喇嘛甸油田储气库的节能管理与运行

2018-08-01张力春大庆油田有限责任公司第六采油厂

石油石化节能 2018年6期

张力春（大庆油田有限责任公司第六采油厂）

引言

喇嘛甸注气站是油田地下储气库的操作站，于2000年投产，包括5台进口往复式天然气压缩机、4台空气压缩机、123台压力容器。年计划注入天然气1×108m3，采出天然气9×107m3。根据注采情况将储气库全年生产分为两个阶段：采气阶段，从每年的1月初至3月中旬及同年的11月中旬至12月底；注气阶段，从每年的4月中旬至10月中旬。采气工艺流程：由井底采出的天然气经井口分离器过滤分离后进入注气站内的站外阀组间，经过一级分离器后进入电加热器加温，加温后的气体进入弯管流量计计量并远传；然后，经各单井的油嘴节流减压，此时的压力由原来的6～7MPa降至0.6～1.2MPa，再经过分离缓冲罐缓冲后输至喇二压气站阀组。注气工艺流程：喇嘛甸注气站的气源为喇二压气站来的浅冷天然气，压力在0.60～1.0 MPa之间，经计量后进入注气站总分离缓冲罐，然后进入脱硫装置脱硫后进入压缩机组进行三级增压，压力可达10 MPa左右；经过滤分离器，吸附掉润滑油蒸汽和气体中的液滴，接着被送至分配器，经计量后被分配到各单井，再到站外阀组间后被送至各单井井口，注入储气库。

喇二注气站年耗电量大于1000×104kWh，其中天然气压缩机功率大，每台1119 kW，气井管线电伴热带长，共有29.7 km，电加热器运行时间长，每天24 h生产。通过合理调节天然气机组运行，优化气井参数，合理限定电加热器温度来取得显著节能效果。

1 调节机组运行台数

储气库注气生产时，注气站每台天然气压缩机的额定注气量是每天20×104m3。在生产过程中，以往的惯例是完全按照供气方的要求运行机组。近几年，经对比发现喇二浅冷站来气压力在0.60～1.0 MPa之间波动，注气站运行1台机组，当来气压力在0.70～0.80 MPa之间时，日注气量在10×104～20×104m3之间波动，如果此时增加1台机组，日增注气量仅10×104m3左右。为此，对来气压力、启运机组台数进行了统计、调整，依据不同压力变化区间，进行机组数量调配运行，达到降低注气单耗的目的[1]。

当来气压力在0.60～0.70 MPa之间时，运行1台机组；当来气压力在0.60～0.80 MPa之间变化时，运行2台机组；当来气压力上升到0.80 MPa以上时再增运1台机组。通过合理调整，在达到注气要求的情况下，1个注气周期内可减少27天单台机组运行，节省电量72.5×104kWh。

2 调节气井运行参数

储气库进行采气生产时需要运行电伴热带给单井管线增温。气井生产管线上都缠有电伴热带，共有29.7 km，电热带用来加温融化冻堵物，保证气井平稳生产[2-3]。2015年以前，采取开井就运行电伴热带的方法生产；之后，根据天然气产量、生产压力控制电伴热带运行时间的做法，减少电伴热带运行时间，这样既能正常生产又可节约能源。各生产井天然气产量情况见表1。

表1 气井产气量情况统计

由于气井产量有差异，生产过程中压力变化也不同，通过试验得出根据单井产量、压力临界点启停电伴热带。从产量不同的井组中选择3口井进行说明（表2）。

表2 气井管线启停电伴热带临界压力统计

当生产气井注气站内压力下降到投用伴热带压力值时，就给其管线电伴热带送电，提高管线温度维持站内生产压力；而生产气井站内生产压力逐渐恢复至正常生产压力时，停运该条线路电伴热带[4]。在实际生产中，平均每2天运行一次电伴热解堵，每次持续8～12 h以恢复生产压力。

根据每月的平均开井数和减少电热带运行时间，可以计算出节约的电能。2017年采气生产期日开井数见表3。

表3 采气生产开井数量统计

电伴热带功率为25 W/m，平均单井管线长度为2.12 km，工艺流程中阀门及压力容器等设备还需加密缠绕铺设，平均单井电伴热带功率约为106 kW[5]。每口生产气井每日少投用电伴热带19 h，同比2016年采气生产期共节约电能206.8×104kWh。

3 调节电加热器温度

储气库进行采气生产时，气井采出的天然气进入注气站后，要节流降压，降压前使用电加热器加温。电加热器可设定工作温度区间，天然气温度低于设定值，电加热器就工作，高于设定值，电加热器就停运[6]。单井日产气量越高，加热时间就越长。

2015年以前，采取所有电加热器设定温度都相同的做法生产。研究中发现这一设定温度适合气量高的井，而气量低的井需要进行调整。为此，2017年采气生产期，参考产气量对电加热器设定温度进行了试验统计。以上述3口井为例进行说明（表4）。

表4 气井电加热器设定温度调整统计

将日产8×104m3天然气的5口井温度下调10℃，将日产10×104m3天然气的4口井温度下调5℃，日产12×104m3天然气的2口井温度没有调节。调整设定值后，这些气井都能正常生产。每台电加热器的额定功率50 kW，根据温度调整值及生产时间可以计算出节约电量，2017年比2016年采气生产期共节约电能12.3×104kWh。