地面系統(tǒng)能流分析優(yōu)化技術(shù)進(jìn)展及下步方向

地面系統(tǒng)能流分析優(yōu)化技術(shù)進(jìn)展及下步方向勝利油田分公司河口采油廠二零二零年七月勝利油田2020年開發(fā)技術(shù)座談會交流材料前言

為有效破解油田生產(chǎn)系統(tǒng)在當(dāng)前用能優(yōu)化和管控上所存在的“優(yōu)化不系統(tǒng)、管控不智能、設(shè)計不先進(jìn)、余熱利用程度低等四方面的不足，摸索建立適應(yīng)油田生產(chǎn)實際的“高效用能、智慧用能、綠色用能”新模式。自2019年10月份以來，工程技術(shù)管理中心牽頭組織開展了油田生產(chǎn)系統(tǒng)能流分析優(yōu)化應(yīng)用技術(shù)研究項目科技立項攻關(guān)工作，并于今年4月獲總部批復(fù)。其中河口采油廠作為項目落地實施單位，在上級部門的悉心指導(dǎo)下，以打造三個能流分析優(yōu)化示范區(qū)為突破口，精準(zhǔn)捕捉各油田地面系統(tǒng)能流運移的失衡點、能量傳輸?shù)穆┦c、能量轉(zhuǎn)換的低效點及用能管控的薄弱點；不斷加強與石油大學(xué)、技術(shù)檢測中心等單位的對接與交流，創(chuàng)新應(yīng)用能流一體化分析優(yōu)化的理論和方法，積極開展前期相關(guān)工藝技術(shù)集成攻關(guān)，大力推動示范區(qū)注采輸各系統(tǒng)、全節(jié)點一體化流程再造、整體優(yōu)化升級工作，節(jié)能降耗效果顯著。Contents目錄二、主要工作進(jìn)展及效果一、項目研究目標(biāo)、內(nèi)容及技術(shù)路線三、下步工作規(guī)劃建立一套涵蓋不同油藏類型、注采輸全系統(tǒng)、全流程節(jié)點的能流分析優(yōu)化模型建立一套注采輸全系統(tǒng)能流優(yōu)化的流程與方法建設(shè)一個以能流分析為基礎(chǔ)的全系統(tǒng)、全方位用能管控體系建立一個智能化能流管控模式和配套技術(shù)系列打造一個采出水余熱等綠色清潔能源及創(chuàng)新工藝技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用的示范單位主要目標(biāo)（一）研究目標(biāo)通過本項目攻關(guān)，最終要實現(xiàn)“五個一”的目標(biāo)1、油田生產(chǎn)系統(tǒng)能流模型構(gòu)建2、油田生產(chǎn)系統(tǒng)能流優(yōu)化方法與對策研究3、生產(chǎn)系統(tǒng)能流潛力分析及系統(tǒng)優(yōu)化4、建立以生產(chǎn)系統(tǒng)能流模型為核心的大數(shù)據(jù)獲取與分析管控系統(tǒng)5、建立機采、注水、集輸、注汽系統(tǒng)能流分析優(yōu)化示范區(qū)包括五項研究內(nèi)容（二）主要研究內(nèi)容七類設(shè)備：油井井筒、地面管線、注汽鍋爐、水套加熱爐、三相分離器、原油沉降罐、熱泵五個子系統(tǒng)：井站集油系統(tǒng)、接轉(zhuǎn)站、聯(lián)合站、注水系統(tǒng)（包括壓驅(qū)注水）、注汽系統(tǒng)整個地面系統(tǒng)：能流模型

針對整裝、斷塊低滲、稠油三種不同油藏類型，構(gòu)建七類設(shè)備、五個子系統(tǒng)以及整個地面系統(tǒng)的能流模型（描述能量傳遞、轉(zhuǎn)換、損耗過程的物理模型和數(shù)學(xué)模型）。（二）主要研究內(nèi)容1、能流模型構(gòu)建（1）設(shè)備能流模型構(gòu)建不同規(guī)格型號輸出工質(zhì)內(nèi)能Wou=∑f（P、T、Q）1n流入工質(zhì)內(nèi)能Win=∑f（P、T、Q）1nWLWCO=電+氣+熱要求：用能結(jié)構(gòu)合理—綠色+低成本限制條件：政策約束、能源可獲取性、單位用能成本要求：能流轉(zhuǎn)換高效—能量損耗小+轉(zhuǎn)換效率高限制條件：設(shè)備運行年限、運行工況（能力利用率+運行參數(shù)優(yōu)化調(diào)控）、利用先進(jìn)設(shè)備升級改造性價比能效評價指標(biāo)：運行效率η/能量損耗率e（二）主要研究內(nèi)容具體可分為兩種類型：即賦能設(shè)備及純損耗設(shè)備，其能效評價指標(biāo)分別對應(yīng)運行效率和能量損耗率。理論值：基于現(xiàn)有設(shè)備、工質(zhì)、工況及技術(shù)配套條件，理論上可達(dá)到的值。理想值：統(tǒng)籌考慮系統(tǒng)優(yōu)化、設(shè)備工質(zhì)條件、節(jié)點約束條件、管理難度、經(jīng)濟(jì)技術(shù)可行性，通過能流分析優(yōu)化確定的需求值。運行值：模型考慮因素：不同材質(zhì)（玻璃鋼、鋼制、復(fù)合管）、內(nèi)外防方式（內(nèi)襯管、環(huán)氧玻璃鱗片、環(huán)氧粉末、賽克54）、保溫方式（黃夾克、氣凝膠等）及完好程度、不同工況（流速、含水）、不同工質(zhì)物性（粘度、密度、結(jié)蠟點、凝固點）、管徑、長度、埋深等。①集油管線建模（二）主要研究內(nèi)容質(zhì)量守恒方程：動量守恒方程：能量守恒方程：②沉降罐能流模型（二）主要研究內(nèi)容③三相分離器能流模型（二）主要研究內(nèi)容熱量損失：壓力損失：熱損失：壓力損失：④水套加熱爐能流模型（二）主要研究內(nèi)容1.水套爐的火筒內(nèi)部主要為火焰與火筒的輻射換熱：2.煙管的傳熱系數(shù)：傳熱方式既有煙氣輻射換熱，又有熱對流換熱輻射換熱系數(shù)：對流換熱系數(shù)：3.盤管傳熱：管外傳熱系數(shù)：管內(nèi)傳熱系數(shù)：盤管傳熱量：工質(zhì)出口溫度：盤管壓降：（2）子系統(tǒng)能流模型構(gòu)建①井站集油系統(tǒng)建模子系統(tǒng)能流模型可視為是不同種類單體設(shè)備能流模型的歸集（集成）。其能效評價指標(biāo)一般包括關(guān)鍵節(jié)點能流參數(shù)和系統(tǒng)能量損耗率。評價指標(biāo)①—關(guān)鍵節(jié)點能流參數(shù)PT—————————————賦值：理論值/理想值/運行值評價指標(biāo)②：能量損耗率e—————————————————賦值：理論值/理想值/運行值（二）主要研究內(nèi)容建模方法模型考慮因素：3個能流節(jié)點閥值（井口、計量站入口、接轉(zhuǎn)站入口），管線布置方式，加熱點設(shè)置、地面摻水點分布、加藥點設(shè)置。模型分類：一級布站、二級布站、節(jié)點混輸。配套優(yōu)化技術(shù)研究：管線串并聯(lián)方式、不加熱集輸、簡化布站、溫壓能流合理配置等。②注汽系統(tǒng)建模（二）主要研究內(nèi)容注汽系統(tǒng)理論能耗模型輸入?yún)?shù)輸出參數(shù)運行參數(shù)井口壓力、井口干度、給水溫度、燃料熱值井口焓、給水焓、飽和蒸汽焓、飽和水焓、理論能耗、水焓增、飽和水溫度注汽鍋爐能耗預(yù)測模型燃料特性C、H、O、N、S、A、M、G（燃料油蒸汽霧化用量）、Q鍋爐能耗、熱效率、排煙溫度、壓力降、燃料耗量運行參數(shù)注汽量、給水壓力、給水溫度、蒸汽干度、煙氣O2含量、CO含量、固體燃燒熱損失、環(huán)境溫度、風(fēng)速、爐水垢阻、爐灰垢阻、套管垢阻結(jié)構(gòu)參數(shù)輻射爐管長度、輻射爐管外徑、輻射爐管壁厚、輻射爐管間距、輻射爐管程數(shù)、對流爐管長度、對流爐管外徑、對流爐管壁厚、光管單排管數(shù)、光管管程數(shù)、光管管間距、光管排間距、翅片管單排管數(shù)、翅片管管程數(shù)、翅片管管間距、翅片管排間距、翅片平均厚度、翅片平均高度、翅片平均節(jié)距、套管長度、套管外管內(nèi)徑、套管內(nèi)管外徑、套管內(nèi)管內(nèi)徑、套管管程數(shù)輸汽管線能耗預(yù)測模型結(jié)構(gòu)參數(shù)管線長度、管子外徑、管子壁厚、保溫層材料、保溫層厚度、保溫層導(dǎo)熱率計算分段數(shù)、出口壓力、出口溫度、出口干度、散熱損失率、壓力降、溫度降、干度降、燃料熱值、管線能耗、熱流密度、外表溫度運行參數(shù)入口壓力、入口溫度、入口干度、入口流量、環(huán)境溫度、風(fēng)速注汽系統(tǒng)運行評價及節(jié)能潛力預(yù)測運行參數(shù)井口壓力、井口干度、給水溫度、輸汽管線長度、輸汽管外徑、輸管保溫厚度、額定出爐壓力、額定出爐干度、額定注汽量、實際出爐壓力、實際注汽量、燃料熱值井口焓、飽和水溫度、飽和蒸汽焓、飽和水焓、實際出爐焓、額定出爐焓、輸汽管線評價能耗、鍋爐評價能耗、系統(tǒng)評價能耗、輸汽管線評價熱流密度、輸汽管線評價效率、鍋爐評價效率、鍋爐評價溫度、井口理論能耗、系統(tǒng)評價效率、鍋爐額定負(fù)荷、鍋爐實際負(fù)荷、實際出爐干度（3）整個生產(chǎn)系統(tǒng)能流模型構(gòu)建（典型）由9個子系統(tǒng)能流模型歸集形成。其中注汽系統(tǒng)是以滿足油田開發(fā)需要為前提、作用于油層的相對獨立的用能系統(tǒng)。

舉升系統(tǒng)、摻水系統(tǒng)重點作用于井筒；剩下的6個子系統(tǒng)構(gòu)成了整個油田地面系統(tǒng)，是用能的大戶，包括6個主要能流節(jié)點。其上下游、橫縱向用能相互影響，關(guān)聯(lián)度較大，也是能流優(yōu)化的重點和難點。（二）主要研究內(nèi)容評價指標(biāo)①關(guān)鍵節(jié)點能流參數(shù)PT②

能量損耗率建模方法模型考慮因素：油田采出液（油、氣）規(guī)模、油水性質(zhì)、各節(jié)點約束條件、能流配置、能流方向、運移路徑、用能結(jié)構(gòu)（新能源、余熱利用、電、氣、藥）、布站模式、分水點設(shè)置。模型分類：低滲斷塊、整裝、熱采稠油。配套技術(shù)研究：布站優(yōu)化（分水回注點、幾級布站）、溫壓能流合理配置、余熱利用模式等生產(chǎn)系統(tǒng)整體能流優(yōu)化技術(shù)研究。（1）子系統(tǒng)舉升系統(tǒng)—基于能流的機采系統(tǒng)優(yōu)化提效方法研究井站集油系統(tǒng)—基于油田采出液性質(zhì)及生產(chǎn)現(xiàn)狀，實現(xiàn)能流配置最優(yōu)的工藝流程簡化優(yōu)化方法及對策研究；燃?xì)饧訜釥t智能溫控技術(shù)研究；井站不加熱輸送技術(shù)研究接轉(zhuǎn)站單元—就地分水回注經(jīng)濟(jì)技術(shù)界限研究；

高效混輸替代技術(shù)研究；撬裝小型余熱利用裝置開發(fā)。聯(lián)合站單元—基于不同油品性質(zhì)、最簡流程的高效分水/脫水工藝技術(shù)研究采出水處理系統(tǒng)—余熱資源化利用經(jīng)濟(jì)技術(shù)界限研究注水系統(tǒng)—泵井聯(lián)調(diào)優(yōu)化工藝研究；高效壓驅(qū)工藝研究注汽系統(tǒng)—提干保效及全程干度檢測技術(shù)摻水系統(tǒng)—油井井筒摻水制度（水量、水溫、壓力）優(yōu)化方法研究；2、能流優(yōu)化方法與對策研究（二）主要研究內(nèi)容撬裝式小型余熱利用裝置：面向小型集油站、接轉(zhuǎn)站等站場的高含水期集輸管道不加熱輸送技術(shù)不加熱集輸核心：確定邊界條件傳統(tǒng)加熱集輸氣凝膠高效環(huán)保阻熱涂料相變蓄熱儲能技術(shù)高溫?zé)岜糜酂崂眉夹g(shù)新型熱管換熱技術(shù)（二）主要研究內(nèi)容（2）整個生產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)用夾點分析方法、正反向推演法、過程集成法，研究確定整個生產(chǎn)系統(tǒng)最合理的能流產(chǎn)生、運移、分配路徑及對應(yīng)的優(yōu)化方法，形成相應(yīng)算法。確保整體能效最優(yōu)、管理難度最小、技改投入及運行成本最低。配套技術(shù)研究：布站優(yōu)化、流程優(yōu)化、余熱高效利用，站點撤并，接轉(zhuǎn)站就地分水，區(qū)域中心站；節(jié)能技術(shù)集成，各節(jié)點能流參數(shù)需求值的確定。（二）主要研究內(nèi)容（1）系統(tǒng)能流運行現(xiàn)狀（2）開展提效潛力分析（3）編制優(yōu)化方案（4）調(diào)優(yōu)實施液流、氣流、水流、電流、熱流用能設(shè)備能量轉(zhuǎn)換是否高效？點線面關(guān)鍵節(jié)點能流參數(shù)是否最優(yōu)？能流傳輸損耗是否合理？整體用能結(jié)構(gòu)是否經(jīng)濟(jì)？各能流方向用能是否協(xié)調(diào)？點上優(yōu)化提效率、線上優(yōu)化降損耗、面線調(diào)整保整體高效能效最優(yōu)、運行成本最低、投入最少、管理難度最小能流模型方法對策模型校核3、能流潛力分析及系統(tǒng)優(yōu)化（二）主要研究內(nèi)容4、建立以能流模型為核心的大數(shù)據(jù)獲取與分析管控系統(tǒng)（1）示范區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)能流網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及能效指標(biāo)實時監(jiān)控。

構(gòu)建三個示范區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)能流網(wǎng)絡(luò)圖，反映能量在每個環(huán)節(jié)的輸入、傳輸、消耗、利用、回收的拓?fù)潢P(guān)系。系統(tǒng)能流動態(tài)分層穿透展示：包括流向、關(guān)鍵能流節(jié)點PTQ參數(shù)、設(shè)備、子系統(tǒng)實時能流指標(biāo)（理想值、實際運行值）。能量輸入能量損失能量傳輸（二）主要研究內(nèi)容（2）設(shè)備、子系統(tǒng)、整個生產(chǎn)系統(tǒng)能效數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析評價及異常值推送預(yù)警。

①按照整個生產(chǎn)系統(tǒng)、各子系統(tǒng)、同類設(shè)備三個層次，分別統(tǒng)計各油田用能單耗（電、氣、熱）、噸油氣綜合能耗、運行效率或能量損耗率。

②根據(jù)設(shè)備、子系統(tǒng)及整個生產(chǎn)系統(tǒng)能流模型理論值賦值。對實際運行指標(biāo)（值）開展對標(biāo)分析評價，找出低效設(shè)備、高耗子系統(tǒng)及大系統(tǒng)的能流失衡點，分級推送至管理層。

③管理層制定優(yōu)化提效措施方案，發(fā)送至基層執(zhí)行或牽頭組織落實整改。輸入能量240KW損失能量50KW低效子系統(tǒng)或設(shè)備精準(zhǔn)定位（二）主要研究內(nèi)容（3）示范區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)能流網(wǎng)絡(luò)在線優(yōu)化模擬重構(gòu)（二）主要研究內(nèi)容系統(tǒng)能流網(wǎng)絡(luò)在線優(yōu)化模擬重構(gòu)過程（4）關(guān)鍵用能環(huán)節(jié)智能調(diào)節(jié)及群控。

①注水系統(tǒng)泵井聯(lián)調(diào)

②燃?xì)饧訜釥t智能溫控

③摻水系統(tǒng)集控優(yōu)化、

④油井避峰填谷智能群控

⑤采出水一體化運行監(jiān)控及調(diào)度

⑥注汽干度遠(yuǎn)程監(jiān)控、柱塞泵站分時分壓注水泵井聯(lián)調(diào)界面按照信息化基礎(chǔ)完善、提效潛力大、示范效應(yīng)突出的原則，優(yōu)選3種不同類型油藏分別建立能流分析優(yōu)化示范區(qū)。低滲斷塊示范區(qū)——渤南北部油區(qū)整裝油藏示范區(qū)——埕東油田熱采稠油油藏示范區(qū)——陳家莊油田5、建立能流分析優(yōu)化示范區(qū)示范區(qū)噸油氣綜合能耗降低10%以上示范區(qū)噸油氣綜合成本降低15%技術(shù)指標(biāo)（二）主要研究內(nèi)容本課題重點圍繞建立系統(tǒng)能流分析優(yōu)化的方法，研究搭建涵蓋不同類型油藏、整個生產(chǎn)系統(tǒng)及所屬子系統(tǒng)的能流分析模型，針對其“能流方向是否合理，能流渠道是否通暢，能流轉(zhuǎn)換是否高效、用能配置是否科學(xué)”四個方面的問題開展全過程、全維度的分析；尋找節(jié)能降耗潛力點，制定提升對策；同時，完善建立智能化管控系統(tǒng)建設(shè)；攻關(guān)及集成應(yīng)用節(jié)能降耗新技術(shù)、新設(shè)備，加大余熱利用力度，建立切合油田生產(chǎn)實際的“高效用能、綠色用能”新模式，實現(xiàn)油田用能指標(biāo)和管控水平的大幅提升。實現(xiàn)動態(tài)智能管控推進(jìn)優(yōu)化改造技術(shù)路線分節(jié)點建立全流程理論能流模型分節(jié)點建立全流程能流參數(shù)監(jiān)測采集各環(huán)節(jié)理想能流技術(shù)參數(shù)指標(biāo)測算分節(jié)點全流程實測能流參數(shù)與技術(shù)指標(biāo)尋找全流程及各環(huán)節(jié)節(jié)能潛力點建立能流監(jiān)控參數(shù)體系和能流智能管控系統(tǒng)調(diào)研引進(jìn)集成應(yīng)用各種節(jié)能新工藝（三）研究思路及技術(shù)路線Contents目錄二、主要工作進(jìn)展及效果一、項目研究目標(biāo)、內(nèi)容及技術(shù)路線三、下步工作規(guī)劃（一）能流分析優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)取得較大突破1、高效混輸技術(shù)現(xiàn)場試驗取得突破，為系統(tǒng)能流布局整體優(yōu)化提供了可行的技術(shù)路徑。雙腔混輸裝置柱塞混輸泵維修頻繁（半年1次）年費用超過10萬元維修簡便、運行費用低傳統(tǒng)單螺桿混輸泵星旋混輸泵混輸泵（組）接轉(zhuǎn)站（一）能流分析優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)取得較大突破簡化為有人值守崗位占員多難以實現(xiàn)全密閉生產(chǎn)安全環(huán)保隱患多用能設(shè)備多、流程長能耗損失大工藝流程復(fù)雜、建設(shè)投資大運行成本高無人值守全密閉生產(chǎn)，安全環(huán)保生產(chǎn)風(fēng)險小顯著降低能量損耗建設(shè)投資小利用閑置場地，應(yīng)用綠色能源，可進(jìn)一步降低運行成本分布式光伏發(fā)電+

渤南油田義85、義73、義12-1井區(qū)開井66口，日產(chǎn)液量480t/d，日產(chǎn)油量240t/d，日產(chǎn)氣量25000m3/d，綜合含水50%。區(qū)域內(nèi)共有94#、95#、新1#3座計量站，末端計量站干壓1.3MPa、平均單井回壓1.5MPa，冬季最高超過2.0MPa。2020年4月新建大型雙腔混輸泵系統(tǒng)1套（罐容34m3*2）并投產(chǎn)，井站壓力平均下降0.4MPa，區(qū)塊日增油超過7噸/天，同時壓減單井燃?xì)饧訜釥t11臺。95#計量站安裝大型雙腔混輸泵系統(tǒng)1套（一）能流分析優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)取得較大突破大型雙腔混輸泵現(xiàn)場應(yīng)用示例（一）能流分析優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)取得較大突破2、能流網(wǎng)絡(luò)在線優(yōu)化重構(gòu)技術(shù)取得突破，為生產(chǎn)系統(tǒng)流程優(yōu)化再造提供了科學(xué)便捷的技術(shù)手段。渤南油田義102-118塊井站集油模式優(yōu)化枝狀管網(wǎng)串接模式原集油模式單井集油流程曲折繞回、彼此交錯，增加了集油過程能量（熱能+壓能）損耗；2019年12月實施，停用6座計量站，12臺燃?xì)饧訙貭t（一）能流分析優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)取得較大突破3、泵井聯(lián)調(diào)技術(shù)成功應(yīng)用于現(xiàn)場，打造了注水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運行的新模式傳統(tǒng)的恒壓恒量注水方式泵井聯(lián)調(diào)在線集控優(yōu)化運行模式截止到目前，在渤南油田26#、N18#兩座柱塞泵站實施。日節(jié)電320kw.h，日節(jié)電費500元。泵井聯(lián)調(diào)工控界面（一）能流分析優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)取得較大突破各單井啟動壓力P0及吸水指數(shù)J及模式選取關(guān)鍵判斷參數(shù)計算選擇適合的運行模式具體工作制度確定分時分壓制度低壓注水時長低壓注水時段泵壓低壓時段低壓光管井配注設(shè)定高壓注水時長高壓注水時段泵壓高壓注水時段高壓井配注設(shè)定避峰填谷制度峰谷時段設(shè)定低壓光管井峰谷期配注設(shè)定泵井聯(lián)調(diào)工作制度判斷選擇辦公網(wǎng)工控網(wǎng)能否分？是否分？分多少？怎么分？4、

區(qū)域科學(xué)分水理論及高效分、脫水工藝取得突破，為系統(tǒng)能流布局優(yōu)化奠定了堅實基礎(chǔ)系統(tǒng)能效評估油藏開發(fā)需要區(qū)塊集輸半徑臨近水源條件必要性分析根據(jù)各油藏開發(fā)特點、能流布局及回注回?fù)剿|(zhì)要求，依托地面系統(tǒng)能流模型，圍繞“是否分、能否分、分多少、怎么分”進(jìn)行論證分析，研究確定科學(xué)的分水規(guī)模，配套高效的分水工藝。本地回注回?fù)揭?guī)模區(qū)塊合理輸量本地場站條件科學(xué)分水效率高、投入少具體用途運行費用低水質(zhì)要求高效分水區(qū)塊產(chǎn)液規(guī)模區(qū)塊綜合含水區(qū)塊原油物性可行性論證（一）能流分析優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)取得較大突破高效分水工藝將原伴熱盤管和迷宮板拆除，進(jìn)一步優(yōu)化氣液分離空間，延長來液在分水器中的停留時間，提高容器利用系數(shù)。應(yīng)用“淺池理論”，安裝波紋板聚結(jié)脫水填料，提高設(shè)備處理效率；高頻聚結(jié)技術(shù)：前期在埕東聯(lián)試驗，重質(zhì)稠油分水器出油含水率下降47%。t0——停留時間；D——容器直徑；α——容器體積的有效利用率；

Le——容器有效長度；Q0——處理量η——容器沉降分離效率；ν——油滴的上浮速度；Q/A1——表面負(fù)荷率，即污水的平均向下流速；

T——停留時間；H——油珠上浮高度。（一）能流分析優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)取得較大突破（一）能流分析優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)取得較大突破沉降罐前安裝脫氣筒罐內(nèi)安裝浮動收油裝置陳莊站4#罐出油位置由底部1m提高至6m，增加沉降空間500m3高效脫水工藝陳莊站4#罐出油位置由底部1m提高至6m，增加沉降空間500m3河口采油廠該技術(shù)通過構(gòu)建區(qū)域內(nèi)小型微電網(wǎng)，改變了傳統(tǒng)的“一井一變”供配電模式及電源輸送方式，實現(xiàn)了變壓器減容及饋能的合理利用，提高了傳輸效率，降低了無功損耗，徹底堵住了私接亂掛所導(dǎo)致的電量流失缺口。（一）能流分析優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)取得較大突破5、直流母線群控技術(shù)實現(xiàn)規(guī)?；茝V應(yīng)用，降低了系統(tǒng)能流損耗。直流母線群控技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用示意圖十三五以來，河口廠累計推廣應(yīng)用59個集控單元255口井，減少變壓器用量158臺，實現(xiàn)減容63%，年節(jié)約容量費292萬元；單井綜合節(jié)電率達(dá)到了15.6%，年節(jié)電260萬kw.h，累計創(chuàng)效760萬元。（二）能流分析優(yōu)化示范區(qū)建設(shè)快速推進(jìn)1、緊扣各示范區(qū)系統(tǒng)能流的“跑冒滴漏”點，超前謀劃創(chuàng)建方案（1）低滲斷塊示范區(qū)—渤南北部油區(qū)典型問題具體原因用能優(yōu)化不系統(tǒng)接轉(zhuǎn)站能量冗余渤一站距離渤三聯(lián)距離近，造成功能性重疊，接轉(zhuǎn)站功能發(fā)揮不明顯注水站能力冗余地面系統(tǒng)各項生產(chǎn)參數(shù)與設(shè)計初期差別大，逐漸原設(shè)計工況運行。用能管控不智能配水間閥損大、管效低注水井壓力差異大，各注水站仍沿襲著傳統(tǒng)的恒壓恒量注水方式用能設(shè)計不先進(jìn)單井集油過程重復(fù)加溫，能耗高單井集油流程設(shè)計與優(yōu)化仍沿襲舊的模式現(xiàn)狀問題能流優(yōu)化方案預(yù)期效果6座柱塞泵站實施泵井聯(lián)調(diào)確保經(jīng)濟(jì)運行提高管網(wǎng)效率10%、日節(jié)電費2000元構(gòu)建能流網(wǎng)絡(luò)，基于系統(tǒng)能流優(yōu)化模型和夾點優(yōu)化理論找到系統(tǒng)能流運行的低效點、失衡點、流失點，優(yōu)化集輸、注水系統(tǒng)整體布局。打倒渤一接轉(zhuǎn)站、撤并3座注水站、關(guān)停單井加溫爐11臺方案渤三聯(lián)渤一站184塊二三區(qū)941塊118塊102塊四區(qū)三區(qū)渤七集氣站二區(qū)三區(qū)系統(tǒng)運行現(xiàn)狀及存在問題～①系統(tǒng)布局不合理：渤一站距離渤三聯(lián)僅3.0km，該站目前井排來液壓力/溫度0.32MPa/49℃、出站壓力/溫度為0.50MPa/52℃。接轉(zhuǎn)站功能發(fā)揮不明顯，有撤站減員增效的潛力②主力產(chǎn)油氣單元壓力偏高。目前干壓1.0MPa。后期隨著BS8和184-X30兩個產(chǎn)能塊3個井臺12口新井接入，干壓預(yù)計升至1.4MPa以上，將極大影響區(qū)域內(nèi)油井特別是自噴井產(chǎn)量。存在氣液分輸、混輸降壓增產(chǎn)提效的較大潛力?；燧敱?32口液350/油224氣15000m327口液890/油65氣4000m341口/液990/油36氣2000m345口/液620/油62氣4000m3（二）能流分析優(yōu)化示范區(qū)建設(shè)快速推進(jìn)典型案例——渤南油田北部油區(qū)集輸油系統(tǒng)能流布局整體優(yōu)化系統(tǒng)能流優(yōu)化潛力分析T=51.5℃P=0.3MPaQ=3500t/d渤一站外輸加溫及提升賦能，只有440kW（進(jìn)出站能量差）其中站內(nèi)能量總損耗=能流節(jié)點傳遞損耗464kW+賦能設(shè)備轉(zhuǎn)換損耗385kw=850kw系統(tǒng)能量輸入：1290kW（損耗率65%）最優(yōu)值P=0.3MPaT=47℃Q=2900t/d熱能（kW）機械能（kW）T=39℃P=1.0MPaT=49℃P=0.3MPaT=52℃P=0.5MPa采油井站兩級梯次加溫方式賦能，共計1427kW（井口-渤一站井排能量差）其中集油系統(tǒng)能量總損耗=能流傳遞損耗906kW+設(shè)備轉(zhuǎn)換損耗900kw=1806kw系統(tǒng)能量輸入：3233kW（損耗率55%）損失-400kw損失-500kw（二）能流分析優(yōu)化示范區(qū)建設(shè)快速推進(jìn)渤三聯(lián)渤一站941塊118塊102塊四區(qū)三區(qū)渤七集氣站二區(qū)三區(qū)32口液350/油224氣15000m327口液890/油65氣4000m341口/液990/油36氣2000m345口/液620/油62氣4000m3～在61#站新建Q=40m3/h、P=1.6MPa、N=30kw混輸泵2臺，開1備1變頻運行。新建61#站—渤南集氣站天然氣管線φ114×4×5.0km（部分可利舊）；新建渤一站—渤三站外輸復(fù)線φ219×7×3.0km184塊二三區(qū)停運撤人回壓↓0.6MPa↑0.1MPa↑0.2MPa回壓不變混輸泵優(yōu)化調(diào)整方案（二）能流分析優(yōu)化示范區(qū)建設(shè)快速推進(jìn)方案總體投資420萬元，實施后預(yù)計年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益683萬元。其中，打倒渤一站年降低運行費用286萬元，61#站實施氣液分輸及混輸降壓改造后增油效益397萬元。（2）整裝油藏—埕東油田（二）能流分析優(yōu)化示范區(qū)建設(shè)快速推進(jìn)典型問題具體原因余熱利用程度低埕東油田采出水總量大、溫度高、未有效利用埕東聯(lián)采出水余熱溫度達(dá)52℃，日污水量5.7萬方，全部回注地層。用能優(yōu)化不系統(tǒng)部分電泵油井低效運行隨著油田開發(fā)，地層能量降低供液能力減弱。注水系統(tǒng)效率低埕一注、埕三注、埕四注3座離心泵站注水泵老化泵效低且偏離高效區(qū)運行系統(tǒng)用能損耗大埕110接轉(zhuǎn)站投產(chǎn)較早，能力利用率低、損耗大。現(xiàn)狀問題能流優(yōu)化方案預(yù)期效果應(yīng)用高效混輸技術(shù)替代接轉(zhuǎn)站，實現(xiàn)流程簡化優(yōu)化打到埕110注水站，年創(chuàng)效140萬元。依托注水系統(tǒng)能流優(yōu)化模型，綜合利用階梯泵組合、分壓注水工藝優(yōu)化配置各離心泵站注水量及設(shè)備，提高系統(tǒng)效率日節(jié)電12000kw.h實施采出水余熱利用停用埕東站加熱爐3臺，日節(jié)氣1.5萬方。應(yīng)用大泵提液工藝替代低效電泵井替代5口低效電泵井，日節(jié)電3200kw.h方案（3）熱采稠油油藏—陳家莊油田（二）能流分析優(yōu)化示范區(qū)建設(shè)快速推進(jìn)典型問題具體原因用能優(yōu)化不系統(tǒng)地面系統(tǒng)流程長、能量損失大，運行成本高陳371塊、陳373塊、羅801塊后端聯(lián)合站、中心注水站集中處理回注，長輸損耗大;陳319塊采取單拉方式生產(chǎn)運行成本居高不下用能管控不智能加熱爐低效，且耗氣量較大，背離最優(yōu)工況。怎么調(diào)憑經(jīng)驗，大余量；如何管講責(zé)任，常失位；怎樣控靠定性，一刀切。系統(tǒng)摻水量大、加熱負(fù)荷大對應(yīng)4座摻水泵站實時監(jiān)控信息化手段缺失，缺乏高效調(diào)控手段余熱利用程度低采出水溫度高，但無效回注陳南站余熱溫度高達(dá)65℃，余熱利用一次性投入大，回收期長設(shè)計不先進(jìn)注水站泵干壓差高，能量損耗大陳莊注泵管不匹配現(xiàn)狀問題能流優(yōu)化方案預(yù)期效果優(yōu)化采出水回注布局，在3個單元實施就地分水回注節(jié)約電費200萬元；運費300萬元/年，節(jié)約水處理成本30萬元/年68臺加熱爐實施智能溫控日節(jié)氣3000方摻水系統(tǒng)優(yōu)化降低系統(tǒng)摻水量2000m3/d，日節(jié)電4000kw.h陳南聯(lián)實施采出水余熱利用替代燃?xì)饧訙貭t2臺，日節(jié)約燃?xì)?000方優(yōu)化陳莊注注水泵揚程、排量日節(jié)電7000kw.h方案2、強化方案運行，部分項目實施后已產(chǎn)生顯著經(jīng)濟(jì)效益（二）能流分析優(yōu)化示范區(qū)建設(shè)快速推進(jìn)序號示范區(qū)項目名稱完成日期資金投入萬元效益預(yù)測萬元/年1渤南義102-118塊單井集油工藝簡化優(yōu)化2020.530152渤95#站推廣應(yīng)用大型雙腔混輸系統(tǒng)2020.4804003渤南柱塞泵站泵井聯(lián)調(diào)在線優(yōu)化（2個站）2020.56194埕東埕東注水系統(tǒng)綜合提效改造2020.63202675埕東油田低效電泵油井轉(zhuǎn)抽2020.6100716陳家莊陳莊注降壓提效改造2020.61201577陳家莊油田采出水余熱利用2020.41501008陳家莊摻水系統(tǒng)優(yōu)化2020.51089合計8161118已完成項目及效果統(tǒng)計（截至到2020.7）（二）能流分析優(yōu)化示范區(qū)建設(shè)快速推進(jìn)埕東注水系統(tǒng)階梯泵組合提效（2020.06）主要工作量：低壓系統(tǒng)（埕一注）通過汰舊換新（更新P=10MPa、Q=500m3/h離心泵2臺）；高壓系統(tǒng)（埕三注）通過實施階梯泵組合優(yōu)化（新建P=12MPa、Q=300m3/h、N=1500KW離心泵機組1臺）；使所有注水泵均在其高效區(qū)運行，提升泵效，降低泵干壓差具體效果：注水系統(tǒng)效率↑3.7%；注水單耗↓0.28kw.h；日節(jié)電12000kw.h；年節(jié)電費267萬元2020年對陳家莊油田損耗較大的采出水能流方向做了優(yōu)化調(diào)整，節(jié)能效果顯著。（二）能流分析優(yōu)化示范區(qū)建設(shè)快速推進(jìn)2020年2月在陳南站實施工藝改造：將該站一次、二次沉降罐內(nèi)85℃以上的高溫污水回?fù)街辆?，使對?yīng)井排溫度提高了8℃，大幅降低來液加溫負(fù)荷，折算年減少燃?xì)庀?3.0萬m3。措施1：陳南站污水余熱回?fù)嚼霉に嚫脑礻惣仪f油田采出水余熱利用措施2：陳莊聯(lián)前端接轉(zhuǎn)站實施就地分水回?fù)焦に嚫脑礻惽f站陳西站陳北站2020年1月實施就地分水回?fù)?200m3/d2020年3月實施就地分水回?fù)?500m3/d系統(tǒng)摻水循環(huán)量同比下降2700m3/d大大降低了污水轉(zhuǎn)輸過程中熱能損耗，年節(jié)氣45萬m3。Contents目錄二、主要工作進(jìn)展及效果一、項目研究目標(biāo)、內(nèi)容及技術(shù)路線三、下步工作規(guī)劃1、項目節(jié)點進(jìn)度規(guī)劃

2020年年份序號工作內(nèi)容試驗規(guī)模及應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)完成時間20201油田生產(chǎn)系統(tǒng)能流分析優(yōu)化現(xiàn)狀調(diào)研確定系統(tǒng)能流分析優(yōu)化關(guān)鍵節(jié)點制定各示范區(qū)能流檢測方案1季度20202示范區(qū)能流數(shù)據(jù)監(jiān)測覆蓋率＞90%誤差率≤5%2季度20203關(guān)鍵耗能設(shè)備能流模型建立與優(yōu)化建立地面管線等7類設(shè)備能流模型。模型優(yōu)化率100%3季度20204生產(chǎn)系統(tǒng)能流模型建立與優(yōu)化建立5個關(guān)鍵子系統(tǒng)及整個生產(chǎn)系統(tǒng)能流模型模型優(yōu)化率100%4季度（一）統(tǒng)籌規(guī)劃、穩(wěn)步推進(jìn)，確保項目高質(zhì)量完成2021年年份序號工作內(nèi)容試驗規(guī)模及應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)完成時間20211基于模型開展各示范區(qū)能流現(xiàn)狀分析；開展整體優(yōu)化方案及智能管控系統(tǒng)初步設(shè)計設(shè)計噸油氣綜合能耗降低8%以上；關(guān)鍵工藝技術(shù)完成現(xiàn)場驗證。1季度20212生產(chǎn)系統(tǒng)能流分析優(yōu)化方法及對策研究形成相應(yīng)算法，并通過現(xiàn)場驗證。2季度20213模型、優(yōu)化方法和示范區(qū)建設(shè)方案調(diào)優(yōu)實施示范區(qū)設(shè)計噸油氣綜合能耗降低10%以上；

3季度20214智能管控系統(tǒng)開發(fā)與建設(shè)示范區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)能流指標(biāo)在線監(jiān)控覆蓋率≥90%；集控設(shè)備在線優(yōu)化率≥80%4季度（一）統(tǒng)籌規(guī)劃、穩(wěn)步推進(jìn)，確保項目高質(zhì)量完成2022年年份序號工作內(nèi)容試驗規(guī)模及應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)完成時間20221完成生產(chǎn)系統(tǒng)能流示范區(qū)建設(shè)示范區(qū)噸油氣綜合能耗降低10%以上；用能成本降低15%1季度20222形成油田生產(chǎn)系統(tǒng)能流分析優(yōu)化應(yīng)用規(guī)范可推廣、可移植2季度20223示范區(qū)實施效果評價經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)完成率100%3季度20224項目結(jié)題形成結(jié)題報告4季度（一）統(tǒng)籌規(guī)劃、穩(wěn)步推進(jìn)，確保項目高質(zhì)量完成（二）深化研究，集成攻關(guān)，占領(lǐng)節(jié)能工藝技術(shù)及理論創(chuàng)新的新高地能流網(wǎng)絡(luò)在線優(yōu)化重構(gòu)技術(shù)能流布局整體優(yōu)化技術(shù)注水系統(tǒng)泵井聯(lián)調(diào)技術(shù)；燃?xì)饧訜釥t智能溫控技術(shù)；井站不加熱輸送技術(shù)高效混輸簡化布站技術(shù)；采出水余熱高效利用技術(shù)；高效壓驅(qū)工藝；注汽系統(tǒng)全程保干提效及干度檢測技術(shù)直流母線群控技術(shù)稠油井井筒摻水經(jīng)濟(jì)運行圖版；*******申請國家發(fā)明專利4-5件申請軟件著作權(quán)1件出版專著一部發(fā)表論文4-6篇建成不同油藏類型的能流優(yōu)化示范區(qū)建成能流網(wǎng)絡(luò)可視化及智能管控系統(tǒng)形成油田生產(chǎn)系統(tǒng)能流分析優(yōu)化應(yīng)用規(guī)范預(yù)期成果力爭打造11項行業(yè)領(lǐng)先的拳頭技術(shù)渤南油田北部油區(qū)地面系統(tǒng)示意圖1、低滲油藏示范區(qū)—渤南油田北部油區(qū)序號規(guī)劃改造措施及