油田集输站库多能互补技术探索

摘要：本文对油田集输站库多能互补技术进行了全面综述。阐述了油田集输站库的能源消耗特点及面临的挑战，分析了多能互补技术在该领域的应用潜力。探讨了多能互补技术的关键技术难点，提出了油田站库多能互补技术的实施策略和建议，并对其未来发展趋势进行了展望。

关键词：油田站库，多能互补，绿色能源，能源效率，碳排放

集输站库是油田采出液集中处理和输送的关键单元，涉及油水分离、污水处理、原油含水分析等多个系统的一体化综合性生产过程。为确保原油在集输过程具有较好的流动性，必须维持一定的温度，通常由加热炉燃烧化石燃料对原油进行加热[1][2]。此外，各种泵及其他相关设备需要消耗大量的电能。由于各种能源的消耗，导致原油在实际生产运行过程中产生了大量的碳排放[3]。近年来油田企业大力开展风光发电业务[4][5]，进行用能结构优化。而太阳能、风能等可再生能源存在间歇性和不稳定性，需要配套如储能等灵活性资源进行调节；同时，余热资源是油田生产过程中的副产品，若能有效回收利用，可以提高能源利用效率。通过将这些不同类型的能源进行有机结合，实现多能互补，可以充分发挥各种能源的优势，实现能源的优化配置和高效利用，同时提高能源系统的稳定性、可靠性和可持续性。

1油田集输站库多能互补技术现状

多能互补技术在油田快速发展，整合风、光、地热、天然气等多种能源，提高能源供应稳定性与利用效率。涌现出多能互补型直流微电网及抽油机节能群控系统等先进技术，提升能效、降低谐波污染，助力实现“双碳”目标。

油田联合站多能互补系统由风光发电机组、槽式太阳能集热器等供能及用能设备构成。采出液经三相分离器脱水，处理后的原油进沉降罐进一步降低含水率，再由提升泵送至原油加热模块。加热过程采用槽式太阳能集热与采出水余热联合供热，优先用高温导热油加热，太阳能不足时用压缩式热泵回收余热二次加热。风力/光伏发电为站内设备供电，富余电量用于碱性电解槽制氢。碱性电解槽以碱性溶液为电解液，分解后在阴极生成氢气，完成电能向氢能转化。通过多能互补技术，降低化石燃料消耗与联合站碳排放，实现能源转化利用，优化整体用能结构。

2油田站库多能互补存在的问题和挑战

尽管多能互补技术能够为油田优化用能结构，降低用能成本，但仍面临诸多挑战，如不同能源系统兼容性、复杂控制系统设计以及设备选型和匹配等难题。

2.1不同能源系统的兼容性问题

油田站库中涉及多种能源形式，如太阳能、风能、地热能、余热等可再生能源以及传统的油气能源。这些能源系统在输出特性、运行参数、控制方式等方面存在较大差异，实现它们之间的高效集成和协同运行具有一定难度。例如，光伏系统的输出功率受光照强度和天气条件影响较大，而热泵系统的运行需要稳定的电力供应，如何在不同能源系统之间进行能量的合理分配和协调控制，以确保整个站库的稳定运行，是一个技术难题。

2.2控制系统设计的复杂性

多能互补系统需要一个智能化的控制系统来实现对各种能源的实时监测、调度和优化管理。这个控制系统需要处理大量的实时数据，包括能源产量、能源需求、设备运行状态等，并根据预设的算法和策略进行快速决策和控制。设计这样一个复杂的控制系统需要较高的技术水平和丰富的经验，同时还需要考虑系统的可靠性、稳定性和可扩展性。

2.3设备选型和匹配难题

在多能互补系统中，需要选择合适的设备来实现不同能源的转换、存储和利用。例如，选择合适的光伏组件、储能设备、热泵机组、换热器等。这些设备的性能参数、规格型号、质量标准等各不相同，如何根据油田站库的具体需求进行设备选型和匹配，以实现系统的最佳性能和经济效益，是一个具有挑战性的问题。

2.4标准规范不完善

多能互补技术是一个新兴的领域，目前还缺乏完善的标准规范和技术体系。这给多能互补系统的设计、建设、运行和管理带来了一定的困难。例如，在设备选型、系统集成、安全防护等方面，缺乏统一的标准和规范，可能导致不同厂家的设备之间兼容性差，系统的可靠性和安全性难以保证。

3油田站库多能互补技术的实施策略和建议

3.1、针对不同能源系统的兼容性问题

建立能源管理系统，实时监测和分析各种能源的输出特性和运行参数，根据实际需求进行能量的合理分配和调度。同时，采用先进的控制技术和算法，实现不同能源系统之间的智能协调控制，如运用模糊控制、神经网络控制等先进算法，根据各能源系统实时状态自动调整控制策略。

3.2、针对控制系统设计的复杂性

采用先进的信息技术和自动化技术，构建智能化的控制系统。运用大数据分析和人工智能算法，对大量的实时数据进行处理和分析，实现系统的优化运行和决策。进行系统的可靠性和安全性设计，采用冗余备份、故障诊断和预警等技术，提高系统的可靠性和安全性。

3.3、针对设备选型和匹配难题

开展详细的能源需求分析和系统设计，根据油田站库的具体需求和条件，选择合适的设备。建立设备选型和匹配的数据库，收集和整理各种设备的性能参数和应用案例，为设备选型和匹配提供参考。与设备供应商进行紧密合作，共同开展设备的研发和改进，提高设备的性能和适应性。

3.4、针对标准规范不完善

加强与相关标准制定机构的合作，参与制定多能互补技术的标准规范和技术体系。借鉴国内外先进的经验和标准，结合油田站库的实际情况，制定适合自身的标准和规范。加强对标准规范的宣传和培训，提高相关人员对标准规范的认识和理解，确保标准规范的有效实施。

四、结论与展望

油田的能耗主要有“电负荷”、“热负荷”、“电负荷+热负荷”三类，通过因地制宜实施能源供应、提高能源转化效率、优化能源存储策略、拓展能源需求等措施，充分发挥不同能源的优势，提高能源利用效率，实现多能互补；同时，助推产业升级和创新，降低用能成本，实现油气生产全链条用能更省、结构更绿。

参考文献

[1]任井保，卢军，陈志晨，等.酒东联合站原油集输脱水工艺节能优化研究与应用[J].中国石油和化工标准与质量，2021，41（11）：174-175.

[2]黄寰宇.油田原油集输工艺关键技术分析[J].当代化工研究，2022（16）：151-153.

[3]孟维.油田联合站污水余热梯级利用的应用探讨[J].区域供热，2020（1）：131-137.

[4]孟祥涛.中原油田原油稳定系统绿色低碳优化研究[J].油气田环境保护，2019，29（5）：34-37.

[5]吴红伟;张振华;杨志坚;庞海波;张欣;李润启.油田新能源应用发展探究[J].石油石化节能，2023，（07）：99-102.