Зуев Алексей Сергеевич Начальник Управления энергоэффективности и энергосбережения ПАО «НК «Роснефть»

Коновалов Владимир Викторович Начальник Управления подготовки газа ПАО «Оренбургнефть»

В ТНК-ВР на процессы механизированной добычи нефти расходуется около 60% всей потребляемой электроэнергии, а на объекты наземной инфраструктуры — порядка 40% (от 35 до 45% по отдельным добывающим предприятиям). В том числе 26% тратится на систему поддержания пластового давления (ППД), 7% — на систему промысловой подготовки нефти (ППН), объекты сбора и транспорта ПНГ, остальная часть расходуется на поддержание работы системы водозабора и прочих объектов (рис. 1).

РЕИНЖИНИРИНГ НАЗЕМНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ

Наибольший потенциал для сокращения энергозатрат сосредоточен в пределах наземной инфраструктуры месторождений, находящихся на поздних стадиях разработки (рис. 2, 3).

Это связано с тем, что инфраструктура этих месторождений проектировалась и строилась под пик нефтедобычи, соответственно после его прохождения проектная мощность площадных объектов становится избыточной по отношению к объемам нефти и жидкости, которые через них проходят. При этом снижение загрузки оборудования ведет к снижению энергоэффективности его работы. Из этого следует необходимость реинжиниринга наземной инфраструктуры — перепроектирование системы, сокращение количества объектов, организация предварительного сброса воды и т.д. Следует также отметить, что в рамках реинжиниринга задача по сокращению операционных затрат решается в комплексе, так как снижаются расходы на текущее обслуживание завышенных мощностей и их капитальный ремонт.

ПОВЫШЕНИЕ КПД НАСОСОВ СИСТЕМ ППД И ППН

В число основных задач повышения энергоэффективности наземной инфраструктуры входит повышение паспортного и фактического КПД насосов систем ППД и ППН. Рост паспортного КПД достигается в ходе модернизации оборудования, которую по заказу добывающих предприятий осуществляют сервисные компании или заводы-производители.

В компании реализуется пилотный проект модернизации имеющегося насосного оборудования. При этом производится точный расчет требуемых технических характеристик с учетом прогноза изменения технологических параметров. Модернизация насосного оборудования производится с конструктивными изменениями для достижения наилучших показателей энергоэффективности и наработки.

Для повышения фактического КПД используются разные механизмы, один из них — поддержание режима работы оборудования в точке максимального КПД. В условиях колебания уровней перекачиваемой жидкости это достигается посредством внедрения частотнорегулируемых приводов (ЧРП). По состоянию на конец 2011 года в компании внедрены технологии частотного регулирования работы привода, включая и высоковольтные приводы. Получены результаты, потенциал энергоэффективности определен на уровне 20%.

Следует отметить, что КПД насосов системы ППД довольно быстро падает по мере их эксплуатации. Это обусловлено влиянием мехпримесей и коррозионной среды на поверхность рабочих колес и проточной части насоса. Под воздействием названных факторов увеличиваются зазоры и формируются утечки в системе рециркуляции насоса, что и обуславливает снижение эффективности работы оборудования. Предотвратить или как минимум замедлить снижение КПД ЦНС можно, нанося специальные защитные покрытия на проточную часть насоса и рабочие колеса, обеспечивающие стойкость к абразивному износу и коррозии. В настоящеевремя такая работа проводится региональными сервисными центрами в сотрудничестве с заводами-изготовителями. Задача нефтяной компании в данном случае сводится к выстраиванию четкой системы мотивации сервисных центов в области поиска и внедрения новых композиционных материалов для покрытий.

Что касается системы ППН, то для повышения энергоэффективности ее функционирования планируется внедрение ряда новых технических решений. В частности, уже проведены стендовые испытания воздействия сверхвысоких частот (СВЧ) и ультразвука на эмульсию, в ходе которых удалось добиться снижения вязкости и запустить процесс коагуляции капель. Эти технологии помогут, в частности, повысить эффективность раздела фаз и улучшить качество подготовки нефти. Более эффективный раздел фаз в непосредственной близости от места добычи позволит сократить затраты электроэнергии на перекачку воды, Кроме того, эффект от применения СВЧ и ультразвука можно будет использовать для улучшения работы ДНС. В настоящее время идет подготовка к ОПИ этих технологий.

ОСОБЕННОСТИ ОБЪЕКТОВ БКНС И ОПЕРАТИВНЫЙ КОНТРОЛЬ ЭНЕРГОЗАТРАТ

Для блочных кустовых насосных станций (БКНС) в ТНК-ВР характерны существенные региональные различия. Так, в пределах северных месторождений, которые компактно сгруппированы на относительно небольших площадях, установлены БКНС значительной мощности, каждая из которых обслуживает до 300 скважин. В условиях месторождений Оренбуржья фонд скважин системы ППД по объектам разработки разрозненный, занимает значительные площади, на одну БКНС приходится небольшое число скважин.

В настоящее время на объектах БКНС реализована система оперативного контроля энергозатрат, позволяющая, не дожидаясь очередного энергоаудита, выявлять перерасход энергоресурсов и, исходя из полученных результатов производить замену насосного оборудования. Следует также отметить, что в ТНК-ВР действует централизованная система ППД: каждая насосная станция подает в систему воду под давлением, соответствующим установленному оборудованию. Вместе с тем такое высокое давление требуется примерно десятой части скважин, охваченных той или иной системой заводнения, на остальных скважинах давление снижается посредством штуцирования.

Снизить энергопотребление в данном случае можно путем реконфигурации («расшивки») системы по уровням давления. Рассматривается и другой вариант — снижение общего давления в системе и последующая установка дожимных насосов на отдельных скважинах, требующих высокого давления закачки. Сейчас эти варианты прорабатываются, и в скором времени мы рассчитываем принять решение по внесению соответствующих изменений в функционирование системы ППД.

ВНЕДРЕНИЕ ПЛУНЖЕРНЫХ НАСОСОВ

При изменении типоразмеров насосов ЦНС закономерно снижается и КПД агрегатов. В качестве альтернативного технического решения предлагается внедрение насосов объемного действия, а именно лунжерных насосов, у которых средний КПД составляет до 90% и практически не зависит от номинальной производительности. Дополнительным преимуществом насосов данного типа следует считать возможность их работы в агрессивной среде.

В течение текущего года проводятся ОПИ плунжерных насосов. В начале 2012 года мы планируем получить результаты, провести их анализ и на этой основе принять решение по срокам и масштабам их дальнейшего внедрения.

Согласно предварительным оценкам, окупаемость насосов данного типа не превышает полутора лет. К их преимуществам также можно отнести простоту обслуживания, возможность проведения капитального ремонта непосредственно на месте без привлечения специализированных предприятий.