海拉爾油田地面系統優化調整效果分析

計鵬 由丹 辛亞玲 魯永強

1大慶油田呼倫貝爾分公司

2大慶油田有限責任公司

海拉爾油田地處草原深處，南北跨度100 km，冬季嚴寒，區塊零散，無社會依托，地面系統在大慶老區成熟工藝基礎上不斷優化、改進、創新，形成了適合海拉爾油田的地面工藝技術。現有聯合站5 座、轉油站4 座，區塊間有輸送管道，基本滿足生產需要[1]。近幾年，面對新建產能區塊評價效益差、已建系統運行效率低以及安全環保要求越來越嚴格的實際情況[2]，地面工程堅持優化簡化、效益建產的方針，同時并采取“降、停、并、調”的措施對已建地面系統進行綜合優化調整[3]，努力控制新增規模、提升地面系統運行效率。

1 堅持效益建產

面對復雜的地質環境、緊迫的投產時間、嚴格的效益界限、嚴峻的環保形勢，地面工程系統以“效益建產”為核心，以“規劃方案最優、設計質量最高、建設投資最低、施工周期最短、運行參數最佳”為目標，通過優化建設模式[4]、地上地下一體化、加強方案優選、加大設施利舊等措施，14項產能項目效益全部評價達標，順利實施。

1.1 優化建設模式

近兩年產能區塊以加密外擴和零散小區塊為主，為控制規模、降低投資、規避開發風險，地面工程按照“加密外擴就近掛接、零散區塊集中拉油”模式建設，僅建設井場、工藝管道、電力線路、變壓器及道路等最基本設施，實現建投227 口油水井“零”建站。

1.2 優化地面工藝

（1）地上地下一體化。加強地面工程與油藏工程結合，加大叢式井平臺推廣力度，92 口油水井布置叢式平臺33 座，占新建開發井的40.5%，合建工藝管道、電加熱器、電力線路、變壓器、道路等，節省建設投資1 218 萬元的同時減少了對草原的破壞。

（2）集油工藝優化。海參4 區塊為2022 年規模最大、時間最緊、確定方案最晚的產能區塊，為快速建產，優選建設投資低、施工周期短的電加熱集油工藝，對比摻水集油工藝，減少建設摻水爐1 座、閥組間2 座、管道16.67 km，節省投資430 萬元。同時減少能耗797 t/a(標煤)、碳排放2073 t/a，努力實現效益、環保雙贏。

（3）輸油工藝優化。貝X4105 區塊相對獨立，與德二聯和呼一聯距離相當，綜合考慮介質流向、投資及10 年運行費用現值、建設周期等因素，優選集中拉油工藝，與電加熱掛接方式相比，減少建設管道11.96 km，節省投資421 萬元。投產方便靈活，同時規避了開發調整導致輸油管道低效運行的風險。

（4）供注水工藝優化。為充分利用德二聯注水站注水能力，貝X4105 產能項目中同時比選新建注配間和利用系統注水兩種工藝，綜合考慮新建工程量、投資及10 年運行費用現值、管理難易程度后，優選利用現有系統注水工藝，減少建設管道5.4 km，節省投資440 萬元，德二聯注水站負荷率提高4.36%，現有系統容量大，方便后期注水動態調整。

1.3 優化利用設備

為減少新建工程量、節省投資、提高開發效益，近2 年工程項目中利舊抽油機、電機、變壓器、電加熱器、單井罐、井口房、管線等90 臺套，節省投資1 356 萬元。

2 系統提效運行

為適應開發生產變化，采取“降、停、并、調”的措施，對海拉爾油田地面系統進行綜合優化調整，在提高地面系統運行效率的同時有效降低運維成本[5]。

2.1 脫水站優化降級

海拉爾油田各作業區之間的輸油管道均需摻水輸送，德一聯、呼一聯、德二聯和烏東聯加熱爐燃油管線引自凈化油輸油管線，為保證正常生產，4 座脫水站產液都在本站脫水后再輸送，回油溫度高且重復加藥破乳，集輸系統運行能耗高。對4 座脫水站進行優化改造，建設燃油沉降罐及燃油緩沖罐，輸油計量調整為質量流量計量，4 座脫水站降級，集輸系統密閉運行。站內儲油罐揮發性有機物（VOCs）治理改造，節省投資1 200 萬元；密閉集輸減少損耗1.5%，可增油5 000 t；降級運行后回油溫度降低10 ℃，減少燃油1 390 t/a。

2.2 污水站停運、注水站合并

由于滾動開發，呼一聯和德一聯均建有2 座注水站，不方便管理及數字化油田實施，統籌規劃德一聯、德二聯、呼一聯區域注水及污水處理系統優化改造。停運德一聯污水站，產出污水輸至德二聯集中處理，在德二聯處理后返輸德一聯回注地下，減少崗位人員8 人，實現減員降本；合并呼一聯新、老注水站，整合德一聯站內、外注水站，注水單耗分別降低0.3 kWh/m3和0.25 kWh/m3，年節省電費7.2 萬元，減少管理點2 處。

2.3 集油管網優化

由于油井轉注、轉提撈、報廢更新及低產關井等，部分集油環、集油干線、閥組間低效運行，結合開發預測對集油管網進行優化調整，共對240 口井的集油管網進行優化調整。停運閥組間3 座、集油環5 個、摻水集油管道106.5 km，減少摻水40.75×104m3/a，減少燃料油消耗360 t/a，空出集油閥組可用于新建產能建設，縮短建產周期；停運電加熱集油管道6.33 km，年節省電費36.55 萬元；33 口拉油井接入已建系統，回收伴生氣81.95×104m3/a，減少燃料油消耗819.5 t。

2.4 利用摻水系統輸送富余污水

德一聯產液上升，不能通過現有集輸管線全部輸送，剩余污水由罐車拉運至德二聯，成本高，難度大。通過對比、論證，建設德1～5#閥組間至德二聯下轄貝14～4#計量間管線1.5 km，利用摻水系統輸送富余污水，德一聯污水全部管輸，年節省拉運費用65 萬元。

3 下步優化調整措施

“十四五”后三年，油田產能區塊仍以加密、外擴為主，有較完整的地面系統依托[6]，油水井就近接入已建系統快速建產，油氣處理、供注水及供配電能力均有較大剩余，無需擴建。地面系統已完成一輪次綜合優化調整，短期內再次進行大規模優化調整空間有限。下步地面工程以區域優化、提效運行為重點開展工作，解決運行效率低、能耗高、不平衡的問題。

3.1 轉油站優化降級

貝14 轉油站距德二聯僅2.0 km，為保證CO2混相驅與水驅的分開管理，于2015 年建成投產。2021 年CO2試驗結束，采出液中CO2濃度降低，貝14 轉油站“四合一”單臺檢修時的設備負荷率為57.6%，處于低負荷運行狀態，轉油站除必要的生產消耗外，還需人員管理及維護，運維成本高。

優化思路：轉油站降為集油間，功能上移至德二聯。減少管理點1 處，減少崗位人員14 人，提高德二聯處理設備負荷的利用率，閑置場地可規劃建設光伏發電。

3.2 能源結構優化調整

海拉爾油田耗電和燃油占總能耗的77.15%，燃氣占比不足，能源結構不合理。多措并舉，“降”“替”結合，優化能源結構。通過及時優化調整集油管網、更新高能耗設施等持續為油田“瘦身”，減少能耗；推廣應用光伏發電、電熱爐以及煤層氣資源等優化能源結構。

3.3 繼續開展降溫集輸

集油系統凝固點回油已納入設計文件，大慶老區已開始嘗試黏壁溫度回油，海拉爾油田繼續開展降溫集輸工作。2023 年，控制摻水溫度，初步實現集油系統凝固點回油；2024 年，繼續調整回油溫度，計劃實現凝固點下3～5 ℃回油；2025 年，夏季常溫摻水集油，冬季低溫摻水集油，有效降低集油系統能耗。

4 認識及建議

（1）新建產能通過優化簡化達到了控制新建工程量、節省投資、快速建產的目的，在充分利用已建設施能力的同時產能項目評價全部達標，實現了“效益建產”[7-8]。

（2）已建系統通過綜合優化調整實現了減員降本、節能降耗和安全環保的目標[9]，油田進一步“瘦身”，為下步優化能源結構及無人值守改造提供了基礎，實現了“提效運行”。

（3）地面系統綜合優化調整硬件工程已基本完成，下步應推進降溫集輸和輸油運行參數優化調整，通過加強技術管理，進一步優化系統運行能耗。

（4）優化簡化是一項系統工程，不可能一蹴而就，應隨開發生產形勢變化而持續開展，提高油田開發效益，促進高質量發展[10]。

5 結束語

通過不斷優化、改進、創新，海拉爾油田已形成了一套適合自身特點的地面工藝技術，采用“加密外擴就近掛接、零散區塊集中拉油”建設模式、加大叢式井平臺推廣力度、優選電加熱集油與集中拉油工藝、充分利舊設備等多種行之有效的優化調整手段。面對地面系統低效運行、污水產注不平衡以及能源結構不合理等問題，提出脫水站優化降級運行以減少集輸損耗與能源消耗，停運低負荷污水站并集中處理污水實現減員降本，合并注水站降低運行能耗，優化停運低效冗余集油管道以減少能源消耗，利用摻水系統輸送污水以減少拉運費用等措施。多項針對性措施的應用完善了海拉爾油田地面工程系統，優化調整手段的總結與對策的提出可為油田零散區塊中長期地面規劃提供具體的參考意見。