油田集輸工程系統(tǒng)節(jié)能改造

劉東 胡文超 文曉峰 雒鵬 李龍龍 程蕾 王藝成 段何鵬 李澤章 趙澤朝 白耀

摘要：通過(guò)對(duì)油田地面建設(shè)中集輸系統(tǒng)工藝的完善措施的研究，不斷提高油田油氣集輸系統(tǒng)的運(yùn)行效率，降低油氣集輸處理的成本，提高油田生產(chǎn)的效率，滿足油田開(kāi)發(fā)后期的生產(chǎn)需要。針對(duì)油氣集輸系統(tǒng)工藝存在的問(wèn)題，分析油氣集輸處理過(guò)程中的能量消耗，采取必要的節(jié)能降耗措施，降低油田地面工程項(xiàng)目的管理成本，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：油田；集輸工程系統(tǒng)；節(jié)能改造

加強(qiáng)對(duì)油氣集輸系統(tǒng)的自動(dòng)化設(shè)備和設(shè)施的管理，提高地面工程的自控能力降低人工成本，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患問(wèn)題，避免發(fā)生安全事故。通過(guò)自控設(shè)備的應(yīng)用，降低崗位員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，發(fā)揮自控設(shè)備的優(yōu)越性，增加電子巡檢的次數(shù)，提高了油田地面站的運(yùn)行效率。

一、油田地面建設(shè)中集輸系統(tǒng)工藝的完善措施

1高效油氣分離技術(shù)的應(yīng)用

應(yīng)用高效的油氣水三相分離技術(shù)措施，在油井的采出物進(jìn)入分離器前，實(shí)施管道的熱化學(xué)脫水作用，通過(guò)高效的分離器的分離處理，將高含水原油的含水率降低，使其變?yōu)榈秃脑停缓蠼?jīng)過(guò)電脫水器的電化學(xué)脫水過(guò)程，將原油中的水分離出去，使分離后得到的原油的含水達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，完成油氣集輸?shù)纳a(chǎn)任務(wù)。通過(guò)加藥處理，提高油氣水三相分離的速度，結(jié)合新工藝、新設(shè)備的應(yīng)用，降低了油氣集輸系統(tǒng)的成本。利用斜板技術(shù)措施，降低液流的速度，提高油氣水三相分離的效率。結(jié)合油田生產(chǎn)的實(shí)際情況，建立地面油氣集輸系統(tǒng)的自動(dòng)控制和管理的模式，實(shí)施安全預(yù)警報(bào)警機(jī)制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患問(wèn)題，通過(guò)連鎖控制，實(shí)施遠(yuǎn)程的控制和管理，提高油氣集輸系統(tǒng)的自動(dòng)化程度。對(duì)油氣水三相分離的效果進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管理，達(dá)到更好的處理效率。

2含油污水處理新技術(shù)

為了達(dá)到節(jié)能減排的效果，避免發(fā)生環(huán)境污染事故。對(duì)油田含油污水進(jìn)行處理，處理合格的水作為油田注水的水源處理，達(dá)到水驅(qū)的開(kāi)發(fā)效率，實(shí)現(xiàn)了油田廢物的再利用。含油污水處理的新工藝技術(shù)措施的應(yīng)用，使用氣浮選技術(shù)措施，通過(guò)氣泡在液體中總是上浮的原理，將含油污水中的油珠顆粒分離出去，經(jīng)過(guò)回收油泵將其回收，作為油田產(chǎn)能的一部分，也能夠成為油田產(chǎn)量的補(bǔ)充。微生物除油技術(shù)利用微生物的分解氧化作用，將含油污水中的浮油分離出去，達(dá)到含油污水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，降低含油污水處理的成本，提高污水處理的效率。而對(duì)含油污水的懸浮顆粒的處理，通過(guò)高效的過(guò)濾設(shè)備，優(yōu)選最佳的過(guò)濾材料，使其達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。如雙向過(guò)濾罐的使用，提高水質(zhì)處理的效率，使注入水的水質(zhì)達(dá)到設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，滿足油田水驅(qū)開(kāi)發(fā)的技術(shù)要求。

3對(duì)油氣集輸系統(tǒng)工藝的完善

由于基礎(chǔ)設(shè)施老化，影響到油氣集輸系統(tǒng)的安全。通過(guò)自動(dòng)化儀器儀表的應(yīng)用，實(shí)施報(bào)警機(jī)制，加強(qiáng)對(duì)油氣集輸設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患問(wèn)題，防止發(fā)生安全生產(chǎn)事故，提高油氣集輸系統(tǒng)的安全系數(shù)，保證油田油氣集輸生產(chǎn)的順利進(jìn)行。油田注水量的增多，提高了油田生產(chǎn)的成本，增加了各種動(dòng)力的消耗，需要采取節(jié)能降耗的技術(shù)措施。不斷完善注水系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，實(shí)施精細(xì)化注水，應(yīng)用智能化的注水儀表，合理控制小層的注水量，滿足油田配注的要求，對(duì)不同的儲(chǔ)層實(shí)施分別定量注水，達(dá)到穩(wěn)油控水的技術(shù)要求。合理控制高滲透層的注水量，加強(qiáng)對(duì)低滲透層的注水，才能提高水驅(qū)的開(kāi)采效率。不斷完善原油處理站的設(shè)備和設(shè)施，將陳舊的生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造，提高設(shè)備的運(yùn)行效率。如選擇節(jié)能型的電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)設(shè)備，并結(jié)合變頻調(diào)速技術(shù)措施，減少電能的消耗。對(duì)油氣集輸工藝技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，降低設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用，提高油氣集輸系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。

二、案例分析

1生產(chǎn)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

某油田現(xiàn)有3個(gè)開(kāi)發(fā)區(qū)塊，采用三級(jí)布站模式，即單井—計(jì)量站—轉(zhuǎn)油站—聯(lián)合站。目前共有油井391口，開(kāi)井292口，地層日產(chǎn)液量9974m3，其中日產(chǎn)油1064t，日產(chǎn)水8910m3，日摻水量4304m3，地層含水85.5%。某油田經(jīng)過(guò)多年的生產(chǎn)開(kāi)發(fā)，主力區(qū)塊已進(jìn)入到高含水開(kāi)發(fā)期，地下和地面生產(chǎn)情況發(fā)生了較大的變化，目前地面系統(tǒng)存在工藝不合理、運(yùn)行成本高、安全環(huán)保隱患大等突出問(wèn)題，主要體現(xiàn)在以下三方面：

1.1地面管網(wǎng)龐大，能耗高

由于采用三級(jí)布站、雙管摻水工藝，地面管網(wǎng)龐大，現(xiàn)有各類管線314Km。傳統(tǒng)的雙管摻水伴熱集油工藝，運(yùn)行成本高，傳統(tǒng)的高能耗雙管摻水伴熱集油工藝已不適應(yīng)油田發(fā)展需要。

1.2工藝流程不適應(yīng)生產(chǎn)變化，運(yùn)行成本高

隨著油田開(kāi)發(fā)的深入，油井產(chǎn)液性質(zhì)與開(kāi)發(fā)初期相比發(fā)生了很大變化，地面工藝系統(tǒng)循環(huán)輸送、重復(fù)處理問(wèn)題較多。

1.3腐蝕老化嚴(yán)重，安全環(huán)保隱患大

由于部分管線投產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)，腐蝕老化嚴(yán)重，造成系統(tǒng)維護(hù)工作量大，安全隱患多，管理難度大。嚴(yán)重影響了油田的安全生產(chǎn)、環(huán)境狀況和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)乃至油田的整體形象。

2優(yōu)化簡(jiǎn)化工程技術(shù)思路

某油田以系統(tǒng)、區(qū)域性的治理為對(duì)象，按照整體規(guī)劃、分步實(shí)施的方的原則開(kāi)展集油系統(tǒng)的優(yōu)化工程：

（1）單井計(jì)量應(yīng)用新型單井自動(dòng)計(jì)量技術(shù)，實(shí)現(xiàn)油井自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制、實(shí)時(shí)示功圖、壓力、溫度等數(shù)據(jù)采集、油井工況診斷、產(chǎn)液量計(jì)量等功能。

（2）單井集油工藝管線利用高液量、高含水油井作為源頭井，將周邊的油井串接、“T”接到系統(tǒng)干線生產(chǎn)，逐步取消計(jì)量站點(diǎn)的設(shè)置，以降低系統(tǒng)能耗。某新井采用串接、T接工藝。

（3）單井摻水原則上只對(duì)低液量源頭井及地下伴摻生產(chǎn)井進(jìn)行摻水伴熱，力爭(zhēng)取消摻水工藝，縮減地面管網(wǎng)，減少摻水規(guī)模。

（4）盡可能利用現(xiàn)有管線，對(duì)老化腐蝕漏失嚴(yán)重的管線進(jìn)行更換。

（5）地面管網(wǎng)更新優(yōu)選高質(zhì)量的復(fù)合管線，并配套收發(fā)球裝置。

（6）單井井口工藝流程：

（7）摻水系統(tǒng)停運(yùn)后，油井如遇事故停井，對(duì)距離系統(tǒng)干線近的單獨(dú)T接油井，利用壓風(fēng)機(jī)掃線。

3優(yōu)化簡(jiǎn)化工程改造情況

根據(jù)某油田簡(jiǎn)化優(yōu)化的整體部署和安排，在2、9、20站集油系統(tǒng)開(kāi)展了先導(dǎo)試驗(yàn)，涉及油井30口，簡(jiǎn)化后安裝單井自動(dòng)計(jì)量裝置30口；27口井通過(guò)T接或串接生產(chǎn)方式停掉摻水，有3口低液量油井仍采用雙管伴摻生產(chǎn)，除9站摻水系統(tǒng)以外，停運(yùn)了2、20站摻水系統(tǒng)管道、9站集油系統(tǒng)管道，縮減單井、系統(tǒng)管道22.3km，同時(shí)降低了地面管網(wǎng)的漏失頻率，大大減少污染賠償和維護(hù)費(fèi)用。

通過(guò)對(duì)原油流變性、新型管材、工藝流程優(yōu)化等技術(shù)措施的試驗(yàn)研究，我們初步形成了單管輸送的技術(shù)界限（單管輸送技術(shù)界限：當(dāng)含水超過(guò)80%，集輸溫度超過(guò)原油凝點(diǎn)5℃以上時(shí)，可單管輸送）和各類油井的優(yōu)化條件，為解決和指導(dǎo)集輸系統(tǒng)簡(jiǎn)化優(yōu)化起到了重要的指導(dǎo)作用。理論問(wèn)題解決之后，3個(gè)先導(dǎo)試驗(yàn)站29口油井的現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)化優(yōu)化工程也順利實(shí)施完成，先導(dǎo)試驗(yàn)取得圓滿成功：計(jì)量誤差為±7%，單井回壓均值由0.75MPa下降到0.65MPa，管網(wǎng)長(zhǎng)度由32.2km減少到9.9km，減少了69%。管網(wǎng)月漏失次數(shù)由29次/月降為1次/月，年減少摻水量8.2×104m3，年減少摻水運(yùn)行費(fèi)73.8萬(wàn)元。這也標(biāo)志著油井自動(dòng)計(jì)量技術(shù)、油井單管集輸?shù)暮?jiǎn)化技術(shù)在南部稠油油田取得突破性進(jìn)展。

在先導(dǎo)試驗(yàn)取得成功的基礎(chǔ)上，采油三廠按照“整體規(guī)劃、分步實(shí)施”的實(shí)施原則，成立某油田系統(tǒng)簡(jiǎn)化項(xiàng)目組，有效推動(dòng)某油田簡(jiǎn)化工程。

結(jié)語(yǔ)

油井在線遠(yuǎn)傳計(jì)量系統(tǒng)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了油井遠(yuǎn)程自動(dòng)計(jì)量，撤消了計(jì)量間。地面系統(tǒng)形成了“油井-轉(zhuǎn)油站-集中處理站”的地面建設(shè)新模式，縮短了管道輸送距離，并將員工從繁重的管線挖漏、補(bǔ)漏工作中解脫出來(lái)，消除了因管線老化、腐蝕、穿孔等帶來(lái)的環(huán)境污染和安全隱患。簡(jiǎn)化技術(shù)的應(yīng)用提高了油水井資料采集的自動(dòng)化程度，基本實(shí)現(xiàn)了信息化管理。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第六采油廠）