大慶油田產(chǎn)能地面建設(shè)優(yōu)化簡(jiǎn)化技術(shù)應(yīng)用

大慶油田設(shè)計(jì)院有限公司

根據(jù)大慶油田公司總體部署，2020年油田計(jì)劃建設(shè)整體工作量與前幾年大體相當(dāng)。老區(qū)三次采油趨于多元化[1]，本年度安排11個(gè)化學(xué)驅(qū)區(qū)塊[2]，其中聚合物驅(qū)產(chǎn)能區(qū)塊5個(gè)，三元復(fù)合驅(qū)產(chǎn)能區(qū)塊1個(gè)，復(fù)合驅(qū)試驗(yàn)區(qū)塊5個(gè)。外圍油田以低產(chǎn)、偏遠(yuǎn)、零散的薄差油層為主，其依托性差。地面工程配套建設(shè)的數(shù)字化工程[3]同步實(shí)施，工作量和難度進(jìn)一步加大。綜上所述，2020年產(chǎn)能建設(shè)區(qū)塊呈現(xiàn)兩個(gè)特點(diǎn)：①任務(wù)總量依然繁重，建設(shè)周期緊張；②低產(chǎn)低效區(qū)塊多，經(jīng)濟(jì)效益差，需要反復(fù)優(yōu)化才能達(dá)到評(píng)價(jià)值，工作量加大。為了保證2020年生產(chǎn)任務(wù)按時(shí)完成，需要加快工作節(jié)奏，縮短整體設(shè)計(jì)周期。

1 優(yōu)化措施

為了保證項(xiàng)目整體進(jìn)度，根據(jù)以往工程管理經(jīng)驗(yàn)，采取以下措施，取得了較好效果。

1.1 持續(xù)保持“三個(gè)介入”，縮短整體設(shè)計(jì)周期

多年來(lái)，規(guī)劃設(shè)計(jì)工作已經(jīng)形成了提前介入、主動(dòng)介入、有效介入的工作原則，在實(shí)際工作中收到了較好的效果。項(xiàng)目中體現(xiàn)在以下方面：規(guī)劃工作介入到油藏方案和采油方案中，提前了解開(kāi)發(fā)方式并研究地面技術(shù)路線，提出攻關(guān)方向；主動(dòng)與建設(shè)單位結(jié)合，了解生產(chǎn)現(xiàn)狀和存在問(wèn)題，做到方案未動(dòng)，需求先知；在項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃統(tǒng)一要求下，協(xié)調(diào)各方資源，確定各個(gè)節(jié)點(diǎn)，做到計(jì)劃性強(qiáng)，介入有效。

比如薩北開(kāi)發(fā)區(qū)北二西塊一類油層聚驅(qū)后加密產(chǎn)能建設(shè)工程，該項(xiàng)目2020年安排基建220口，其中油井120口，水井100口。按照開(kāi)發(fā)方式及布井方位分為東西兩個(gè)地區(qū)，東部地區(qū)為弱堿三元驅(qū)，前置段塞階段使用低初黏凝膠（圖1），由聚合物、交聯(lián)劑、穩(wěn)緩劑和水混合組成。由于是新配方，地面工程沒(méi)有成熟經(jīng)驗(yàn)可借鑒，配制工藝需要提前研制。為了不影響項(xiàng)目進(jìn)程，地面工程介入到開(kāi)發(fā)方案中，與采油工程研究院反復(fù)磋商，確定交聯(lián)劑和穩(wěn)緩劑在后場(chǎng)配制，現(xiàn)場(chǎng)只設(shè)必要的存儲(chǔ)設(shè)備和注入設(shè)備。西部地區(qū)為聚合物驅(qū)開(kāi)發(fā)，采用PPG+2500萬(wàn)相對(duì)分子質(zhì)量聚合物，其中PPG也是新型驅(qū)油劑，沒(méi)有成熟經(jīng)驗(yàn)。大慶油田設(shè)計(jì)院提前取樣，對(duì)PPG的溶脹性和懸浮性進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn)（圖2），確定了分散熟化的時(shí)間，確定了配制工藝，即將PPG干粉先期溶解，然后加到聚合物母液中。由于提前介入，縮短了項(xiàng)目時(shí)間，節(jié)省了工程投資。

圖1 低初黏凝膠配置流程Fig.1 Flow of low initial viscosity gel distribution

圖2 PPG分散熟化流程Fig.2 Flow of PPG dispersion ripening

1.2 技術(shù)專家提前進(jìn)入項(xiàng)目，縮短工作流程

技術(shù)專家定期與專業(yè)科室溝通，提前進(jìn)入項(xiàng)目，隨時(shí)解決問(wèn)題。避免因技術(shù)路線不確定而耽誤進(jìn)度，減少設(shè)計(jì)人員反復(fù)設(shè)計(jì)的工作量。對(duì)于技術(shù)復(fù)雜項(xiàng)目，采取室審、院審分開(kāi)審查方式；相對(duì)簡(jiǎn)單的項(xiàng)目，采取室審、院審合并審查，節(jié)約時(shí)間。這種做法可減少設(shè)計(jì)人員工作量，縮短規(guī)劃設(shè)計(jì)周期。

1.3 提前進(jìn)行方案交底，加快整體設(shè)計(jì)進(jìn)度

對(duì)于技術(shù)路線基本確定的方案，院審結(jié)束后，即可對(duì)基本確定的部分進(jìn)行預(yù)交底，提前開(kāi)展初步設(shè)計(jì)。方案經(jīng)過(guò)油田公司審查通過(guò)后，進(jìn)行正式交底，并對(duì)變化的部分進(jìn)行調(diào)整，以縮短整體設(shè)計(jì)周期。

通過(guò)以上措施，設(shè)計(jì)周期大大縮短。截至2020年3月底，已完成區(qū)塊68個(gè)，占總區(qū)塊數(shù)的68.69%；基建油水井3 075口，占總井?dāng)?shù)的61.42%；建成產(chǎn)能101.16×104t，占總建成產(chǎn)能的50.28%。產(chǎn)能方案運(yùn)行情況匯總見(jiàn)表1。

表1 2020年產(chǎn)能方案運(yùn)行情況匯總Tab.1 Summary of capacity plan operation condition in 2020

2 “三優(yōu)一簡(jiǎn)”技術(shù)

隨著開(kāi)發(fā)難度加大、低產(chǎn)低效區(qū)塊增多、效益變差，為達(dá)到效益建產(chǎn)，必須加大控制投資的力度，優(yōu)化簡(jiǎn)化工作顯得尤為重要。由表2、表3可以看出，2020年低產(chǎn)低效區(qū)塊與2019年相比有所增加，涉及的井?dāng)?shù)增加了557口，涉及的產(chǎn)能降低了16.4×104t。在投資控制方面，積極應(yīng)用“三優(yōu)一簡(jiǎn)”［4］技術(shù)措施，堅(jiān)持以效益為中心，持續(xù)加強(qiáng)優(yōu)化簡(jiǎn)化，全力保障產(chǎn)能區(qū)塊效益開(kāi)發(fā)。通過(guò)地上地下一體化優(yōu)化，在開(kāi)發(fā)順序、布井方式等方面做到有機(jī)結(jié)合，降低整體項(xiàng)目投資。通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化做好總體布局，處理好年度產(chǎn)能和總體規(guī)劃、局部布局和整體布局的關(guān)系，做到合理布局，有效銜接。通過(guò)能力優(yōu)化，有效利用已建設(shè)施剩余能力，控制新增建設(shè)規(guī)模。推廣應(yīng)用簡(jiǎn)化的工藝技術(shù)、單項(xiàng)設(shè)備，減少建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行成本。

表2 2019年產(chǎn)能效益情況Tab.2 Capacity benefit condition in 2019

表3 2020年產(chǎn)能效益情況Tab.3 Capacity benefit condition in 2020

2.1 地上地下一體化優(yōu)化

油藏工程、鉆井工程、采油工程、地面工程、生產(chǎn)管理多方結(jié)合，進(jìn)行地上地下一體化優(yōu)化[5]。通過(guò)錯(cuò)峰開(kāi)發(fā)減少地面建設(shè)規(guī)模；通過(guò)直井、斜井、水平井相結(jié)合布置大平臺(tái)井，通過(guò)減少地面建設(shè)管道敷設(shè)量，減少工程占地；通過(guò)整體優(yōu)化，大幅降低了項(xiàng)目的整體投資。

南七和南八區(qū)三元產(chǎn)能，通過(guò)合理安排5個(gè)區(qū)塊的開(kāi)發(fā)次序（表4），實(shí)現(xiàn)能力的有序接替，其與油藏工程充分結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了錯(cuò)峰開(kāi)發(fā)，原油處理、污水處理、三元液配置注入等工程均有規(guī)模核減（表5）。地面工程只新建轉(zhuǎn)油放水站2座、二元站2座、三元污水站2座，與一次性建成相比，節(jié)約建設(shè)投資9000萬(wàn)元。

表4 南七區(qū)和南八區(qū)三元段塞注入階段安排Tab.4 Injection stage schedule of ASP slug in South 7-8 Block

通過(guò)直井、斜井、水平井聯(lián)合布置，形成較大的叢式井平臺(tái)，節(jié)約了占地面積及集輸管道。2020年宋芳屯油田芳50等區(qū)塊扶余油層產(chǎn)能建設(shè)，該工程基建油井18口，其中新鉆油井14口，代用井4口。油藏工程、鉆井工程、地面工程整體聯(lián)動(dòng)，聯(lián)合部署叢式井場(chǎng)、大平臺(tái)井場(chǎng)，在基建的18口井中，有2口井為獨(dú)立直井，剩余16口井形成5座叢式井平臺(tái)。與獨(dú)立井相比，地面工程節(jié)約集油管道3.85 km、電力線路2.3 km、永久占地0.97×104m2、臨時(shí)占地9.0×104m2，合計(jì)節(jié)省地面投資199.99萬(wàn)元。供電系統(tǒng)采用一變多井的供電方式，16口油井形成叢式井平臺(tái)5座，新建抽油機(jī)柱上變電站7座，與單井單變壓器相比，少建設(shè)柱上變電站11座，節(jié)約投資46萬(wàn)元。

2.2 系統(tǒng)布局優(yōu)化

（1）統(tǒng)籌考慮未來(lái)幾年的開(kāi)發(fā)安排，采取總體規(guī)劃、分步實(shí)施方式，按照少建站、多站場(chǎng)合并建大站、立足老站擴(kuò)建的原則，科學(xué)優(yōu)化站場(chǎng)布局，有效縮減新建站數(shù)量及規(guī)模。如2020年杏九區(qū)丙塊聚驅(qū)產(chǎn)能，杏八和九區(qū)純油區(qū)聚驅(qū)產(chǎn)能建設(shè)工程共安排基建聚合物驅(qū)油井363口，分三年建設(shè)，其中2020年杏九區(qū)丙塊基建油井134口，2021年杏九區(qū)乙塊基建油井108口，2025年杏八區(qū)丙塊基建油井121口。本次規(guī)劃在區(qū)域中心新建聚杏四-I聯(lián)轉(zhuǎn)油放水站（2020年建設(shè)一期工程，2025年建設(shè)二期工程），與分散建站相比，占地面積減少9 000 m2，節(jié)省占地及勞動(dòng)定員投資720萬(wàn)元，并減少采暖、道路等公用工程建設(shè)投資180萬(wàn)元。

表5 南七區(qū)和南八區(qū)錯(cuò)峰建設(shè)優(yōu)化核減規(guī)模Tab.5 Optimization and saving scale of peak shifting construction in South 7-8 Blockm3/d

（2）打破廠界、區(qū)域界線，統(tǒng)一規(guī)劃，分廠實(shí)施。有效控制分廠建設(shè)、分管理區(qū)域建設(shè)而帶來(lái)的小規(guī)模、零散設(shè)的缺點(diǎn)。如永樂(lè)油田源142-源20區(qū)塊扶余油層產(chǎn)能建設(shè)，該產(chǎn)能為新開(kāi)發(fā)致密油區(qū)塊，基建油井58口，年產(chǎn)能6.5×104t，歸屬采油八廠（52口）和十廠管轄（6口）。產(chǎn)能區(qū)塊北側(cè)為八廠永樂(lè)油田，距離區(qū)塊中心24 km，東側(cè)7 km為十廠拉油區(qū)塊，拉運(yùn)距離25 km，西北側(cè)為頭臺(tái)油田，距離區(qū)塊中心約4.5 km。由于產(chǎn)能區(qū)塊距離本廠站場(chǎng)遠(yuǎn)，將采油八廠52口井、采油十廠6口井的采出液統(tǒng)一進(jìn)入頭臺(tái)油田源141轉(zhuǎn)油站處理。為方便廠間交接，在頭臺(tái)源141轉(zhuǎn)油站設(shè)置計(jì)量工藝，在十廠平臺(tái)設(shè)計(jì)量分離器計(jì)量產(chǎn)液。充分利用頭臺(tái)油田已建站場(chǎng)及設(shè)施，少建設(shè)中間加熱站4座、拉油點(diǎn)1座、拉油通井路7 km，節(jié)省投資1 648萬(wàn)元。該方案充分利用區(qū)域內(nèi)頭臺(tái)油田已建道路，減少道路建設(shè)8.1 km，節(jié)省建設(shè)投資977萬(wàn)元。

2.3 能力利用優(yōu)化

大慶油田通過(guò)多年建設(shè)，已經(jīng)形成了龐大的地面系統(tǒng)，隨著開(kāi)發(fā)方式和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)調(diào)整，雖有負(fù)荷不均衡的現(xiàn)象，但已建能力還是有相互利用的空間。隨著油田進(jìn)入高含水后期，要充分利用好已建系統(tǒng)的能力[6]。喇嘛甸油田北西塊聚合物驅(qū)產(chǎn)能建設(shè)（圖3），共安排基建聚合物驅(qū)油井426口，分兩年實(shí)施，其中2020年北西塊二區(qū)基建油井118口，2021年北西塊二區(qū)基建油井308口。該區(qū)域涉及5座轉(zhuǎn)油站、3座放水站、1座聯(lián)合站，通過(guò)能力核實(shí)，取消了喇331轉(zhuǎn)油站，將該站原管轄的5個(gè)計(jì)量間48口油井分別調(diào)頭至喇400轉(zhuǎn)油放水站和喇340轉(zhuǎn)油站。通過(guò)核減，節(jié)約喇331轉(zhuǎn)油站維護(hù)改造費(fèi)用1 500萬(wàn)，節(jié)約運(yùn)行費(fèi)約210萬(wàn)元/a，同時(shí)解決了因該站腐蝕老化而帶來(lái)的安全隱患問(wèn)題。通過(guò)老井調(diào)頭，提升了附近兩座站的運(yùn)行負(fù)荷率，其中喇400轉(zhuǎn)油放水站負(fù)荷率由86.6 %提升到93.3%，喇340轉(zhuǎn)油站負(fù)荷率從98.2%提升到109.3%。通過(guò)優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)，減少了擴(kuò)建工程量。該項(xiàng)目涉及到喇401轉(zhuǎn)油站、喇451轉(zhuǎn)油站、喇390轉(zhuǎn)油站三個(gè)水驅(qū)轉(zhuǎn)油站，考慮到綜合含水率均在97%以上，且僅僅是放水回?fù)剑詫ⅰ叭弦弧保ǚ蛛x、緩沖、游離水脫除器）沉降時(shí)間由水驅(qū)的15 min均轉(zhuǎn)為按照12 min計(jì)算，同時(shí)考慮合理安排檢修時(shí)機(jī)，在基本滿足生產(chǎn)條件下減少擴(kuò)建3臺(tái)“三合一”裝置，節(jié)約投資492.95萬(wàn)元（表6）。

圖3 喇嘛甸油田北西塊聚合物驅(qū)產(chǎn)能地面布局優(yōu)化示意圖Fig.3 Optimization diagram of polymer flooding productivity surface layout in Northwest Block of Lamadian Oilfield

北二西西塊一類油層聚驅(qū)后加密產(chǎn)能建設(shè)（表7）安排基建220口，其中油井120口，注入井100口，西部地區(qū)為聚驅(qū)，東部地區(qū)為三元復(fù)合驅(qū)，經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，除了PPG裝置和低初黏凝膠二元液部分是新建外，其他只進(jìn)行少量維護(hù)改造，全部利用已建設(shè)施能力。通過(guò)建設(shè)一條北十三污水站至2801污水站的聯(lián)通管線，長(zhǎng)1.8 km，調(diào)水0.81×104m3/d，避免了北十三污水站的擴(kuò)建，節(jié)約投資678萬(wàn)元，同時(shí)增加了該地區(qū)調(diào)水靈活性，提高了2801污水站負(fù)荷率，該站負(fù)荷率由原來(lái)的76%上升到88%。

表6 站場(chǎng)剩余能力的合理有效利用Tab.6 Effective utilization of station surplus capacity

表7 北二西西塊一類油層聚驅(qū)后加密產(chǎn)能建設(shè)涉及站場(chǎng)能力統(tǒng)計(jì)Tab.7 Statistics of station capacity involved in infill production capacity construction after polymer flooding in the first class reservoir of the west of North 2 West Block

2.4 工藝技術(shù)簡(jiǎn)化

推廣應(yīng)用簡(jiǎn)化的工藝技術(shù)、簡(jiǎn)化配置的單項(xiàng)設(shè)備，降低建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行成本。針對(duì)老區(qū)低產(chǎn)井產(chǎn)油，結(jié)合功圖法量油[7]，大力推廣簡(jiǎn)化的集油工藝。具體做法是將計(jì)量間改為集油閥組，如在東部過(guò)渡帶產(chǎn)能中，中508和中514地區(qū)新建的5座閥組均采用此種方式建設(shè)，涉及到38座平臺(tái)121口油井。與計(jì)量間相比，每座閥組節(jié)省投資10萬(wàn)元。

最近幾年，大平臺(tái)井的布置為地面集油工藝簡(jiǎn)化的實(shí)施提供了可能。尤其對(duì)于外圍油田低產(chǎn)井，采用活動(dòng)洗井車(chē)洗井、功圖法量油等措施，解決了單井計(jì)量和洗井的問(wèn)題。在此前提下，可將每個(gè)平臺(tái)視為一口單井，在水力、熱力計(jì)算允許的條件下，只考慮摻水集油即可。為了降低摻水對(duì)平臺(tái)井的干擾，將平臺(tái)分組，分別設(shè)置摻水管線。例如葡47區(qū)塊產(chǎn)能建設(shè)中，3號(hào)環(huán)有4個(gè)平臺(tái)25口油井，轄油井25口，采用分開(kāi)摻水統(tǒng)一集油方式，提高了單環(huán)轄井?dāng)?shù)。

3 結(jié)束語(yǔ)

2020年產(chǎn)能已完成方案的區(qū)塊，通過(guò)應(yīng)用“三優(yōu)一簡(jiǎn)”等技術(shù)措施，共計(jì)節(jié)省地面建設(shè)投資2.4億元，節(jié)省年運(yùn)行費(fèi)用2 100萬(wàn)元。從今年完成的31個(gè)區(qū)塊統(tǒng)計(jì)來(lái)看，無(wú)論是地面投資還是整體投資都有所降低，說(shuō)明降投資措施效果顯著。通過(guò)優(yōu)化簡(jiǎn)化，使低效區(qū)塊得以有效動(dòng)用[8]，這部分涉及產(chǎn)能的14個(gè)區(qū)塊，油水井?dāng)?shù)853口，建成產(chǎn)能36.1×104t，其完成產(chǎn)能數(shù)占目前統(tǒng)計(jì)總數(shù)的26%，這為保持及完成本年度產(chǎn)量起到了很大作用。