吳昭(大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠(chǎng))
近年來(lái),隨著國(guó)際原油價(jià)格的持續(xù)低迷,導(dǎo)致投資規(guī)模下降,給油田企業(yè)開(kāi)展節(jié)能技術(shù)改造造成嚴(yán)重的資金和技術(shù)缺口。如何推進(jìn)能源管理創(chuàng)新,加快推行合同能源管理,解決企業(yè)節(jié)能技術(shù)改造中的難題,促進(jìn)企業(yè)節(jié)能技術(shù)改造升級(jí),已成為目前油田開(kāi)發(fā)企業(yè)一個(gè)重要的研究課題。特別是低壓、低滲、低產(chǎn)油井,抽油機(jī)泵效低、抽油機(jī)系統(tǒng)效率低、設(shè)備損耗大、維護(hù)工作量大、能耗大、采油成本高,要提升低產(chǎn)油井提質(zhì)增效工作,確保油井穩(wěn)產(chǎn)高效運(yùn)行,必須采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝技術(shù),實(shí)現(xiàn)油井動(dòng)液面實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)、工況自動(dòng)診斷、參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù),使油井處于高效、安全的生產(chǎn)狀態(tài),達(dá)到節(jié)能降耗、增產(chǎn)高效和提高油井開(kāi)采效益的目的[1]。為此,在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上,對(duì)部分供液不足油井提出采用油井液面連續(xù)監(jiān)測(cè)及間開(kāi)控制節(jié)能技術(shù)的改造項(xiàng)目方案。為解決節(jié)能技術(shù)改造項(xiàng)目資金不足的問(wèn)題,油田與提供該技術(shù)的專(zhuān)業(yè)節(jié)能技術(shù)服務(wù)公司簽訂合同能源管理,創(chuàng)新了能源管理模式,采取節(jié)能成果分享的合同投資管理方式,由專(zhuān)業(yè)節(jié)能公司墊付企業(yè)節(jié)能工程投資資金,專(zhuān)業(yè)節(jié)能公司在企業(yè)節(jié)能項(xiàng)目運(yùn)行期的直接節(jié)能效益中獲取分成利潤(rùn)作為投資回報(bào)。
油井液面監(jiān)測(cè)及自動(dòng)排采系統(tǒng)主要由井下數(shù)據(jù)采集模塊和自動(dòng)排采控制模塊集成。井下數(shù)據(jù)采集模塊主要由聲波發(fā)射接收器、聲波發(fā)射接收控制器組成,該模塊能實(shí)時(shí)采集井下液位數(shù)據(jù),為自動(dòng)排采系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的液位數(shù)據(jù)。自動(dòng)排采控制模塊:根據(jù)井下液位的數(shù)據(jù)變化以及用戶(hù)的參數(shù)設(shè)定值,通過(guò)RS485 或其他接口,自動(dòng)控制變頻器的輸出頻率,適時(shí)調(diào)整抽油機(jī)沖速,對(duì)地層供液能力極差的油井實(shí)現(xiàn)間歇式抽取方式,實(shí)現(xiàn)油井自動(dòng)化控制,達(dá)到實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。
次聲波液位監(jiān)測(cè)原理見(jiàn)圖1。次聲發(fā)聲裝置產(chǎn)生的次聲波沿油套環(huán)空向井內(nèi)傳播,在節(jié)箍、音標(biāo)、液面等處形成反射后被微音器接收,接收的微音信號(hào)經(jīng)過(guò)多級(jí)濾波放大和信號(hào)矢量疊加合成處理,利用液面波自動(dòng)識(shí)別技術(shù)得到液面深度。
◇管壓監(jiān)測(cè)范圍:0~10 MPa;誤差:0.05 MPa;
◇液面監(jiān)測(cè)范圍:10~3000 m;誤差:≤0.5%;
◇變頻控制接口:RS485 或其他接口;
◇工作環(huán)境:-30~60 ℃;
◇系統(tǒng)電壓:380 V/220 V(AC);
◇防護(hù)等級(jí):IP66;
◇可增加現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能(GPRS)。
為確保油田合同能源管理項(xiàng)目的有效實(shí)施,積極應(yīng)對(duì)低油價(jià)適應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài),加快油田企業(yè)節(jié)能技術(shù)改造,積極引進(jìn)合同能源管理節(jié)能管理創(chuàng)新模式,解決企業(yè)節(jié)能技術(shù)改造資金不足和節(jié)能減排目標(biāo)等問(wèn)題,從完善企業(yè)內(nèi)部配套管理制度入手,推進(jìn)合同能源管理制度在油田企業(yè)的應(yīng)用。主要采取以下幾項(xiàng)配套管理措施。
制定油田合同能源管理項(xiàng)目管理辦法,積極鼓勵(lì)專(zhuān)業(yè)節(jié)能服務(wù)公司進(jìn)入油田節(jié)能技術(shù)服務(wù)市場(chǎng)。設(shè)立油田節(jié)能人才專(zhuān)家?guī)?,通過(guò)成立“合同能源管理”指導(dǎo)委員會(huì),積極培育油田內(nèi)部節(jié)能市場(chǎng),不斷挖掘油田企業(yè)節(jié)能減排空間,對(duì)節(jié)能改造項(xiàng)目進(jìn)行節(jié)能效果評(píng)估,組織對(duì)節(jié)能專(zhuān)業(yè)公司資質(zhì)和技術(shù)服務(wù)能力的審核和評(píng)估,組織對(duì)節(jié)能項(xiàng)目進(jìn)行公開(kāi)招標(biāo)。建立油田節(jié)能專(zhuān)業(yè)技術(shù)服務(wù)公司信息儲(chǔ)備庫(kù),將具備專(zhuān)業(yè)節(jié)能技術(shù)服務(wù)資質(zhì)的節(jié)能公司納入油田節(jié)能專(zhuān)業(yè)技術(shù)服務(wù)公司信息庫(kù),建立油田開(kāi)發(fā)企業(yè)與節(jié)能企業(yè)之間的技術(shù)交流平臺(tái)。做好合同能源管理項(xiàng)目的招投標(biāo)管理,建立有序的合同能源管理市場(chǎng),規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化的合同文本內(nèi)容。制定企業(yè)合同能源管理相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)格依法依規(guī)執(zhí)行能源管理合同。做好項(xiàng)目運(yùn)行管理,完善能源計(jì)量手段,切實(shí)做好合同能源管理項(xiàng)目的節(jié)能量統(tǒng)計(jì)、節(jié)能效益核算和項(xiàng)目資金結(jié)算等工作,為節(jié)能專(zhuān)業(yè)公司創(chuàng)造規(guī)范有序的良好運(yùn)行環(huán)境。積極推進(jìn)油田能源體系建設(shè),按照試點(diǎn)先行、典型帶動(dòng)、穩(wěn)步推進(jìn)、逐步建成的原則,建立實(shí)施一套完整的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范,在企業(yè)內(nèi)部建立起一個(gè)完整有效的、形成文件的管理體系,注重建立和實(shí)施過(guò)程的控制,使能源管理活動(dòng)、過(guò)程及其要素不斷優(yōu)化。通過(guò)例行節(jié)能監(jiān)測(cè)、能源審計(jì)、能效對(duì)標(biāo)、內(nèi)部審核、組織能耗計(jì)量與測(cè)試、組織能量平衡統(tǒng)計(jì)、管理評(píng)審、自我評(píng)價(jià)、節(jié)能技改、節(jié)能考核等措施,不斷提高能源管理體系持續(xù)改進(jìn)的有效性,實(shí)現(xiàn)能源管理方針和承諾并達(dá)到預(yù)期的能源消耗或企業(yè)用能設(shè)備“能效倍增”目標(biāo)。通過(guò)建立更加規(guī)范、科學(xué)的能源管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,促進(jìn)油田降低能源消耗、提高能源利用效率,推動(dòng)行為節(jié)能,更有效地開(kāi)展能源管理。利用國(guó)家的扶持政策,積極爭(zhēng)取國(guó)家對(duì)企業(yè)多方面的政策扶持,積極爭(zhēng)取相關(guān)優(yōu)惠政策,發(fā)揮企業(yè)節(jié)能減排主體作用。對(duì)符合國(guó)家合同能源管理獎(jiǎng)勵(lì)標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)能技術(shù)改造項(xiàng)目,積極配合節(jié)能專(zhuān)業(yè)公司做好合同能源管理項(xiàng)目實(shí)施后財(cái)政獎(jiǎng)勵(lì)資金的申報(bào)工作。
2013年,大慶油田某采油廠(chǎng)與某節(jié)能技術(shù)服務(wù)公司簽訂油田供液不足井節(jié)能降耗技術(shù)服務(wù)合同,節(jié)能技術(shù)服務(wù)公司對(duì)該廠(chǎng)20 口供液不足油井應(yīng)用油井液面連續(xù)監(jiān)測(cè)及間開(kāi)控制技術(shù)。項(xiàng)目實(shí)施前后20 口油井生產(chǎn)數(shù)據(jù)對(duì)比見(jiàn)表1。
由表1 可知,項(xiàng)目實(shí)施后,在油井保持相對(duì)穩(wěn)定的前提下(產(chǎn)液量略有提升),油井電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)平均提高了0.399,平均單井日節(jié)電量達(dá)48 kWh,平均單井有功功率下降了2 kW,平均單井無(wú)功功率下降了18.99 kvar,百米噸液耗電量下降了2.37 kWh,綜合節(jié)電率達(dá)到34.1%,油井平均系統(tǒng)效率提升5.61%。實(shí)現(xiàn)了油井動(dòng)液面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、工況診斷、生產(chǎn)參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié),使油井處于高效、安全的生產(chǎn)狀態(tài),達(dá)到了節(jié)能降耗、增產(chǎn)高效和提高油井開(kāi)采效益的目的,取得了良好的項(xiàng)目實(shí)施效果。
1)項(xiàng)目實(shí)施后,百米噸液耗電量下降了2.37 kWh,綜合節(jié)電率達(dá)到34.1%,平均單井日節(jié)電量達(dá)48 kWh。20 口油井日節(jié)電量達(dá)960 kWh,累計(jì)年節(jié)電量達(dá)到350 400 kWh。按照工業(yè)電價(jià)0.631元/kWh 計(jì)算,則年節(jié)電費(fèi)達(dá)221 102.4 元。
2)油井系統(tǒng)效率由項(xiàng)目實(shí)施前9.68%提升到項(xiàng)目實(shí)施后的15.29%,油井平均系統(tǒng)效率提升5.61%,有利于“能效倍增”計(jì)劃目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
3)按照節(jié)約1kWh電能減排0.997kg二氧化碳,即減少0.272 kg 碳排放計(jì)算,則該技術(shù)系統(tǒng)實(shí)施后每年可減少碳排放95 308.8 kg。
4)油井液面監(jiān)測(cè)及自動(dòng)排采系統(tǒng)根據(jù)動(dòng)液面的實(shí)時(shí)狀況自動(dòng)調(diào)節(jié)抽油機(jī)工作參數(shù),實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗,提高噸油效益。
5)動(dòng)液面的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳,減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)省了管理成本及費(fèi)用。
6)項(xiàng)目實(shí)施后,減少了檢泵作業(yè)時(shí)間和費(fèi)用,提高了管理和技術(shù)水平。合理優(yōu)化抽油機(jī)工作參數(shù)、確保抽油機(jī)安全可靠高效運(yùn)行,給油田生產(chǎn)管理和節(jié)能工作帶來(lái)可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)效益。
7)自投入現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用以來(lái),該系統(tǒng)運(yùn)行正常,極少發(fā)生運(yùn)行機(jī)制故障,現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)簡(jiǎn)單,安全可靠。
8)井下數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)時(shí)采集井下數(shù)據(jù),為自動(dòng)排采系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的液位數(shù)據(jù);自動(dòng)排采控制模塊通過(guò)RS485 或其他接口,自動(dòng)控制變頻器的輸出頻率,適時(shí)調(diào)整抽油機(jī)沖速,對(duì)地層供液能力極差的油井實(shí)現(xiàn)間歇式抽取方式,實(shí)現(xiàn)油井自動(dòng)化控制和智能化生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體節(jié)能降耗。
9)按照合同能源管理項(xiàng)目合同中雙方的相關(guān)約定,項(xiàng)目實(shí)施后節(jié)能回報(bào)期為6年以及油田與專(zhuān)業(yè)技術(shù)服務(wù)公司節(jié)能成果分享的合同投資管理方式,專(zhuān)業(yè)節(jié)能技術(shù)服務(wù)公司在合同期內(nèi)每年可按比例獲得相當(dāng)可觀(guān)的投資回報(bào)。
實(shí)踐證明,油井液面連續(xù)監(jiān)測(cè)及間開(kāi)控制節(jié)能技術(shù)系統(tǒng)是一種針對(duì)低壓、低滲、低產(chǎn)油井的先進(jìn)開(kāi)采生產(chǎn)工藝技術(shù),具有低產(chǎn)油井智能化生產(chǎn)的特點(diǎn),它能有效解決低效油井能耗高、生產(chǎn)成本高、設(shè)備損耗大和維修工作量大等問(wèn)題。采用合同能源管理創(chuàng)新模式實(shí)施油田節(jié)能技術(shù)項(xiàng)目改造,不僅可有效解決油田企業(yè)在節(jié)能減排方面存在的資金和技術(shù)不足的難題,降低企業(yè)自身投資風(fēng)險(xiǎn),促進(jìn)油田企業(yè)節(jié)能減排,實(shí)現(xiàn)用能設(shè)備“能效倍增”計(jì)劃目標(biāo),而且有利于營(yíng)造油田企業(yè)內(nèi)部節(jié)能專(zhuān)業(yè)市場(chǎng),促進(jìn)能源管理機(jī)制創(chuàng)新,具有良好的推廣應(yīng)用前景。
[1]朱益飛,石曉明,馬冬梅.提高孤東油田機(jī)采系統(tǒng)效率的探討[J].電力需求側(cè)管理,2009,11(4):44-48.