喇嘛甸油田聚驱站库采暖期节能措施探讨

张鹏宇（大庆油田有限责任公司开发事业部）

大庆油田最冷月平均气温-18.5℃，极端最低气温-39.2℃。为保障油田正常生产，前线站库必须进行采暖，采暖期长达180天以上[1-2]。喇嘛甸油田聚驱站库采暖伴热能耗约占生产能耗的30%左右，进一步挖掘潜力降低采暖期能耗，可以节约大量生产成本。

1 聚驱站库采暖基本情况

1.1 采暖类型

目前聚合物驱已经在喇嘛甸油田推广应用，聚合物配制站和注入站具有数量众多，分布范围广的特点。这些站库的采暖一般分为三种形式：自有锅炉的水暖；由附近转油站或联合站的锅炉带动采暖；电采暖。

喇嘛甸油田的三采系统共有配制站、注入站、试验站等站库69座，其中87%的站库使用电采暖。按照使用电采暖设备不同还可以进一步分为聚能加热装置采暖和电暖气采暖两种形式。

1.2 能耗现状

喇嘛甸油田采用电采暖的聚合物配制站和注入站共有60座，其电能消耗主要为配制和注入两大部分，配制夏季平均单耗为1.40kWh/m3，配制冬季平均单耗为4.41kWh/m3；注入夏季平均单耗为5.62kWh/m3，注入冬季平均单耗为9.32kWh/m3。注聚系统站库总能耗的70%用于聚合物母液配制及注入，30%用于冬季采暖和伴热保温。因为电采暖耗电量占比较大，喇嘛甸油田三采系统每年采暖耗电量高达1400×104kWh。

2 存在问题

喇嘛甸油田三采系统使用电采暖的站库数量较多，电采暖设备功率大、数量多，每年冬季采暖能耗巨大。一个注聚周期为6~8年[3]，这些采暖设备长时间运转，会有设备老化、热效率下降、维护成本上升等情况。比较突出的问题表现为：

1）配制站共有136座熟化罐，熟化罐罐体及进出口管线全部使用的是电热带保温，总功率为2125kW。全年采暖期为6个月，如果全面启动熟化罐电伴热将产生大量能耗。

2）大部分配制站和注入站冬季采用聚能加热采暖装置进行采暖，目前在用聚能加热装置23套，其总功率为3840kW。这些能耗巨大的电采暖设备如果按照其额定功率运行，一个采暖期耗电预计将达到1210×104kWh。

3）聚合物注入站在注聚周期结束后，转为后续水驱注入站。后续水驱站在夜间改为无人值守，所以夜间生活区、值班室不需要采暖，采暖面积大大缩小。如继续利用原聚能加热采暖设备，将造成额外的电能消耗。

3 节能措施及效果

针对上述采暖方面存在的问题，通过采取相应的管理措施和采暖改造，实现在较小投入的基础上，达到降低能耗的目的。

3.1 熟化罐电热带保温控制

此项措施的原理是结合冬季生产的特点，根据天气情况适时的启停熟化罐电保温。在能保证熟化罐连续运转的前提下，尽量缩短电伴热系统启动时间，实现节能的目的。冬季气温较高时切停电热带保温，只有当气温达到-15℃时再启动电保温，依靠管线及罐体外部的保温层就能够防止母液冻堵；在某个熟化罐一天内连续运行4次以上的时候，就停运罐体的保温，由于母液在罐体内停留的时要进行熟化搅拌，可以防止发生冻堵。

对所有聚合物配制站的136座熟化罐全部实施保温控制，全年可累计减少熟化罐电伴热保温启动时间60天左右。每天同时在熟化罐数量28座次，每座熟化罐运行12h，根据单个熟化罐伴热平均功率15kW计算，可实现年节电40.2×104kWh。

3.2 聚能加热采暖分时分区控制

通过在生产实践中持续不断地优化聚能加热装置运行参数，最终总结出一套行之有效的“三分、二控”管理法。

1）分区：生产区、值班室、生活区。

2）分温：生产区温度8~15℃，值班室、生活区的温度18~24℃[4]。

3）分时：白天7:00~16:00出水温度低于40℃，夜间17点至次日6点出水温度低于55℃。

4）“二控”即控制采暖设备运行功率和控制采暖设备启动时间。

实施聚能加热采暖分时分区控制后，平均每天减少启动聚能加热装置约2h，可实现年节电约40×104kWh。

3.3 后续水驱采暖改造

喇嘛甸油田南中西一区4座注聚站使用4套聚能加热装置采暖，总功率达到880kW，2020年10月逐步停止注聚转入后续水驱。后续水驱站所有注入井，均为高压污水注入，且站内夜间时段无人值守，采暖面积缩小。因为喇嘛甸油田污水管网中的污水温度为40℃左右，并且污水的矿化度较高[5]，所以后续水驱站内单井阀组在泵房内相当于水暖，并且地面管线防冻堵能力很强，生产区电采暖能耗可以进一步降低。

在这4座注聚站转为后续水驱站后，将站内原有聚能加热装置及相关附属设备封存停运。只在员工生活区和生产关键部位安装50多片小型电暖气，每片功率为2kW。电暖气白天供暖，夜间停运，实现大幅度节能降耗。同时为所有后续水驱站点的电采暖装置加装定时控制开关。实现上班前定时开启加热，下班时自动关闭，减少电暖气夜间长期运行带来的电能浪费。这4座后续水驱站采暖改造完成后，可实现年节电24×104kWh。

3.4 节能效果

从2018—2020年，在喇嘛甸油田的69座聚驱站库，累计实施各项采暖期节能措施达到522项次，3年来共计节能374.66×104kWh，节能效果统计见表1。

表1 2018—2020年节能效果统计

4 总结与探讨

4.1 三采系统应推广使用技术成熟的节能措施

聚合物驱在大庆油田应用近30年时间，聚合物驱工艺早已稳定成熟[6-7]，各油田的站点建设规模和使用设备大同小异，所以经过实践不断改进、趋于成熟的节能措施可以在整个油田推广使用。在研究中发现，第四采油厂注聚系统站点，产能设计均为水暖。其中一些有自用锅炉的聚合物注入站，在转为后续水驱后停用锅炉，泵房等生产区停止供暖，仅靠注入污水的单井阀组自身热量维持，只将值班室安装上电暖器，实现节约天然气资源。这与喇嘛甸油田的后续水驱站采暖改造项目的理论依据和实际措施都是相同的。

4.2 节能措施的制定要符合数字化油田发展的趋势

随着油田开发形势的变化，数字化油田建设也逐渐成形。目前喇嘛甸油田聚合物驱新增产能都采用“集中监控，无人值守”方式[8]，导致采暖面积缩小，所需采暖温度进一步降低。节能措施的制定，节能技术的应用都应考虑到远程监控和自动控制等因素，使节能工作的开展符合数字化油田发展的需要。

4.3 节能新技术的应用要顺应能源结构的整体规划

我国在国际上多次表示，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。大庆喇嘛甸油田也积极响应号召，积极研究开展碳中和试验区项目。三采系统在研究节能技术时，要优先考虑光伏发电、风能发电，油田地热等清洁能源的应用[9-10]。