自然保護(hù)區(qū)內(nèi)油氣集輸工藝探討

張瑞華

（勝利油田勘察設(shè)計(jì)研究院山東東營(yíng) 257026）

自然保護(hù)區(qū)內(nèi)油氣集輸工藝探討

張瑞華

（勝利油田勘察設(shè)計(jì)研究院山東東營(yíng) 257026）

本文介紹了位于黃河三角洲國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)的油田油氣集輸系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在問題，探討了自然保護(hù)區(qū)內(nèi)集輸工藝的優(yōu)化方向。通過對(duì)油田集輸工藝的優(yōu)化、生產(chǎn)自動(dòng)化和信息化的提升，達(dá)到油田可持續(xù)發(fā)展和自然保護(hù)區(qū)環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)的目的。

自然保護(hù)區(qū)；油田；集輸工藝

黃河三角洲國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)位于東營(yíng)市黃河入海口，是以保護(hù)黃河口新生濕地生態(tài)系統(tǒng)和珍稀瀕危鳥類為主題的濕地類型自然保護(hù)區(qū)，總面積15.3萬(wàn)公頃，擁有世界上最年輕、最完整、最典型、最壯美的濕地生態(tài)系統(tǒng)，被評(píng)為“中國(guó)六大最美濕地”、“山東省十大魅力景點(diǎn)”國(guó)家AAAA級(jí)旅游景區(qū)。保護(hù)區(qū)內(nèi)油氣資源豐富，已探明的油氣儲(chǔ)量不僅為中國(guó)沿海之最，而且居世界五大河口三角洲之冠。勝利油田在黃河三角洲經(jīng)過四十多年的開發(fā)建設(shè)，已成為我國(guó)第二大石油基地，宏偉的圍海大堤和林立的油井構(gòu)成了富有現(xiàn)代科技水平的人文景觀和油區(qū)文化。

新灘油田墾東32塊是黃河口國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)較大的一個(gè)采油區(qū)塊，含油面積5.7km2，地質(zhì)儲(chǔ)量1224×104萬(wàn)噸。該區(qū)塊建設(shè)初期采用放射狀管網(wǎng)摻水集輸工藝：油井——摻水計(jì)量站——接轉(zhuǎn)站——集中處理站的三級(jí)布站模式，摻水計(jì)量站和接轉(zhuǎn)站建設(shè)在自然保護(hù)區(qū)內(nèi)，生產(chǎn)布局點(diǎn)多、線長(zhǎng)、面廣，安全隱患較多，既不適應(yīng)油田可持續(xù)發(fā)展，也不適應(yīng)國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的環(huán)境保護(hù)。

1 油氣集輸系統(tǒng)現(xiàn)狀

新灘油田墾東32塊屬于三高、一低型稠油油藏，50℃原油粘度為 3162mPa·s、20℃密度為 0.9644g/cm3、瀝青膠質(zhì)含量為41.66%、凝固點(diǎn)為－6℃。開采方式采用注蒸汽熱采、常規(guī)冷采與地面摻水相結(jié)合的生產(chǎn)方式。區(qū)塊建有6座摻水計(jì)量站、1座接轉(zhuǎn)站、1座注汽站。共有油井87口，平均產(chǎn)液量為2000t/d左右，綜合含水為79.9%，單井產(chǎn)液范圍1～50m3/d，產(chǎn)液小于10m3/d油井約占生產(chǎn)總井?dāng)?shù)的三分之一。區(qū)塊產(chǎn)出液含砂量高，伴生氣含量低，大部分油井基本不含氣。目前油井計(jì)量主要采用單分離器配質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量和雙分離器配液位計(jì)計(jì)量?jī)煞N方式，邊遠(yuǎn)井和低產(chǎn)液井采用摻水集輸，摻水水源來自接轉(zhuǎn)站分出的熱活性水，摻水流程：接轉(zhuǎn)站→摻水計(jì)量站→油井，區(qū)塊摻水量為1100m3/d，摻水溫度為75℃（溫升30℃），摻水量大、摻水能耗高。保護(hù)區(qū)內(nèi)站庫(kù)、油井及通井路分布現(xiàn)狀見圖1。

圖1 油井分布與通井路現(xiàn)狀圖

2 存在問題

2.1 管線敷設(shè)：

自2005年6月黃河調(diào)水調(diào)沙運(yùn)行以來，區(qū)塊內(nèi)水位升高，墾東32塊通井路、站庫(kù)及礦區(qū)瀝青路建設(shè)標(biāo)高較高，黃河調(diào)水調(diào)沙對(duì)其影響較小，其它區(qū)域常年積水。油氣集輸和摻水管線呈放射狀管網(wǎng)布局，均敷設(shè)在水域中，流體的散熱損失大，集輸能耗高。集油和摻水管網(wǎng)現(xiàn)狀示意圖見圖2。

圖2 集油和摻水管網(wǎng)現(xiàn)狀示意圖

2.2 集輸布站方式：

區(qū)塊采出液集輸采用油井→接轉(zhuǎn)站→集中處理站的三級(jí)布站模式生產(chǎn)環(huán)節(jié)多，安全隱患多。

2.3 管線腐蝕：

集油和摻水管線采用鋼制管線建設(shè)，集油和摻水管線長(zhǎng)期浸泡在水中。由于植被侵蝕及鹽堿腐蝕，防腐保溫層的破壞及采出水的結(jié)垢等內(nèi)外影響造成保護(hù)區(qū)內(nèi)管線腐蝕嚴(yán)重、穿孔頻繁。管線敷設(shè)在水域和植被中，由于植被茂密，水域面積大，集油和摻水管線泄露時(shí)不易被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。一旦管線穿孔將造成大面積的水體污染，嚴(yán)重影響了自然保護(hù)區(qū)的生態(tài)環(huán)境。

2.4 油井計(jì)量：

由于油井采出液伴生含量較少，部分油井甚至不含氣，采用單分離器配質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量，分離器排液困難，無法進(jìn)行單井計(jì)量；采用雙分離器配液位計(jì)計(jì)量雖然能夠?qū)崿F(xiàn)單井計(jì)量，但需要人工操作，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度較大。

2.5 接轉(zhuǎn)站工藝：

采用進(jìn)站加熱、一次沉降、油水緩沖、外輸升壓及外輸加熱工藝，一次沉降罐、油水緩沖罐均為常口容器，站內(nèi)為開式流程，油氣蒸發(fā)損耗大，影響保護(hù)區(qū)的大氣環(huán)境。

3 集輸工藝優(yōu)化方向

根據(jù)區(qū)域內(nèi)通井路的建設(shè)現(xiàn)狀，油井集油管線沿通井路敷設(shè)，采用串聯(lián)集輸方式，取消摻水計(jì)量站和摻水系統(tǒng)，布站方式由三級(jí)布站改為二級(jí)布站，同時(shí)提高油田地面設(shè)施的自動(dòng)化和信息化水平，對(duì)生產(chǎn)管理遠(yuǎn)程化、實(shí)時(shí)化，對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)施診斷，及時(shí)制定措施。對(duì)生產(chǎn)異常快速反應(yīng)，科學(xué)處置，降低損失和保護(hù)自然保護(hù)區(qū)的生態(tài)環(huán)境，可從以下幾個(gè)方面實(shí)施：

3.1 管線敷設(shè)：自然保護(hù)區(qū)常年積水，修建道路取土困難，利用自然保護(hù)區(qū)已建道路和站庫(kù)相對(duì)高程較高，且不易積水的有利條件，把油井出油管線和集油干線沿已建通井土路敷設(shè)，敷設(shè)深度在凍土層以下。集油干線兩側(cè)的油井分別與主干線連接，并在每條單井出油管線的末端增設(shè)1套單流閥。單井出油管線穿孔時(shí)，避免集油干線內(nèi)大量油水外泄，造成大面積污染。集油管網(wǎng)走向見圖3。

圖3 串聯(lián)集油管網(wǎng)走向示意圖

3.2 管線材質(zhì)選擇：提高自然保護(hù)區(qū)內(nèi)管線的材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，采用尼龍內(nèi)襯復(fù)合鋼管、高壓玻璃鋼管及鋼絲纏繞復(fù)合管等非金屬管線，提高自然保護(hù)區(qū)集油管線耐磨性能和防腐性能，改善集輸管線的運(yùn)行狀況，延長(zhǎng)管線的使用壽命；1

3.3 管線泄漏檢測(cè)及報(bào)警：應(yīng)用管道泄漏檢測(cè)技術(shù)及報(bào)警系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)管線泄漏，并實(shí)現(xiàn)油井的自動(dòng)停井和報(bào)警，減少環(huán)境污染和產(chǎn)量損失。

3.4 井場(chǎng)數(shù)字化：提高井場(chǎng)信息化建設(shè)水平，在井場(chǎng)設(shè)置RTU、油井示功圖參數(shù)采集設(shè)備、抽油機(jī)運(yùn)行監(jiān)測(cè)與控制設(shè)備、井場(chǎng)視頻監(jiān)視設(shè)備、井場(chǎng)通信設(shè)備等，對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)自動(dòng)采集和集中監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)井場(chǎng)的數(shù)字化生產(chǎn)管理。

3.5 泵站工藝優(yōu)化：優(yōu)化接轉(zhuǎn)站內(nèi)工藝，取消進(jìn)站分水系統(tǒng)，采用進(jìn)站加熱、壓力緩沖罐緩沖、外輸泵提升工藝，把接轉(zhuǎn)站改造為小型密閉增壓泵站，并對(duì)站內(nèi)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)、外輸壓力及溫度等數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、自動(dòng)控制和集中監(jiān)控，并與上位管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，上傳本站重要生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)，接收上位系統(tǒng)的調(diào)度指令。

3.6 建立廠級(jí)指揮中心和區(qū)域監(jiān)控中心數(shù)字化生產(chǎn)指揮應(yīng)用系統(tǒng)，涵蓋油田生產(chǎn)全過程。應(yīng)用廠級(jí)生產(chǎn)指揮中心功能、報(bào)警監(jiān)控及處理功能，實(shí)現(xiàn)示功圖監(jiān)控、電工圖監(jiān)控、管線防泄漏等報(bào)警信息的集成，建立各類報(bào)警事件處理的信息化流程，實(shí)現(xiàn)報(bào)警信息的分級(jí)處理、多級(jí)監(jiān)視。區(qū)域監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)上取廠級(jí)指揮中心，下聯(lián)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，提升有油區(qū)安全生產(chǎn)、清潔生產(chǎn)能力。

4 結(jié)束語(yǔ)

采用串聯(lián)集輸工藝，管線沿通井路敷設(shè)，不僅可減少集輸管線的長(zhǎng)度，比枝狀管網(wǎng)敷設(shè)可減少50%，而且可改善邊遠(yuǎn)井、低產(chǎn)液井的熱力條件，可取消摻水系統(tǒng)和摻水計(jì)量站，節(jié)約摻水加熱能耗和土地資源。采用密閉流程優(yōu)化泵站工藝，既可減少油氣蒸發(fā)損耗，又可控制大氣污染。提高油井、泵站及管線等生產(chǎn)設(shè)施的自動(dòng)化、信息化水平，對(duì)油田生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)施診斷；對(duì)生產(chǎn)異常快速反應(yīng)，科學(xué)處置，使油田生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)，對(duì)油田長(zhǎng)期穩(wěn)定生產(chǎn)和自然保護(hù)區(qū)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1]田家怡論我國(guó)自然保護(hù)立法的必要性 濱州師專學(xué)報(bào)1999（9）。

[2]龐誠(chéng)張乃祿油田數(shù)字化井場(chǎng)建設(shè)與施工 油氣田地面工程

張瑞華（1964.09.—）女，山東東營(yíng)人，副高。本科，研究方向：油氣儲(chǔ)運(yùn)。