能源优化管控技术助力油田节能减排

时间:2021-08-06 13:51 来源:《石油与装备》8月 作者:朱益飞

为贯彻落实“四个革命、一个合作”能源战略,保障能源安全,实现油田“十四五”原油稳产目标,面对能耗刚性增长和能源双控的压力,针对能源管理与优化中出现的能耗指标科学分解、节能技术优选、生产系统优化调控等技术难题,大力降低开发成本和油气生产能耗,降低油气开发成本,提升油田开发质量,实现增产增效和节能减排。节能减排的主体责任在企业,全面开展节能减排,优化用能管理,既是建设绿色低碳高效企业实现高质量发展是我国现阶段发展的一项重要任务,也是企业自身发展的必然要求。因此,开展油田能源优化管控技术研究与推广应用,具有十分重要的现实意义。
 
能源优化管控技术
 
该技术充分考虑了油藏地质开发特点,建立了考虑油藏条件的能耗指标分解计算方法,较传统的历史法体现了不同类型油藏的节能降耗减排潜力。它基于组合赋权指标矩阵建立节能技术信息库,开发了油田生产系统节能技术评价仿真平台,为油田生产系统能效评价提高技术支撑平台。该技术充分利用先进的信息化技术和能源监测大数据分析技术,基于ArcGIS大数据实时集成应用技术、在线诊断技术和大数据及模型创建了油田企业能源优化管控中心,实现了能流可视化、问题显型化、在线可优化和能效最大化。该研究课题通过创新节能评价理论、完善指标设置构建了两层级能源管理绩效评价体系,与不同考核目标的诉求相匹配,体现了油田生产能源管理的整体优化合理性。
 
该技术2019年在胜利油田成功投入现场试验应用,利用该技术提出节能管理措施、技术优化方案343项,实施节能技术措施218项,实现年增油4.56万吨,吨油气综合能耗下降4.27千克标煤/吨,吨油气能耗成本下降20.85元。截至2020年12月,累计节能3.70万吨标煤,累计创直接经济效益7347.25万元,其节能减排效果和经济效益显著。
 
油田能源优化管控关键核心技术的研究成功与推广应用,推进了油田能源管理系统技术升级,推动了油田节能技术进步,为集团公司创建技术领先企业,实现碳达峰碳中和,提供了企业节能减排又一新利器。
 
能源管控中心技术
 
企业能源管控中心是指采用自动化、信息化技术建立的一体化能源集中管控系统。在节能目标管理、能源计量统计、节能潜力识别、能效分析优化的同时,有效支撑企业实施节能技术改造、促进企业用能水平不断提升。
 
企业能源管控中心充分发挥能源管理信息化对油公司体制机制建设的支撑作用,经过深入研究,广泛论证,确定了能源管控系统三级架构,实现三级联动、上下贯通、层层穿透。油田分公司级主要抓好整体能效考核、采油厂级抓好能效监控、采油管理区主要抓好能效优化。
 
能源管控中心采用模块化设计。能源管控中心功能模块主要包括能效监控、报警预警、能效评价、能效优化和统计分析5大功能模块,23个子模块,128项业务功能。
 
能效监控的功能
 
能效监控以GIS为基础,以PCS单井、单设备实时数据与源头数据为支撑,整合集成供电系统实时数据(电量、电压、电流、有功、无功,功率因数)、增加后勤辅助、转供用电数据采集,实现区域内电网运行质量、能耗情况实时监控、实时预警,达到“能流可视化”的目的。采油管理区某供电线路为例:以供电线路为载体,以电力能源闭环管理为主线,以能流可视化方式,实时展现供电线路上变电站供电数据、生产用电数据、办公用电数据以及民用电数据,结合数据视图,实现层层穿透,实时查询,并对线路失电进行精准扣产计算。
 
报警预警主要以线路供电负荷发生波动,并推送预警信息。能效评价依据5类标准和文件要求,建立采油、注水、集输、供配电四大系统的指标评价体系,12类指标。为基层的节能监测、三基验收以及绩效考核,提供管理平台,减少工作量。
 
效优化
 
能效优化主要包括模型构建、方案推送、优化实施、效果跟踪4个子模块25项业务功能,依托专业知识体系和信息技术,建立能效优化模型,自动推送优化方案,自动跟踪优化过程,自动分析优化效果,实现了“在线可优化”,为节能管理工作提供强有力的抓手。通过实时的感知、实时的分析,促进实时的决策,由原来“人工判断、听人指挥”向“模型判断、听数字指挥”转变,辅助基层管理人员素质提升,推动生产组织方式转变。
 
统计分析主要包括设备台账、能耗报表、文档管理、能效报告4个子模块31项业务功能,实现能耗数据不同维度、不同层级的报表自动统计、分析,将能耗数据管理由月度管理转变为日度管理,同时减少大量人工抄表工作,提升工作效率,满足管理区日常管理分析需求。
 
该技术于2018年在胜利油田某采油厂投入现场应用。应用该技术后,实现能流可视化、在线可优化、能效最大化,厘清能源管理数据基础,实现能源管理明日帐,促进了采油管理区能源管理模式转变,实现了能源“管”与“控”的互联网+跨越式发展,实现了油田开发数据资源共享,实现了油藏经营价值最大化,具有良好的推广应用价值。
 
抽汲智能监测设备投用
 
油田抽汲智能监测设备是针对智能化油田建设需要而开发研制的。设备安全系数高,可实现用于液面智能检测,应用效果良好,提升油田生产自动化程度,减轻员工劳动强度,提升油田现代化管理水平。 设备针对油气井抽汲作业环节中数据采集非自动化、风险控制措施配套不足等问题,技术人员通过开展技术攻关,针对性进行气井抽汲排液智能监测及安全控制技术的相关研究。从应用效果看,该设备不仅安装简便,还可借助计算机软件平台实时监测井内压力及液面,通过实时分析计算,采集得到的数据液面显示明显等优势,提高了抽汲作业自动化水平,降低劳动强度。截止目前,该设备在国内多个油田得到推广使用,有效降低了现场检测安全风险,提高了现场液面智能检测准确度和效果。
 
 
 
稠油掺稀智能控制技术
 
该技术主要用于稠油掺稀智能化控制,井口智能自动化调参。该技术是针对偏远井井口流量计调参时稍有耽误极易造成油井掺稀量稳定,造成油井异常,以解决现有传统的计量人工调参模式已难以适应油井掺稀需要而提出来的技术攻关课题。
 
该技术主要由触摸屏、PLC控制柜、流量计自动控制仪、配套进出口阀门及工艺管线组成。PLC控制柜触摸屏内预先写入机抽井、自喷井、电泵井等3种模式逻辑关系,可根据井的模式不同,人工进行选择。该系统装置为流量测量和控制一体化设计,可准确测量管道流体瞬时流量,根据井况参数,自动跟踪分析异常,实时调节稀油量和伴送量,无需人工干预,简捷、高效。
 
该技术可有效解决偏远井调参不及时造成的油井异常难题,适用于电泵井、自喷井和计转站智能调参使用,可全面实现控制油井异常,降低生产成本,减少职工劳动强度,提高原油产量的目的。目前在在国内多个油田得到了良好的推广应用,提升了油田生产现场智能化和自动化水平。
战略合作
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