榆樹林油田二氧化碳試驗區地面集輸工藝的適應性

王樂 大慶榆樹林油田開發有限責任公司

榆樹林油田二氧化碳試驗區地面集輸工藝的適應性

王樂 大慶榆樹林油田開發有限責任公司

自2008年起榆樹林油田開展了CO2驅油現場試驗，收到了較好的注氣效果，2010年開始逐年擴大試驗規模，規劃到2020年擴大到15個試驗區塊，氣驅受效油井674口。CO2驅油開發具有區塊分散、試驗區塊變數大、規模較小、后續滾動開發強等特點。同時，試驗區塊具有油井零星分散、個別受效油井在已建水驅系統等特點。因此，地面系統要針對各區塊地質開發特點和地面條件，因地制宜地摸索適用的集輸工藝流程。

榆樹林油田；CO2腐蝕；防凍堵；集輸工藝

榆樹林油田為典型的“三低”油田，針對油田扶楊三類儲層注水難、能量補充難，水驅不能有效開發等難題，從2008年開始，相續在樹101、東14以及其他零散區塊開展了二氧化碳（CO2）驅油試驗。隨著試驗的深入開展，采出井見氣量加大，CO2防腐、凍堵問題對地面集輸系統提出了新的挑戰。

1 集輸系統面臨的形勢

1.1CO2驅地質開發特點

自2008年起榆樹林油田開展了CO2驅油現場試驗，收到了較好的注氣效果，2010年開始逐年擴大試驗規模，規劃到2020年擴大到15個試驗區塊，氣驅受效油井674口。CO2驅油開發具有區塊分散、試驗區塊變數大、規模較小、后續滾動開發強等特點。同時，試驗區塊具有油井零星分散、個別受效油井在已建水驅系統等特點。因此，地面系統要針對各區塊地質開發特點和地面條件，因地制宜地摸索適用的集輸工藝流程。

1.2 CO2腐蝕問題

CO2腐蝕是阻礙CO2試驗區塊依托原系統建設的瓶頸因素。目前榆樹林油田已建的15個轉油站站內加熱設備（摻水爐、四合一裝置等）材質均為Q235，抗CO2腐蝕能力較差；站外已建集輸金屬管道及控制閥門均為20#碳鋼材質，對CO2防腐適應能力亦較差。因此，CO2試驗區塊依托已建水驅集輸系統建設，氣驅受效油井見氣采后，腐蝕將遍及原集輸工藝管道與設備，會引起管道穿孔、閥門失效，泵泄漏、壓力設備腐蝕等問題，從而降低管道、設備的使用壽命，給油田生產帶來諸多安全隱患。

1.3 CO2凍堵問題

CO2采出流體由于CO2水合物分解或CO2相態變化吸熱，易引發地面集輸管道凍堵事故，致使油井停產，阻礙CO2驅油試驗的進行。例如：大慶油田方48CO2試驗區地面集油系統采用環狀摻水流程，生產中油井見氣明顯，多數集油環發生多起凍堵事故而阻礙試驗的進行。因此，地面建設要選擇適宜的集輸工藝以實現安全平穩生產。

2 地面集輸工藝的適應性

針對各試驗區塊地質開發特點及地面系統條件，優選適用的地面建設模式。

2.1 “以簡待繁”的集輸工藝

2008年，榆樹林油田首次在樹101區塊開展了CO2驅油試驗，區塊包括7口注氣井、16口受效油井。地面配套系統面臨試驗開發變數大、經驗欠缺的建設風險。為此，集輸工藝采取“以簡待繁”的建設思路。

樹101區塊油井應用單井架罐拉油的工藝流程，即在單井集輸末端由井口余壓將采出液舉升至井場高架油罐后定期拉油集中卸液處理。工藝設計參數：①油罐容積20m3，根據地質預測平均單井日產液量和拉油周期確定；②罐體高度3.88m，根據井口余壓和拉油車高度確定；③罐內電加熱功率40kW，根據油罐儲液量、氣液比及CO2水合物吸熱經驗值確定。

該工藝優點：工藝簡單，規避了管輸凍堵設計難題；能為CO2驅現場試驗提供可靠的生產數據；為區塊建設管輸工藝緩沖了探索研究時間，且地面設備可再次利用。缺點：見氣后CO2只能在井口外排，存在環保壓力。

自2008年該區塊投入運行至今，集輸系統區塊未發生凍堵事故，單井架罐拉油工藝保證了CO2驅油試驗順利進行。

2.2 水、氣驅“外分內合”的集輸工藝

2011年，東14區塊建設處于CO2驅試驗推進階段，包括水驅、氣驅兩部分，總油井60口，其中氣驅受效油井31口，地面滿足建設完整集輸系統條件。為此，集輸工藝采取水、氣驅“外分內合”的建設思路。

（1）站外分建集輸工藝。區塊內水驅、氣驅油井分開建設。水驅區塊采用常規環狀摻水流程，氣驅區塊采用小環摻水流程、雙管摻水流程和環狀并聯摻水流程。小環摻水是將平臺井或集油半徑小于200m的2～3口油井串聯生產。離計量間近的井采用雙管摻水流程，實現單井獨立穩壓調參的目的；離計量間遠的油井，為實現單井獨立控制、節省管道投資的目的，采用環狀并聯摻水流程，即一條總管摻水，距井口一定距離處設節點分水，避開易凍堵發生段（經驗值5～20m），單井回油在節點處合并成一條總回油管流程，可形成類似雙管摻水流程的單井壓力系統，實現單井穩壓調參，避免井間干擾停產，在一定程度上保證了系統平穩運行。

（2）站內合建處理工藝。站內合建處理工藝，即氣驅區塊站外計量間回油管道來液首先經過油氣分離器進行氣液分離，分離出的氣體由放空裝置排放掉，液體在進入四合一裝置前與中和裝置投加的藥劑（堿）中和反應后，與水區閥組間回油管道來液混合，進入四合一裝置處理，最后經外輸泵外輸至脫水站進一步處理。

2.3 “守株待兔”的集輸工藝

零散區塊CO2驅受效油井零星分散，多在已建水驅集輸系統內，且區塊后續開發情況不明朗，變數大。因此，地面建設采取保持原有集輸工藝，擇機改造已建系統的建設思路。目前，重點觀察油井見氣情況，探索改造已建水驅集輸系統的工藝技術。

3 集輸系統CO2防腐的適應性

由于樹101區塊為未注水開發區塊，地質預測采出液含水率（≤0.05%）可忽略，因此，Q235油罐及普通材質碳鋼可適應該地區的集輸需求。

由于開發前期東14注氣區塊為水驅，采出油井的含水率較高，因此，在優選建設選材以提高系統CO2防腐適應性時，以重點部位應用防腐材質為主，同時配以腐蝕在線監測系統，在井口、計量間、氣液分離操作間、四合一裝置等主要站場投加緩蝕劑加藥裝置和設置防腐絕緣接頭。

為實現電解堵采用4.5mm碳鋼管道，部分集油管道采用芳胺類玻璃鋼管材及雙金屬復合（20+ 316L）管道；計量間、氣驅進站閥組間管線及閥門采用不銹鋼（316L）材質；油氣分離器采用通體不銹鋼（316L）材質；外輸泵采用涂膜耐酸材質。四合一壓力容器液體進口、出口、氣體出口各設CO2腐蝕在線監測系統1套，懸掛耐蝕材質（Q235、304、316L、雙相不銹鋼）、涂層材質（耐高溫涂料、減阻耐磨涂料、普通環氧涂料、無溶劑環氧涂料）掛片，為選擇經濟材質提供現場試驗依據。

東12、樹16等零散區塊原集輸系統均采用普通碳鋼材質，耐腐蝕性較弱。考慮隨試驗的推進擇機增加緩蝕劑投加裝置及氣液分離防腐等措施。

4 結語

提高集輸系統耐CO2腐蝕性應考慮在重點部位選擇防腐材質為主；架罐拉油集輸工藝可實現樹101試驗區塊連續平穩生產，為區塊建設管輸工藝緩沖了探索研究時間；雙管摻水流程與環狀并聯單管摻水流程，可形成單井壓力系統，以實現單井穩壓調參，避免井間干擾停產，在一定程度上保證了生產平穩運行。

（欄目主持 張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.4.025