3. Методики расчетов электропотребления технологических процессов

3.1. Глубинно-насосная добыча нефти

Физический процесс глубинно-насосной добычи нефти заключается в подъеме на поверхность добываемой жидкости с помощью насосов - в первую очередь глубинных штанговых (ШГН) и погружных центробежных электронасосов (ЭЦН), а также иных типов - диафрагменных, винтовых, струйных, гидропоршневых и т.д.

Основными факторами, определяющими энергозатраты, являются:

- глубина залегания жидкости (динамический уровень скважин);

- характеристика добываемой жидкости (газовый фактор, плотность, обводненность, вязкость);

- КПД способа извлечения (насоса, двигателя, передачи и т.п.).

Фактически на поверхность поднимается не чистая нефть, а нефтесо-

держащая жидкость, поэтому оценивать удельные затраты электроэнергии более правильно не на тонну добываемой нефти, а на тонну добываемой жидкости с последующим пересчетом через обводненность δ_н

Значение удельного электропотреблеиия на добычу одной тонны жидкости глубинно-насосным способом определяется в соответствии с Методикой расчета норм расхода электрической энергии на добычу нефти ВНИПИтермнефги

Другим весьма простым способом оценки величины удельного элек­тропотребления является применение метода интегральных коэффициен­тов. В соответствии с этим методом удельный расход электрической энер­гии оценивается не по всей совокупности технологических факторов, вхо­дящих в общую расчетную формулу, а лишь по одному - двум основным, так называемым нормообразующим, эти основные параметры имеют дос­таточно тесную корреляционную связь с электропотреблением, в том чис­ле и удельным:

Таким образом, делается оценка удельных затрат электроэнергии на глубинно-насосную добычу нефти, по данным имеющейся отчетной и кон­трольной информации, даются пределы их изменения и оценивается наи­более вероятное значение. Метод может быть применен при оценке элек­трических нагрузок и электропотребления на перспективу на действующих месторождениях, либо на новых месторождениях по информации, полу­ченной на объектах-аналогах.

Дальнейшие расчеты электропотребления и электрических нагрузок выполняются по методике, описанной выше - по объемам продукции и удельным показателям электропотребления считаются расходы электро­энергии по всем годам перспективного периода, а затем определяются рас­четные электрические нагрузки путем деления годового электропотребле­ния на число часов использования максимума нагрузки.

3.2. Газлифтная добыча нефги, сбор и транспорт попутного газа

Добыча нефти газлифтом основывается на искусственном повышении газового фактора добываемой продукции путем подачи в добывающие скважины попутного газа под высоким давлением. Газлифт достаточно энергоемок, основные электропотребители - компрессорные станции с вы­сокими (до 12.5 МВт) единичными мощностями электродвигателей ком­прессоров.

Компрессорные станции являются также основными потребителями процесса сбора и транспорта попутного газа на месторождении. Основные соотношения, получаемые для газлифта, могут быть применены и для станций сбора и транспорта попутного газа.

Удельное электропотребление на компримирование тысячи кубомет­ров газа определяется прямо пропорционально коэффициенту сжимаемо­сти газового потока, абсолютной температуре процесса сжатия и логариф­му отношения давления на выходе - входе компрессора, обратно пропор­ционально коэффициенту полезного действия компримирования.

Формула (3.4) может быть применена к любой компрессорной стан­ции с электроприводом компрессора, как для промысловой, так и транс­портной и газлифтной.

Процесс газлифтной добычи нефти является сложным - фактически попутный газ является промежуточным рабочим телом, хотя от его коли­чества, состава и качества зависит и добыча нефти и жидкости, и рацио­нальное электропотребление собственно на добычу нефти. Для оценки качества энергетического процесса извлечения продукции из скважин более информативным является удельное электропотребление на добычу жидко­сти газлифтом. Параметром, характеризующим энергетику добычи жидко­сти газлифтом, является величина R_r - отношение подводимого к скважи­нам газа к объему извлекаемой жидкости, м³/т. Удельное электропотребле­ние на добычу тонны жидкости газлифтом определяется относительно ста­бильным удельным электропотреблением на выработку газа ю_уд._г и, в принципе, изменяющимся в широких пределах в зависимости от многих факторов параметром R_r.

В процессе исследований электропотребления газлифтной добычи нефти установлено, что R_r определяется, в основном, глубиной залегания пластов, начальным дебитом скважин по жидкости и собственным газовым фактором добываемой нефти. В связи с этим, на добычу тонны жидкости для компрессорных станций с электроприводом можно определить рацио­нальный удельный расход электроэнергии для некоторых средних промы­словых условий.

Если имеется информация по компримированию газа по годам пер­спективы, то объемы электропотребления находятся по удельным затратам электроэнергии и объемам перекачки газа, а нагрузки рассчитываются пу­тем деления годового электропотребления на число часов использования максимума нагрузок (для компрессорных станций - 6500 - 8000 часов в год).