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【摘要】在油田开发管理中我们将节能创效工作视为一个大系统，划分为核心层和保障层。核心层包括油藏工程、采油工程、地面工程和生产管理；保障层包括组织保障、信息保障、技术保障和管理保障。本文重点探讨油田开发管理中立体化节能体系的建设。
【关键词】油田开发 立体化 节能体系
油气开采用电系统主要包括机械采油系统、注水系统和集输系统。采油和注水用电量占开采用电量的80%左右。我国油气田天然能量不足，原油黏度高，油藏复杂，老油田进人开发后期，目前全国油田综合含水率已超过80%，因此，单位产量电耗较高。近年来全国机械采油耗电量达100多亿kW·h，注水耗电量为60多亿kW·h。
1 立体化节能体系开发管理的内涵
根据油田自身特点设计一系列现代化管理方法配套应用于实际生产的节能创效工作中，通过节能挖潜，加强生产管理，根据环境温度情况及时调整单井掺水量，以达到站内加热炉节气的目的。一般情况下，在夏季平均单井掺水量≤0.3m3/h，在冬季平均单井掺水量≤0.5m3/h。加热炉运行热效率往往达不到设计热效率，应该把提高运行热效率作为节约燃料的一个重要目标，需要结合实际情况分析影响加热炉运行热效率的因素，进而采取相应的措施。
（1）设备状态。由于加热炉设备状态不良而影响热效率。例如转杯燃油燃烧器，由于长期运转，杯口结焦，又不及时清焦，造成燃油雾化不良或漏油；设备不按期检修，炉体内衬耐火材料脱落，增大散热损失；不按时吹灰，炉管表面积灰和烟垢影响传热。
（2）燃料品质与被加热介质，燃料品质与燃烧设备不适应就会降低燃烧效率。如燃料气压力过高、过低、含油、含水；燃料油含胶质，含砂过高；燃油温度低等都会使燃烧器无法稳定燃烧。被加热介质如原油，含油污水极易在受热面形成传热性极差的污垢、水垢，阻碍热量从烟气传递到被加热介质，使排烟温度升高，排烟热损失增大，热效率降低。严重时还会导致炉管爆裂，造成事故。
2 影响油田开发管理中立体化节能体系的因素
2.1 地面因素分析
由于转子有一个短路绕组，感应电动势在绕组中产生电流，电流方向上半部流出纸面，下半部流入纸面。转子电流与磁场相互作用而产生电磁力F（按左手定则确定其方向），电磁力作用在转子上形成电磁转矩，使转子以转速n按旋转磁场方向旋转。如果要改变转子转向，只要任意对调两根电源线，使旋转磁场改变方向，电动机即可反转。由于转子和旋转磁场的转向相同，所以转子转速n不能达到同步转速n1，若n=n1，则转子导体与旋转磁场之间无相对的运动，不能再切割磁力线而产生转矩。因此感应电动机转速n总要和同步转速n1有一个转速差。感应电动机又称感应电动机。“异步”二字就是指n与n1不同步意思。单相感应电动机使用单相交流电源，一般功率很小，从几十瓦到几百瓦，在日常生活、医疗及工业上得到广泛应用，如电扇、鼓风机、吸尘器、电冰箱、空气调节器、医疗器械等。三相感应电动机的功率可以从几百瓦到几千瓦，由于结构简单、运行可靠、价格低廉。
2.2 井下效率的因素分析
散热损失是由于加热炉炉体表面的温度高于周围大气温度而向空间环境所散失的热量。散热损失与加热炉的表面积大小有关，也与炉体保温结构形式和保温材质、以及环境气温、风速等有关。在卧式快装炉管式加热炉设计中，改进炉子结构，实现微正压燃烧，采用密度轻、绝热性能好，耐热冲击性能较理想的新型隔热材料，大大地降低了加热炉的散热损失，经测试，油田在用的卧式快装管式加热炉炉体表面散热损失大部分在1%～2%，达到了规范要求。
3 立体化节能体系的建设
3.1 推广节能型抽油机
平稳的负荷能使燃烧工况比较稳定，从而获得较高的燃烧效率。不规则或周期变化的热负荷，特别是频繁而悬殊变化的热负荷，将给加热炉运行带来困难，燃烧过程频繁调节难以适应加热负荷的变化，燃烧工况恶化，效率大幅度降低。
3.2 采用抽油机专用电动机
针对抽油机的负载特性，研制出多种专用电动机。已推广应用的有：超高转差电动机，适用于负荷率低、载荷波动大的情况；在本设计中采用手动加上电复位电路，上电复位部分的原理是RC电路的充放电效应。通过累加器进行数据传送，还可以在数据存储器之间或工作寄存器与数据存储器之间直接进行数据传送。要把源操作数传送到目的操作数，源操作数可以采用寄存器、寄存器间接、直接、立即、基址和变址5种寻址方式；目的操作数可以采用寄存器、寄存器间接、直接三种寻址方式。指令执行后，源操作数不变，目的操作数修改为源操作数。
3.3 使用抽油机节能控制器
特别是油田近十年来大量使用的卧式快装管式加热炉，通过吸收引进国内外先进技术，并优化炉型后，热效率显著提高，运行安全可靠，得到广大用户的认可。但是在这些新型加热炉上配用的都是传统的手动控制燃烧器，根本无法满足现代化管理和生产的要求。
3.4 应用注水系统优化仿真技术和实时分布式优化控制技术
随着特低渗透裂缝性储层油田的不断开发及油田公司要求的节能指标，通过不断摸索与实践，逐步形成了一套成功的节能技术措施，主要有以下几个方面：
（1）注配间低压变频调速技术注配间低压变频调速技术的原理为：注水泵排量与电机转速的一次方成正比，注水泵扬程与电机转速的平方成正比，注水泵电机功率与电机转速的三次方成正比。从原理可知，通过变频器调节电机转速，电机功率呈现三次方幅度波动，节能效果非常明显。
（2）无功补偿技术通过在变电所或站外油井变台上安装电容补偿器，提高供电系统功率因素，降低电网损耗，以达到节电的目的。同时，注配问（或注水站）变频器应具有消谐功能，以免变频器产生的谐波对电网产生污染，导致电网电能质量变差，从而降低供电系统功率因数。通过采取无功补偿技术，站（库）和井等低压负荷补偿后的功率因数能够达到0.85以上，35kV变电所集中补偿后的功率因数能够达到0.96以上。
4 结论
随着油田生产规模的逐年扩大、注采总量不断增长、系统效率却逐渐降低，能源消耗巨大，给油田的可持续发展带来了严重挑战。在新的历史时期，适时推出了新型贡献观理论，在全油田树立了“为国家生产原油是贡献，为国家节约能源也是贡献”的新型“贡献观”。
参考文献
[1] 王卓. 浅谈我国油气开发的监测技术[J]. 中国石油和化工标准与质量，2011（04）
[2] 许雄轩，折创伟. 论用ERP促进HSE管理[J].中国石油和化工标准与质量，2011（04）
[3] 贺喜雪. 物资管理信息系统在油田的应用[J].中国石油和化工标准与质量，2011（04）
【关键词】油田开发 立体化 节能体系
油气开采用电系统主要包括机械采油系统、注水系统和集输系统。采油和注水用电量占开采用电量的80%左右。我国油气田天然能量不足，原油黏度高，油藏复杂，老油田进人开发后期，目前全国油田综合含水率已超过80%，因此，单位产量电耗较高。近年来全国机械采油耗电量达100多亿kW·h，注水耗电量为60多亿kW·h。
1 立体化节能体系开发管理的内涵
根据油田自身特点设计一系列现代化管理方法配套应用于实际生产的节能创效工作中，通过节能挖潜，加强生产管理，根据环境温度情况及时调整单井掺水量，以达到站内加热炉节气的目的。一般情况下，在夏季平均单井掺水量≤0.3m3/h，在冬季平均单井掺水量≤0.5m3/h。加热炉运行热效率往往达不到设计热效率，应该把提高运行热效率作为节约燃料的一个重要目标，需要结合实际情况分析影响加热炉运行热效率的因素，进而采取相应的措施。
（1）设备状态。由于加热炉设备状态不良而影响热效率。例如转杯燃油燃烧器，由于长期运转，杯口结焦，又不及时清焦，造成燃油雾化不良或漏油；设备不按期检修，炉体内衬耐火材料脱落，增大散热损失；不按时吹灰，炉管表面积灰和烟垢影响传热。
（2）燃料品质与被加热介质，燃料品质与燃烧设备不适应就会降低燃烧效率。如燃料气压力过高、过低、含油、含水；燃料油含胶质，含砂过高；燃油温度低等都会使燃烧器无法稳定燃烧。被加热介质如原油，含油污水极易在受热面形成传热性极差的污垢、水垢，阻碍热量从烟气传递到被加热介质，使排烟温度升高，排烟热损失增大，热效率降低。严重时还会导致炉管爆裂，造成事故。
2 影响油田开发管理中立体化节能体系的因素
2.1 地面因素分析
由于转子有一个短路绕组，感应电动势在绕组中产生电流，电流方向上半部流出纸面，下半部流入纸面。转子电流与磁场相互作用而产生电磁力F（按左手定则确定其方向），电磁力作用在转子上形成电磁转矩，使转子以转速n按旋转磁场方向旋转。如果要改变转子转向，只要任意对调两根电源线，使旋转磁场改变方向，电动机即可反转。由于转子和旋转磁场的转向相同，所以转子转速n不能达到同步转速n1，若n=n1，则转子导体与旋转磁场之间无相对的运动，不能再切割磁力线而产生转矩。因此感应电动机转速n总要和同步转速n1有一个转速差。感应电动机又称感应电动机。“异步”二字就是指n与n1不同步意思。单相感应电动机使用单相交流电源，一般功率很小，从几十瓦到几百瓦，在日常生活、医疗及工业上得到广泛应用，如电扇、鼓风机、吸尘器、电冰箱、空气调节器、医疗器械等。三相感应电动机的功率可以从几百瓦到几千瓦，由于结构简单、运行可靠、价格低廉。
2.2 井下效率的因素分析
散热损失是由于加热炉炉体表面的温度高于周围大气温度而向空间环境所散失的热量。散热损失与加热炉的表面积大小有关，也与炉体保温结构形式和保温材质、以及环境气温、风速等有关。在卧式快装炉管式加热炉设计中，改进炉子结构，实现微正压燃烧，采用密度轻、绝热性能好，耐热冲击性能较理想的新型隔热材料，大大地降低了加热炉的散热损失，经测试，油田在用的卧式快装管式加热炉炉体表面散热损失大部分在1%～2%，达到了规范要求。
3 立体化节能体系的建设
3.1 推广节能型抽油机
平稳的负荷能使燃烧工况比较稳定，从而获得较高的燃烧效率。不规则或周期变化的热负荷，特别是频繁而悬殊变化的热负荷，将给加热炉运行带来困难，燃烧过程频繁调节难以适应加热负荷的变化，燃烧工况恶化，效率大幅度降低。
3.2 采用抽油机专用电动机
针对抽油机的负载特性，研制出多种专用电动机。已推广应用的有：超高转差电动机，适用于负荷率低、载荷波动大的情况；在本设计中采用手动加上电复位电路，上电复位部分的原理是RC电路的充放电效应。通过累加器进行数据传送，还可以在数据存储器之间或工作寄存器与数据存储器之间直接进行数据传送。要把源操作数传送到目的操作数，源操作数可以采用寄存器、寄存器间接、直接、立即、基址和变址5种寻址方式；目的操作数可以采用寄存器、寄存器间接、直接三种寻址方式。指令执行后，源操作数不变，目的操作数修改为源操作数。
3.3 使用抽油机节能控制器
特别是油田近十年来大量使用的卧式快装管式加热炉，通过吸收引进国内外先进技术，并优化炉型后，热效率显著提高，运行安全可靠，得到广大用户的认可。但是在这些新型加热炉上配用的都是传统的手动控制燃烧器，根本无法满足现代化管理和生产的要求。
3.4 应用注水系统优化仿真技术和实时分布式优化控制技术
随着特低渗透裂缝性储层油田的不断开发及油田公司要求的节能指标，通过不断摸索与实践，逐步形成了一套成功的节能技术措施，主要有以下几个方面：
（1）注配间低压变频调速技术注配间低压变频调速技术的原理为：注水泵排量与电机转速的一次方成正比，注水泵扬程与电机转速的平方成正比，注水泵电机功率与电机转速的三次方成正比。从原理可知，通过变频器调节电机转速，电机功率呈现三次方幅度波动，节能效果非常明显。
（2）无功补偿技术通过在变电所或站外油井变台上安装电容补偿器，提高供电系统功率因素，降低电网损耗，以达到节电的目的。同时，注配问（或注水站）变频器应具有消谐功能，以免变频器产生的谐波对电网产生污染，导致电网电能质量变差，从而降低供电系统功率因数。通过采取无功补偿技术，站（库）和井等低压负荷补偿后的功率因数能够达到0.85以上，35kV变电所集中补偿后的功率因数能够达到0.96以上。
4 结论
随着油田生产规模的逐年扩大、注采总量不断增长、系统效率却逐渐降低，能源消耗巨大，给油田的可持续发展带来了严重挑战。在新的历史时期，适时推出了新型贡献观理论，在全油田树立了“为国家生产原油是贡献，为国家节约能源也是贡献”的新型“贡献观”。
参考文献
[1] 王卓. 浅谈我国油气开发的监测技术[J]. 中国石油和化工标准与质量，2011（04）
[2] 许雄轩，折创伟. 论用ERP促进HSE管理[J].中国石油和化工标准与质量，2011（04）
[3] 贺喜雪. 物资管理信息系统在油田的应用[J].中国石油和化工标准与质量，2011（04）