錢新元

摘要：在地面集輸系統(tǒng)不配套的情況下，為滿足油田勘探開發(fā)的要求，江蘇油建公司研制并推廣了節(jié)能型多功能容器，該容器遵循了一器多用、節(jié)能安全的原則，充分利用從原油中分離出來的天然氣進(jìn)行加溫、發(fā)電等以滿足生產(chǎn)的需要，同時(shí)根據(jù)罐體自身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出一套直讀式計(jì)量裝置，較好地解決了邊遠(yuǎn)井的存儲(chǔ)拉油及計(jì)量問題?，F(xiàn)場應(yīng)用表明，該容器與火燒芯罐、高架罐及電加熱罐相比，生產(chǎn)效率由70%提高到90%，避免了環(huán)境污染，保護(hù)了油田生態(tài)平衡，節(jié)約了能源，具有較強(qiáng)的生產(chǎn)實(shí)用性。

一、單井生產(chǎn)和貯油的能源浪費(fèi)狀況

隨著江蘇油田的長期開發(fā)，地層能量的下降，低能、低產(chǎn)井和邊遠(yuǎn)零散井逐漸增多，以及有些區(qū)塊油井生產(chǎn)出的原油粘度較高，有的原油粘度高達(dá)5000Pa.s，必須加熱60℃以上才能裝車外運(yùn)。由于這些油井遠(yuǎn)離集輸系統(tǒng)或者系統(tǒng)工程跟不上，生產(chǎn)出的原油無法進(jìn)入油田的原油管道集中輸送，只能在井口安裝原油貯罐貯存油井生產(chǎn)的原油，然后用罐車外運(yùn)。全局年需單井拉油裝置約100套。從貯油罐中向罐車?yán)镅b原油，必須把貯油罐中的原油加熱到30--65℃，因此貯油罐的加熱問題就成為這些油井能否正常生產(chǎn)和成本高低的關(guān)鍵。由于這些單井多數(shù)屬于低產(chǎn)區(qū)塊，單井產(chǎn)量較低，含氣量較少，單井貯油、拉油造成成本上升。又由于這些單井處于油田邊緣地區(qū)，工農(nóng)關(guān)系復(fù)雜，水、電、訊路各項(xiàng)系統(tǒng)殘缺不全，給生產(chǎn)管理帶來了極大難度。

目前中石化各油田單井由于所處區(qū)塊不同，物性參數(shù)不同，外部條件不同，所采油的單井貯油裝置也不盡相同，大致可分為以下幾種：

1、火燒心貯油罐

中心有加熱管道，罐外有原油燃燒室或燃?xì)庥萌紵?，熱量通過加熱管道加熱貯油罐中的原油?；馃馁A油罐是火燒心熱水罐的不合適使用。本來這種裝置只限于加熱洗井水使用，用來作為單井貯油，存在嚴(yán)重的安全隱患。并且原油或天然氣燃燒不完全，效率低，污染環(huán)境。

2、電熱管加熱貯罐

在有供電條件的油井上采用此法。 電加熱管的數(shù)量和功率，根據(jù)原油貯罐的容量和需要來計(jì)算：現(xiàn)用電加熱管的功率，每一根管為6、9、12KW，一般一個(gè)40m3罐裝4～6根，電加熱有很多優(yōu)點(diǎn)，如便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理，溫度易控制等。但最大的不足是電費(fèi)昂貴，使原油生產(chǎn)的直接成本升高。例如一個(gè)40m?的貯油罐。油井日生產(chǎn)原油18t，用6根9KW電加熱管加熱，每天的電費(fèi)高達(dá)300多元。

以上兩種貯油罐，由于是敞口常壓容器。增加了日常注采管理難度。尤其是邊遠(yuǎn)零散井的密閉集儲(chǔ)油方式和動(dòng)力來源是急需解決的難題，探索既能存儲(chǔ)油，又能依靠油井自身能量做抽油機(jī)動(dòng)力來源的生產(chǎn)設(shè)備和工藝，是解決邊遠(yuǎn)零散井、無電網(wǎng)井、長管線高回壓，無法正常生產(chǎn)井的最佳生產(chǎn)途徑。

二、節(jié)能型多功能容器

在廣泛調(diào)查各大油田單井生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，經(jīng)過技術(shù)改進(jìn)、生產(chǎn)推廣的節(jié)能型多功能容器，遵循了一器多用，節(jié)能安全的原則，使單臺(tái)設(shè)備具有油氣分離，油氣密閉儲(chǔ)存，油氣自身加熱，加溫均勻且速度快，油井自身加熱熱洗，液位直讀，拉油自裝車等多項(xiàng)功能。成為各采油廠低產(chǎn)井、邊遠(yuǎn)零散井生產(chǎn)工藝的更新升級(jí)換代產(chǎn)品，能夠較好地滿足油田生產(chǎn)的實(shí)際需要。

1、總體性能指標(biāo)

容器的設(shè)計(jì)壓力和使用壓力以滿足設(shè)備安全，燃燒器及帶動(dòng)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)要求壓力為限，盡量降低使用壓力。

根據(jù)工藝要求，容器的容積定為40m?設(shè)計(jì)壓力定為0.4Mpa，工作壓力0.3Mpa，換熱面積25m?，設(shè)計(jì)溫度95℃，最高工作溫度90℃，環(huán)境使用溫度—30℃—50℃，自耗天然氣50m?/d，自分離天然氣≥400m?/d。

2、結(jié)構(gòu)及工作原理

該容器主要由罐體、液氣計(jì)量機(jī)構(gòu).壓力直讀表、油氣分離裝置，安全閥。加溫裝置，熱超導(dǎo)傳熱裝置及內(nèi)部隱蔽流程系統(tǒng)一體化的撬裝結(jié)構(gòu)等組成。

油井產(chǎn)液通過單井管線進(jìn)入容器，經(jīng)過容器內(nèi)特制的進(jìn)油管線初步分離油井伴生氣后再通過捕霧器進(jìn)行再次油氣分離，分離出來的天然氣供容器自加溫使用，剩余的天然氣供天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)使用帶動(dòng)抽油機(jī)抽油，或進(jìn)入外輸氣管網(wǎng)，或燃燒放空。特別是我公司的關(guān)鍵技術(shù)，即在容器內(nèi)的加熱u形管上設(shè)置的多根超導(dǎo)熱管，不僅可將加熱煙氣的熱量從容器底部迅速傳遞到容器上部，使容器內(nèi)原油均勻加熱，而且能充分吸收煙氣熱量，提高了熱效率.采用綜合防盜措施防止了容器內(nèi)的原油被盜。該設(shè)備設(shè)置的浮球式液位計(jì)，從表盤上直接顯示容器內(nèi)液面位置，以此安排拉油車輛，減輕了現(xiàn)場工人上罐量油的勞動(dòng)強(qiáng)度。需加熱拉油時(shí)，關(guān)閉自動(dòng)放空閥，容器壓力>0.1Mpa時(shí)，打開防盜裝置及原油裝車控制閥即可自裝車。裝車完畢后打開掃線閥即可清掃干凈裝車管線內(nèi)的原油。其它時(shí)間無需加熱裝車時(shí)，打開手動(dòng)放空閥做常壓容器使用。該容器所具有的密閉儲(chǔ)油功能，防止了污染環(huán)境，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。油井需熱洗時(shí)，用油泵將容器內(nèi)經(jīng)加溫后的底層產(chǎn)液注入油井的油套管環(huán)形空間進(jìn)行洗井，達(dá)到清蠟?zāi)康?，延長檢泵周期。該容器無需安裝在高架上，只須放置在平地上即可。單井使用該容器后，無需再配備水套加熱爐、分氣包、加熱貯油罐等生產(chǎn)設(shè)備。

3、技術(shù)的先進(jìn)性

該容器同國內(nèi)同類技術(shù)相比，由于油氣分離裝置的改進(jìn)及超導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用，加溫自耗天然氣由80m?/d降為50m?/d，自分離天然氣由300m?/d，增高為400m?/d，在寒冷的12月、1月，2月，若需熱裝車時(shí)，只需自耗天然氣5-6m?，加熱30--45分鐘即可將整罐原油加溫至40℃左右。特別是該容器分離出的天然氣供天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力帶動(dòng)抽油機(jī)抽油，其節(jié)能效果更為明顯。

三、社會(huì)效益分析

1、節(jié)能型多功能容器能有效的分離出油中的伴生氣，并能利用分離出的伴生氣自身加熱和帶動(dòng)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)抽油，節(jié)約了能源，并且防止了其它單井加熱貯油設(shè)備伴生氣四溢而造成大氣污染；又由于該設(shè)備是密閉容器，不存在原油落地現(xiàn)象，符合綠色環(huán)保要求。

2、該容器同常規(guī)單井生產(chǎn)流程相比，流程短，設(shè)備單一，井場占地面積少。

3、該容器是密閉容器，不存在安全隱患，防止了盜油現(xiàn)象，尤其是該容器配套天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)作動(dòng)力抽油后，無需配備單井電網(wǎng)，杜絕了偷電現(xiàn)象，緩解了油區(qū)工農(nóng)關(guān)系緊張的矛盾。

4、拉油自裝車的功能，減少了拉油裝車時(shí)生產(chǎn)工人爬罐的工作量，降低了事故隱患，減輕了單拉井生產(chǎn)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

5、邊遠(yuǎn)井、試油井、無電網(wǎng)井天寒季節(jié)無法生產(chǎn)的井得到了正常生產(chǎn)，增加了原油產(chǎn)量。

四、結(jié)論

節(jié)能型多功能容器解決了邊遠(yuǎn)零散井進(jìn)站管線長，回壓高，無法正常生產(chǎn)的難題。依靠自身的設(shè)計(jì)功能，實(shí)現(xiàn)了一物多用，滿足了油田邊遠(yuǎn)零散井的開發(fā)要求，降低了采油管理難度和生產(chǎn)成本，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了能源為采油廠取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。