中石化华北油气分公司采气一厂 河南郑州 450006
摘要：随着二次增压压缩机组的大规模投运，大牛地气田电力能耗大幅度递增。通过对压缩机组能耗影响参数进行定性分析，确定了影响压缩机组能耗的主要因素，在此基础上对22座站开展了压缩机组运行工况优化调整、越压缩机流程改造技术研究，实现了压缩机组运行功率降低973kW，月节约电费达40万元。
关键词：压缩机组；运行功率；工况调整；流程改造
1 概况
大牛地气田位于陕西榆林市和内蒙古鄂尔多斯市交界地区，区域构造位置属于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡北部东段，勘探区块面积为2003.07km2。大牛地气田于2005年开始规模化建产，以直井单层开发为主，2012年大牛地气田开始以水平井为主进行规模化开发。2013年12月，大牛地气田开始实施一次增压，采用的是气田集中增压方式。随着大牛地气田滚动开发建设的持续推进，气田地层压力逐步降低，一次增压已经无法满足气田稳产的需求，2018-2019年共计对50座集气站实施了二次增压工程。
二次增压站场采用高低压混输增压流程，天然气经生产分离器进行气液分离后，从节流阀前通过新建天然气总管输送至压缩机，天然气经过压缩机增压后返回节流阀下游后，进入旋流分离器进一步分离天然中的水分，最后进入外输。
随着二次增压压缩机组的大规模投运，大牛地气田电力能耗大幅度递增，为了进一步做好节能降耗工作、降低气田生产成本，急需对压缩机组能耗进行监测，开展压缩机组运行优化技术研究，确保压缩机组运行制度达到最优。
2 压缩机组运行优化技术研究
2.1 压缩机运行工况优化调整
压缩机运行功率与压缩机进口压力、转速、处理气量有关。运行工况调整顺序：优先两级压缩，气井生产情况无法满足的情况下调整为三级压缩：
在增压级数相同的情况下，进口压力越高，压缩机排气量越大、单位气体压缩做功越少，压缩机运行效率更优，同时气井压力递减越小。
在压缩机级数增大的情况下（如二级调整为三级压缩），压缩机进口压力越低，单位气体压缩机做功越多，压缩机排气量越小，单位气体压缩机运行功率将递增，同时气井压力递减越快。
压缩机运行功率与压缩机压缩级数、进口温度、进口压力、转速、排气压力等因素有关。
压缩级数：优先两级压缩，气井生产情况无法满足的情况下调整为三级压缩：
温度影响：温度上升，压缩机处理量降低，压缩机功率下降，压缩机单耗上升。
转速影响：转速上升，压缩机处理量上升，压缩机功率上升，压缩机单耗上升。
进气压力影响：进气压力上升，压缩机处理量上升，压缩机功率先上升后缓慢下降，压缩机单耗下降。
排气压力：排气压力上升，压缩机处理量下降，压缩机功率先上升，压缩机单耗上升。
**号站，于2018年12月实施二次增压，增压前日输气19.2万方/天，增压后增产1.3万方/天。压降速率0.04MPa/d，产量稳中有升，生产时率上升0.92%。
压缩机刚投运时采取一、二、三级缸全作用，三级压缩；由于三级压缩能耗较大，进气压力过低，气井压降速度太快，不利于气井生产，2019年3月进行工况调整，采取二、三级缸双作用、两级压缩。
调整后压缩机进气压力由0.43MPa提高至0.80Mpa、气井进站压力由1.35MPa恢复至1.55MPa，全站产量维持在20万方左右，生产稳定。
调整后有功功率从580kw/h下降至目前的380kw/h,每天节省用电4800kw，每月至少节省电费7.2万元。
压缩机工况调整后，产量保持稳定的情况下，进站压力上升，有功功率大幅度下降。
表2-1 **号站工况调整前后效果对比
2.2 越压缩机流程改造
二次增压站投运后，受新井投产、电压、转速等因素影响，部分站场压缩机排气量无法满足站场输气量要求，同时高压井进压缩机会造成耗电量增加。
改造方式：计量分离器出口增加旁通至压缩机出口管线，确保气井可越压缩机流程生产。
越压缩机生产气井类型：新井（井下节流）、压力较高井（短暂恢复后进站压力>3.5MPa）。
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图2-1 **号站越压缩机流程改造示意图
**号站于2019年4月进行流程改造，改造后2口新井越压缩机流程生产，老井通过轮换进压缩机生产。
改造后气井进站压力由1.80MPa恢复至3.27MPa，老井产量维持在6万方左右，生产稳定。
改造后有功功率从151kW下降至目前的116kW,每天节省用电840kW，每月节省电费1.26万元。
表2-2 **号站流程改造前后效果对比
低压流程改造后，进站压力明显上升，有功功率大幅度下降；同时部分老井可以轮换进压缩机生产，在减少降压带液的同时提高气井举升压差、提高生产时率。
根据实际生产需要，共对22座站进行压缩机工况调整和高低压流程改造，改造后增产量14.8×104m³/d,运行功率降低973kW，月节约电费约40.128万元。
表2-3 工况调整和流程改造情况汇总表
4 结论及建议
（1）通过压缩机组工况优化调整，在处理量保持不变的情况下，可以有效降低压缩机组运行功率。
（2）通过越压缩机组流程改造，可以有效降低压缩机组处理量，进而降低压缩机组运行功率。同时高压气井通过越压缩机生产，可以有效释放高压气井产能。
（3）建议：下一步重点开展压缩机组能耗监测，根据能耗监测数据进一步优化运行参数。
参考文献
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