[发明专利]一种油田地面注气系统能耗评价方法

说明书

本发明一种油田地面注气系统能耗评价方法，具体步骤为：确定注气系统基本流程，了解系统内耗能设备；能耗计算首先从压缩机开始，包括空压机和增压机，不同类型的压缩机对应不同的评价方法；确定制氮设备为变压吸附制氮(PSA)，选择不同的能耗计算方法；最后对泵机组的能耗进行评价计算。本发明针对注气系统主要的四个设备分别建立了能耗评价模型，能够对空气进入注气系统到高压氮气输出期间的能耗进行准确评价，直观地表现出注气系统中各部的能耗量。利用该评价方法可了解地面注气系统的能耗情况，为地面注气系统节能优化提供参考与支持。

技术领域

本发明涉及注气系统能耗领域，具体涉及一种油田地面注气系统能耗评价方法。

背景技术

近年来，随着国家节能减排战略的持续推进，节约能源，降低生产成本的问题在油田行业也日益严峻，而我国稠油开采部分地区已经进入了后期，含水率较高，产量递减，采收效益差，因此提出了油田注氮气工艺，事实证明此技术可以有效改善开采后期亏空大、出水率高的难题，但是地面注气系统能耗较高，单纯降低功率又会影响工艺效果。因此需要一套综合的能耗评价方法来指导现场进行经济运行。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种油田地面注气系统能耗评价方法，利用该评价方法可了解地面注气系统的能耗情况，为地面注气系统节能优化提供参考与支持。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种油田地面注气系统能耗评价方法，其特征在于，

将注气系统划分为压缩系统、制氮系统和泵机组系统，其中所述压缩系统包括空气压缩机和氮气压缩机，并分别对各系统进行下述参数的测试和能耗评价；

(1)所述压缩系统的压缩机效率；

m＝Q·ρ/3600

N_e＝η_mP_i

式中，

Q为气体标准状况即0.1MPa，0℃下的压缩机体积流量，Nm³/h；ρ为气体在标准状况下的密度，kg/m³；m为气体质量流量，kg/s；h₁为气体进口比焓，kJ/kg；h_2s为气体等熵过程出口比焓，kJ/kg；v₁为气体进口比容，m³/kg；v_2s为气体等熵过程出口比容，m³/kg；R为通用气体常数，8.314J/(K·moL)；M为气体摩尔质量，kg/mol；f为苏尔兹修正因子；R_g为气体常数，与气体种类有关，J/(kg·K)；Z₁、Z₂为气体进出口压缩因子，与温度、压力以及气体种类有关；T₁为压缩机吸气温度，K；T₂为压缩机出气温度，K；n为平均多变指数；P₂、P₁为压缩机气体进出口绝对压力，MPa；N_i为压缩机指示功率，kW；N_e为压缩机轴功率，kW；P_i为电驱压缩机电机输入功率或透平驱内功率，kW；透平机械效率或电机效率η_m，透平机械效率一般取值0.98，电机效率一般取值0.90；压缩机效率η_c；

(2)制氮系统中的PSA制氮设备的单位产品氮气电耗：