、集中处理、分期实施,是解决老油田优化改造的有效手段。
3.针对老油田的优化改造,必须加大资金投入力度,采用节能降耗的设备,解决油气集输系统老化问题。
自濮城油田油气集输系统优化改造后,完成了文留油田油气集输系统优化改造。目前正在进行胡状、庆祖油田、文卫马油田油气集输系统优化改造。通过对油田地面生产系统调整优化改造,实现了油气集输系统高效运行,节能降耗,消除安全生产隐患,降低油气生产成本,形成了满足目前中原油田的油气集输生产系统,全面提高整个中原油田地面生产系统管理水平。
