油田叢式井平臺地面工程設計

蘇朋龍 羅新占 戚亞明 張超

中油（新疆）石油工程有限公司

昌吉油田吉7井區位于準噶爾盆地東部吉木薩爾凹陷東斜坡，行政隸屬新疆維吾爾自治區吉木薩爾縣。吉7井區是新疆油田公司近10年來探明的大規模整裝油藏之一，井區內稠油資源豐富，地表大部分為林地、草場和耕地等敏感區域，征地困難，征地費用高，開發動用效益差。

隨著能源用地政策的改革，對油田建設過程中合理、集約、高效用地提出更高的要求。新“兩法”的頒布實施，提高了對油田開發安保維穩、安全生產、環境保護的要求。在優質資源貧乏、開采效益低下、低油價時期，油田開發必須突破常規開發模式，探索新的開采途徑，走技術創新、管理創新、降本增效之路。在新形勢下，提出“多井叢-大平臺-井站一體化采油平臺”[1-2]的建設理念，將直井改為叢式定向井，將多口井集中在一個采油平臺。叢式定向井技術能夠有效解決地下井位與地面建筑物、地形地貌之間的矛盾，具有不受地面障礙限制、可增加井筒出油面積、減少鉆井征地等優點[3]。

平臺叢式定向井技術[4]對采油和集輸工藝也提出了挑戰和要求，本文主要介紹平臺叢式井地面建設工程的采油和集輸工藝。

1 采油工藝

吉7井區新建大平臺采用“玻璃鋼敷纜復合連續油管+電潛螺桿泵”無桿泵采油模式[5]。針對稠油井、斜井、深井以及大排量井，無桿泵采油工藝解決了有桿泵采油時懸點荷載大、管桿偏磨嚴重、下泵深度受限、泵效低和系統效率低的問題。玻璃鋼非金屬油管管壁內集成動力電纜、信號電纜和加熱電纜，電纜連接潛油電動機、井下數據采集系統。無桿泵采油工藝可將電潛泵運行參數及狀態、井下溫度和壓力等傳至地面，實現地面智能采油。玻璃鋼非金屬油管具有摩阻系數低、傳熱系數低、耐腐蝕性好、抗疲勞強度高、壽命長等特點，可使舉升至地面的原油溫度升高約5 ℃，降低了原油在井筒內輸送過程中的能耗；玻璃鋼非金屬油管內的加熱電纜對油管解堵和清蠟有著很好的作用，可減少油井清蠟和維修次數，降低人工操作成本和檢維修成本。

大平臺將各單井配電控制柜集成為一個整體智能控制橇[6]。智能控制橇將供電系統、油井控制系統、潛油泵變頻驅動控制系統以及加熱系統形成模塊化，該橇具有對潛油泵的多井協同智能啟停、分井加熱、柔性啟動、防碰撞、頻率調節、峰谷平調節等控制功能[1]。

采用電潛螺桿泵采油時泵效比傳統抽油機提高2 倍，耗電量約為傳統抽油機的20%，現場操作和維修工程量比傳統抽油機減少約50%，井口無運轉設備，安全環保，事故發生概率低。

2 集輸工藝

目前，吉7井區油氣集輸采用摻熱水雙管流程[7]，計量站采用“摻水橇+多通閥橇+計量橇”[8]的建設模式，注水工藝采用單干管多井流程，井口保溫采用玻璃鋼保溫盒。

新建計量站將采油井集輸設施、供配電設施、采油設備控制設施均統一集中在大平臺上，形成井站一體化采油平臺（圖1）。計量站采用一體化自動摻水選井計量裝置，該裝置將傳統的“摻水橇+多通閥橇+計量橇”三橇合一，集選井、計量、摻水于一體，減少了橇體數量，現場安裝方便、快捷，可縮短建設工期，減少施工難度及工程量，并可大幅減少占地面積[9]。新建大平臺注水工藝采用單干管單井流程，取消了恒流配水橇，縮短了注水流程。

采用井站一體化采油平臺可大幅縮短單井出油管線、摻水管線和注水管線，井口出油有效利用地層溫度，降低地面管線散熱；同時可減少摻水管線中的熱量損失[10]。井口采用保溫衣保溫，保溫衣采用耐高溫、防火阻燃材料，可根據不同類型的井口進行定制，比傳統保溫盒保溫效果好，消除了密閉空間帶來的安全隱患，且便于安裝、拆卸、維修，制造成本低。在大平臺四周建土堤、綠化樹木、柵欄式圍欄，使其與周圍農田和草場隔開。

3 配套技術

3.1 供配電技術

傳統采油井采用單變帶單井或單變帶多井的配電方式。新建大平臺采用箱式變電站為計量站內設備和井口采油設備供電，電纜在電纜溝敷設，減少了供電設備，縮短了電力線。

圖1 吉7井區井站一體化采油平臺三維立體圖Fig.1 Integration of well and station three-dimensional view of oil production platform in Ji 7 well area

箱式變電站將1 140 V、400 V等供電設備進行集成，并設有供智能控制橇使用的500 kVA降壓變壓器以及供一體化自動摻水選井計量裝置[1]使用的315 kVA降壓變壓器。

3.2 儀表自動化技術

新建大平臺采用“無人值守、遠程監控、事故巡井”[1]的運行模式，大平臺至聯合站之間數據傳輸鏈路采用光纜通信方式+Lora通信方式。

新建采油井和注水井采用Lora遠傳儀表，將井口檢測信號遠傳至Lora基站，進而上傳至聯合站中控室。使用Lora 遠傳儀表可大大減少電纜敷設。Lora基站數據還可遠傳至手機或移動電腦，操作人員可隨時隨地了解生產井情況。

在大平臺上設置視頻監控和周界防范系統，與計量站信號一起通過通信光纜傳輸至聯合站中控室，通信光纜與工藝管道同溝敷設以節省成本。

3.3 道路

新建大平臺采用井站一體化，減少了單井巡檢道路，平臺上采用硬化道路，實現平臺無泥化巡檢[1]。

4 效益分析

吉7井區叢式井平臺的建設大大減少了油田建設的臨時和永久征地面積，降低了能源消耗，減少了管線、電力線及道路的建設，設備集成降低了設備采購費用及安裝維修費用，自動化水平的提高減少了現場操作和巡檢工作以及用工數量。單井平均節約地面建設成本約68×104元，節約運行成本約17×104元/a，經濟效益相當可觀，可有效提高吉7井區開發動用效益。

吉7井區叢式井平臺的建設與傳統建設模式相比，減少了土地占用面積，同時減少了對原始地貌、地表植被、水系的擾動和損毀，降低了能源消耗。新技術和新設備的運用，可減少現場操作和維修工作量，減少操作人員和油氣接觸時間。大平臺采用智能化管理，提高了勞動效率，保障油田安全、高效生產。

5 結束語

油田叢式井平臺開發模式是今后油田建設的趨勢，井站一體化采油平臺的建設，既能滿足地面建設的需求，又可產生良好的經濟和社會效益。吉7井區井站一體化的建設模式將成為油田建設的典范，并成為“井站一體、智能管理、高效生產”的油田建設示范區。