陳家莊油田地面系統優化研究

摘 要：陳家莊油田經過40年的滾動開發建設，由于缺乏長期的地面建設規劃，造成地面系統反復改造和擴建，系統格局不合理、站庫負荷不均衡、設施之間安全距離不夠等問題。文章通過分析地面系統的現狀及存在的問題，提出了地面系統整體優化方案。

關鍵詞：油田；滾動開發；地面系統；整體優化

中圖分類號：TE357.6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）12-0013-02

陳家莊油田經過40年的滾動開發建設，先后探明和動用了陳25、陳40、陳15-37、陳373、陳371、陳319等區塊，動用區塊均為稠油，50 ℃地面脫氣原油粘度為5 300～56 150 mPa·s，密度為0.9643～1.0091 g/cm3。北部區塊為普通稠油，采用注水開發。南部區塊為超稠油，采用注蒸汽熱力開發。自1973年發現至今地面系統陸續建設了陳家莊聯合站、陳家莊注水站、陳北接轉站、陳北注汽站、陳南聯合站、改造了16#站。

1 地面系統建設現狀

1.1 陳家莊聯合站

陳家莊聯合站于1992年建成投產，設計油水處理規模為3 000 m3/d，原油處理規模30×104 t/a，污水經簡單除油處理后回灌地層。隨著油田滾動開發和水驅采油工藝的全面實施，產液量和產油量不斷上升，為了適應陳家莊油田的產液量和產油量不斷增長的處理需求，陳家莊聯合站先后經歷了7次改造和擴建，目前該站的油水處理規模達到了12 000 m3/d。2010年為了適應日益增長污水處理和注水水質要求，在該站又擴建了污水處理系統，設計污水處理規模為13 000 m3/d，處理水質為C3級。

1.2 陳家莊注水站

陳家莊注水站與陳家莊聯合站同期毗鄰建設，位于陳家莊聯合站的西側，接收陳家莊聯合站處理的污水，擔負陳家莊油田注水及回灌任務。該站經歷了3次擴建，最近一次擴建注水規模為16 000 m3/d。

1.3 陳北接轉站及注汽站

2004年在陳373塊開辟了注蒸汽熱采試驗區，并取得了突破。2007年在陳家莊油田中部新建陳北接轉站和陳北注汽站，兩站毗鄰，該站承擔陳373塊油井采出液進站加熱、分水、緩沖、轉液及區塊摻水等任務，采出液輸送到陳家莊聯合站處理。注汽站承擔周邊區塊的注汽任務。

1.4 16#站

2008年動用了陳371塊，改造了16#站，由摻水計量站臨時改造為接轉站，站內具有摻水計量、油井計量、進站加熱、油氣分離和轉液功能。采出液輸送到陳家莊聯合站處理。

1.5 陳南聯合站

2008～2009年動用了陳311塊、陳319等特稠油區塊，于2009年新建陳南聯合站，該站具有采出液管輸進站分水、加熱、沉降、外輸、摻稀油、摻水等功能，設計油水處理規模10 000 m3/d，原油處理規模60×104 t/a。

2 地面系統存在的問題

2.1 前期缺乏長遠規劃

由于缺乏長期的地面系統整體規劃，導致站庫反復改造和擴建，站內流程不順、布局不合理。如早期建設的陳家莊聯合站，經歷了7次改造和擴建，注水和污水處理系統分布在原油處理系統左右兩側，處理后的污水需要穿過原油處理系統進入注水站。

2.2 地面系統格局不合理

聯合站位于陳家莊油田的南北兩端，接轉站位于油田的中間部位，陳北接轉站和16#站油水由南向北輸至陳家莊聯合站處理，處理后的原油又北向南輸送，與大的原油外輸系統流向相悖；另外，陳家莊油田注水和回灌區位于北部，陳南聯合站分出的污水需要由南向北穿越油區輸送到陳家莊注水站。

2.3 區塊滾動開發造成聯合站處理負荷不均衡

根據目前運行現狀，陳家莊聯合站生產負荷達到了設計規模的116%，而陳南聯合站負荷率僅為80%。根據陳家莊油田未來五年開發指標，按照目前的系統格局，預測陳家莊聯合站的生產負荷將達到設計規模的168%，而陳南聯合站下降為77%，區塊滾動開發造成聯合站處理負荷不均衡。

2.4 16#站部分設施之間的距離不滿足防火規范要求

為了區塊滾動開發快速上產的需要，16#站是由摻水計量站改造為接轉站，在該站增加了油氣分離器、泵房等轉液設施，由于圍墻外安全距離受限，站內新增設施插空建設，造成部分生產設施安全距離不符合防火規范要求。

3 地面系統優化研究

3.1 系統格局優化思路

①為了平衡聯合站的處理負荷，把陳北接轉站外輸液由輸往陳家莊聯合站改為輸至陳南聯合站處理，既可以解決陳家莊聯合站需要擴建而無位置擴建的狀況，又能夠提高陳南聯合站的生產效率。

②為了安全生產，恢復16#站的摻水計量功能，并在16#站所轄區塊的中心新建摻水接轉站，對16#站所轄區塊的產液及周邊新區產液進入新建摻水接轉站，油水輸至陳家莊聯合站。

③在陳南聯合站站外東側新建污水處理系統，處理后的污水調到陳家莊注水站回注和回灌，并在適當的時機進行污水資源化回用注汽鍋爐，可節約清水量約2 000 m3/d。

3.2 油水平衡及能力分析

為驗證地面系統格局優化后的可行性和經濟性，對改變系統格局后聯合站的油水平衡及能力進行分析。調整系統格局后油水平衡及能力分析見表1：

根據《油田地面工程建設規劃設計規范》SY 0049-2006，在工程適應期內，集中處理站（聯合站）的規模可適應油田產量的80%～120%的變化范圍，因此該站可滿足生產運行。

通過聯合站能力分析，系統格局優化后，陳家莊聯合站不需要改造和擴建，而陳南聯合站的分水能力和原油沉降脫水能力不足，可以通過擴建分水器、調整站內工藝流程及設施功能等改造投資最小化的措施來適應新增產能的處理要求。系統格局優化后，可降低工程投資約4 000萬元，因此系統格局優化方向是經濟可行的。

3.3 聯合站的工藝優化

陳南聯合站稠油脫水采用摻稀原油降粘脫水處理，稀原油在閥組摻入，由于稀原油物性逐漸變差，20 ℃稀原油的密度由初期的0.9256 g/cm3上升為0.935 g/cm3，50 ℃的粘度由152 mPa·s上升為190 mPa·s，因此稠油的摻稀油比由設計時的1：1.5上升為目前的1：2.2。該站生產流程為：

進站閥組→一級分水器→一級加熱爐→二級分水器→二級加熱爐→油氣分離器→一次沉降罐→二次沉降罐→三次沉降罐→凈化油罐→外輸泵→外輸

目前原油沉降系統總沉降時間為61.5 h（設計沉降時間為60 h），沉降溫度為90 ℃，能夠滿足外輸含水≤1.5%指標要求。按照陳家莊油田未來五年開發預測，原油動態沉降時間由目前運行的61.5 h縮短為53 h。根據該站的運行經驗，縮短動態沉降時間，外輸含水超標。因此需要調整站內設備和優化站內工藝以滿足新增產能的處理要求。

①調整站內設備功能：把2 000 m3污水事故罐調整為二級沉降罐使用，1 000 m3污水罐調整為凈化油罐使用，延長稠油的沉降時間和儲存時間，提高沉降效果。

②優化站內工藝：由目前的三級動態沉降調整為一次動態沉降+二次靜態沉降。根據現場運行經驗，靜態沉降時間比動態沉降時間縮短約10%～15%，工藝流程優化后，兩級沉降總時間為53 h，其效果相當動態沉降62.5～72 h。

優化后的工藝流程為：

進站閥組→一級分水器→一級加熱爐→→油氣分離緩沖罐→一次沉降罐（2座，動態）→二次沉降罐（1座出，1座進，1座靜態）→凈化油罐→外輸泵

站內工藝優化后，陳南聯合站的站效約提高5%。

4 結 語

通過對系統格局和聯合站工藝的整體優化，不僅平衡了系統負荷，消除了安全隱患，并且最大限度地減少了改擴建工程量，有效降低了改造投資，提高了生產效率。因此，對于滾動開發的油田，加強地面系統的整體優化和長期規劃是非常必要的。

參考文獻：

[1] 劉秀才，王桂青，李平.西部外圍油田地面系統優化[J].油氣田地面工程，2005，（11）.