淺海油田油氣密閉外輸系統風險分析及防控研究

李 濤 劉 彬傅亞南 李海峰 周 林

（1.海洋采油廠 海四生產管理區，山東 東營 257237；2.孤東采油廠 集輸大隊，山東 東營 257237；3.海洋采油廠 海二生產管理區，山東 東營257237）

0 前言

埕島油田年產量300余萬噸，是勝利油田奪油上產的主力軍，然而中心平臺安全、平穩外輸對油田產量和效益至關重要。中心三號平臺是埕島油田第三座集油氣水處理、注水、供配電、自控、通信和生活等功能于一體的綜合平臺，也是第一座密閉外輸平臺，主要負責接收和處理西北區、北區及中區部分井組的產出液，承擔著埕島油田100余萬噸的外輸任務，對油田整體開發意義重大。油氣密閉外輸具有環保、節約資源、安全穩定等優點，但存在緊急情況應急時間短的致命弊端，為保障平臺穩定運行，探索新的管理模式至關重要。

油氣密閉外輸形式：各衛星平臺來液通過CB26、CB1F、CB4E和CB22F四條海底管道輸送到中心三號平臺進入原油處理系統，在三相分離器內進行分離，分離出的含水原油通過外輸換熱器加熱升溫后進入分離緩沖罐，經過原油外輸泵增壓外輸至海三聯；分離出的天然氣經過天然氣處理撬塊處理后，一部分外輸至中心二號平臺，另一部分供熱媒爐加熱使用。

1 中心三號平臺油氣密閉外輸系統管理難點

作為埕島油田首座密閉外輸平臺，沒有可以借鑒的管理經驗，對系統的穩定性和平臺的管理水平都是一個“考驗”。下面將結合平臺目前的生產實際論述密閉外輸系統的管理難點。

1.1 三相分離器有效緩沖容積僅有16.7m3，若發生緊急情況，很容易發生液位高高連鎖關斷緊急切斷閥，造成海管憋壓。

1.2 分離緩沖罐液面上部會有一定厚度的泡沫，緩沖容積不足80m3，

若發生緊急情況，很容易發生一系列連鎖關斷，造成海管憋壓事故。

1.3 海上惡劣天氣易造成電力系統閃停，閃停會造成外輸泵停機，嚴重影響系統穩態。

1.4 工藝自動化系統監控項點多、連鎖反應多，一旦出現數據采集錯誤，

發生誤報警，會導致緊急切斷閥連鎖關斷，造成海管憋壓等事故發生。

1.5 作為首座密閉外輸平臺，系統存在很多不可預見的風險，這些都需要平臺人員摸索著處理，無形中增加了平臺風險系數。

2 中心三號平臺油氣密閉外輸系統技術完善

針對上述密閉外輸系統的管理難點，平臺結合生產實際進行相應的技術改造，以確保密閉外輸系統穩定運行。

2.1 將三相分離器油出口和水出口管線聯通，利用連通器原理使三相分離器腔內液位近似一致，使來液保持在相對較低的液位運行。

2.2 工藝自動化系統增加外輸泵和分離緩沖罐的液位連鎖控制功能，自動化系統根據分離緩沖罐的液位自動調節外輸泵的輸出頻率，

實現排量控制。

2.3 工藝自動化系統增加外輸泵遠程調頻模塊，監控人員可根據系統的壓力、液位變化情況，第一時間調節外輸泵的頻率，穩定系統的壓力、液位。

2.4 針對平臺外輸系統存在的不確定性，平臺從應急柴油發電機機組配電盤連接一條動力電纜至現場外輸泵接線箱，將CB26平臺上的應急柴油機組作為中心三號外輸系統的備用動力，實現在全站失電的情況下，45秒可自動啟動為平臺提供應急電源。

2.5 在工藝自動化系統增加井組平臺“一鍵關井”功能，降低海上污染風險。

3 中心三號平臺油氣密閉外輸智能管理系統

3.1 軟件設計思路

該系統采用模塊化設計思路，主要由計算模塊、數據管理模塊、應急管理模塊和移動終端模塊四大模塊組成。計算模塊主要完成邏輯判斷過程中牽涉的各種計算，其由4個子模塊組成，每個子模塊對應不同的計算模塊，各自采用不同的計算模型。數據管理模塊主要完成采集數據管理和數據庫錄入，包括4個子模塊：參數數據庫、邏輯判斷數據庫、事故處理數據庫和原因判斷數據庫。應急管理模塊主要完成對計算結果與數據庫的邏輯判斷以及輸出，指導現場操作，采集數據和計算結果與參數數據庫進行對比，對比結果通過邏輯判斷數據庫判斷輸出事故原因，通過事故處理數據庫輸出事故處理措施、風險評估、可能后果和應急程序。移動終端模塊將輸出結果傳輸給平臺人員，迅速趕至事故地點處理。該軟件實現了應急管理的數字化、信息化、智能化。

3.2 軟件程序流程

3.2.1 讀取自動化數據

3.2.2 計算邏輯判斷所需數據

（1）計算生產參數波動值：波動值＝（生產數據-預設值）/預設值*100%；

（2）計算緩沖容積：緩沖容積＝連鎖關斷容積-現容積；

（3）計算來液量：

來液量＝三相分離器A波動體積+三相分離器B波動體積+分離緩沖罐A波動體積+分離緩沖罐B波動體積+外輸液量

（4）計算應急時間：應急時間＝有效緩沖容積/該容器的進液量。

3.2.3 邏輯判斷

將計算值與參數數據庫數值比對，判斷是否達到預警值、報警值、關斷值；

3.2.4 原因分析

軟件根據邏輯判斷數據，通過邏輯判斷數據庫分析其原因。

3.2.5 智能應急管理

（1）數據調取：根據判斷結果從數據庫調取資源，包括：應急程序、處理措施、風險評估、可能后果、人員部署等。

（2）輸出應急結果，并通過移動終端向平臺人員傳輸應急結果和操作指令。

在實際生產運行中，運用應急處理系統應急處理時間平均縮短8分鐘，正常情況下，海上突發情況都可以在不停產的情況下解決，為平臺的穩定運行提供有力保障，確保油田生產效益最大化，實現油田的可持續發展。

4 結論及建議

（1）密閉外輸系統具有節能、環保等優點，但存在應急時間短的弊端；

（2）本文分析了密閉外輸系統的管理難點，論述了技術改造的科學合理性，這些技術改造可在一定程度上提高平臺的本質安全；

（3）密閉外輸智能管理系統經過現場模擬實驗論證，具有很高的現場應用價值；

（4）建議摸索段塞流對三相分離的影響特點及影響因素，查找應對措施，有效規避段塞流對系統穩態的影響；

（5）建議增加事故罐，減小密閉外輸系統應急壓力。

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