烏爾禾油田地面建設工程設計特點分析

雷鳴＊

（中國石油新疆石油勘察設計研究院）

烏爾禾油田地面建設工程設計特點分析

雷鳴＊

（中國石油新疆石油勘察設計研究院）

介紹了烏爾禾油田地面建設工程概況，分析了該工程地面建設原油集輸方式、單井計量裝置、油氣混輸站、原油處理工藝技術、油田注水設備、環(huán)境保護等方面的設計特點，其工藝流程較為成熟可靠，能夠滿足生產需要。通過生產實踐表明：該工程建設既降低了能耗、又保護了環(huán)境，取得了較好的經濟效益和社會效益。對今后此類油田地面建設的設計工作具有一定的借鑒意義。

烏爾禾油田；地面建設工程；設計；油氣集輸；油氣混輸；環(huán)境保護

2008年，新疆油田公司對探明儲量控制程度較高的烏33井區(qū)克下組油藏和烏36井區(qū)百口泉組油藏進行開發(fā)。根據(jù)批準的設計方案，最終在烏爾禾油田新建烏33、烏36集油區(qū)，設計產能31.69萬t/a。項目總投資28 145萬元。2個油區(qū)新建產能井268口、計量管匯點21座、油氣混輸站及注水站2座、80萬t/a稀油處理站1座。該工程原油集輸采用常溫集輸工藝；原油處理采用成熟的大罐熱化學沉降二段脫水工藝；注水采用低壓供水、集中升壓的流程。

1 地面建設工程設計特點

1.1 集油區(qū)集輸

烏爾禾油田地面建設工程主要設計指標見表1。

原油集輸及處理工藝流程見圖1。

圖1 原油集輸及處理工藝流程示意

1.1.1 采用12井式多通閥與計量橇管匯相結合

計量點容積計量方式是8～10口油井集中設置12井式多通閥管匯橇及計量橇，采用標準化、橇裝化、模塊化設計。需要計量的單井通過多通閥自動選井管匯進計量橇，定時計量單井的產液量、產氣量。不需要計量的單井通過密閉集輸管道直接輸往混輸站。

表1 烏爾禾油田地面建設工程主要設計指標

12井式多通閥選用MCP12-PN2.5型，一共11個進油口、2個出油口（其中一個是進計量裝置的計量口，一個是進混輸管匯的管匯口）。正常工作時，11個進油口的來油有一個通過計量口進入分離器，另外10個進油口的來油則通過管匯口進入混輸管匯。通過手動或自動方式選擇某口油井的來油進入計量裝置，用來計量產量，其余正常外輸。集輸計量裝置實質上起到了替代多井三通閥的作用，并且簡化了管匯流程。

1.1.2 單井計量采用LES系列橇裝雙容積計量裝置

LES系列橇裝雙容積計量裝置主要由立式雙容積計量分離器、工藝配管、防爆現(xiàn)場儀表（液位計、電動球閥、流量計）、控制系統(tǒng)（RTU控制箱、多通閥控制箱）、配電及照明系統(tǒng)、冬季保溫系統(tǒng)及彩板房等組成。

該計量裝置與多通閥配套使用，由多通閥選井而來的油氣混合物首先進入雙容積計量分離器的分離室，進行氣液分離。分離出的天然氣經過氣體流量計進入緩沖室，再由緩沖室經其底部出口進入集油干線；分離出的液體向下自動流入計量室（此時排液電動球閥處于關閉狀態(tài)），液體在圓柱形計量室內隨著時間推移不斷上升，根據(jù)U形管原理，液位計內的水位也隨之上升。當水位（H）上升至計量下限（H1）時開始計時（t1），當水位上升至計量上限（H2）時停止計時（t2）。此時，計下水位變化量（ΔH）所對應的時間變化量（Δt），根據(jù)Δt、ΔH 及有關計量參數(shù)即可計算出單井產液量：

式中：Q——產液量，t/d；C——計量參數(shù)，C=ρ×ΔH（ S1+S2），t；ΔH——計量高度，ΔH=H2-H1，m；Δt——計量有效時間，Δt=t2-t1，s；ρ——水的密度，取值1 000，kg/m3；S1——分離器橫截面積，m2；S2——液位計橫截面積，m2。

1.1.3 LES系列雙容積計量裝置功能及特點

一是，適應低油氣比的稀油計量。液量計量范圍為2～50t/d，計量精度≤±7%；氣量計量范圍為960～18 000Nm3/d，計量精度≤±5%；壓力設計等級為1.6MPa；計量壓力損失≤0.02MPa；二是，實現(xiàn)了控制1臺多通閥對10口井的計量；加通信模塊后，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)單向上傳，實現(xiàn)單井自動計量或多井排序自動計量；三是，采用16位機的小型一體化RTU；操作簡單方便，運行操作及參數(shù)設置可通過RTU觸摸屏進行；四是，排油時緩沖排油，計量時氣推排油，排油效果較好；五是，橇裝化設計，整體結構較簡單，易于安裝、運輸、遷移，節(jié)省了投資，縮短了工期，減少了工程管理的工作量。

1.2 油氣混輸站

1.2.1 油氣混輸站特點及工藝流程

考慮該油區(qū)遠離輸氣管道，且油氣混輸技術在油田應用較成熟。因此，在烏33、烏36油區(qū)分別設置油氣混輸站，降低了能耗。且混輸站與注水站合建，減少了占地，方便生產管理。

油區(qū)采用油氣混輸泵增壓技術，即油區(qū)來油氣通過混輸泵增壓轉輸至烏爾禾原油處理站。考慮臨時投產及事故流程的需要，站區(qū)設置多項存儲收集器。橇裝多項儲集器單臺容積40m3，自帶加熱裝置及裝車鶴管，在正常生產時不用該裝置，在事故狀態(tài)時可將混輸站氣液導入儲集器，經儲集器簡單分離，天然氣緊急放空，原油裝車外運。另外，該裝置還可用于油田開發(fā)前期系統(tǒng)未建成時的臨時投產，由于是橇裝設備可根據(jù)需要靈活搬運。油氣混輸工藝流程見圖2。

圖2 油氣混輸工藝流程示意

通過優(yōu)化簡化，該混輸站與傳統(tǒng)的接轉站相比取消了分離器、除油器、緩沖罐、事故罐等設施，共節(jié)約投資約750萬元。

1.2.2 混輸站設備選擇

一是油氣混輸泵的選型。根據(jù)油區(qū)油氣產量預測數(shù)據(jù)，選擇油氣混輸泵2臺，采用1用1備運行，單泵排量為175m3/h，泵壓等級為二級導程，混輸泵進口壓力為0.25～0.6MPa、出口壓力為1.6MPa，配套防爆電機功率為90kW，以及恒壓變頻控制系統(tǒng)?；燧敱冒惭b方式為室外罩棚；二是多項存儲收集器的選擇確定。按最大來液量870m3/d計算，選用4座多項存儲收集器（單座容積為40m3，壓力為0.35MPa）；三是站內轉輸配套設置事故情況下的放空火炬等設施。

1.3 注水系統(tǒng)

1.3.1 注水站設備選擇

一是注水罐選擇。烏33、烏36混輸注水系統(tǒng)設計規(guī)模為1 000m3/d，根據(jù)注水規(guī)模，在保證6～8h停留時間，以及后期烏35井區(qū)新增水量的需要，新建了2座500m3注水罐，注水罐作內、外防腐處理，并配套隔氧裝置；二是注水泵選擇。烏33接轉注水系統(tǒng)設計規(guī)模為1 000m3/d，經計算，注水泵選用3臺壓力為18MPa、流量為23m3/h的高效柱塞泵，電機功率為160kW，并配套變頻控制系統(tǒng)，進行閉環(huán)控制，消除回流和節(jié)流損失。正常生產2用1備；三是防膨劑加藥設備選擇。由于油區(qū)地層具有強水敏性，需加注防膨劑。防膨劑設計加藥濃度為0.5%～0.8%；加藥泵選擇2臺單級離心泵（流量為6～10m3/h、揚程為30m、功率為2.2kW），1用1備；加藥攪拌罐選擇2座溶藥攪拌罐，1用1備。

1.3.2 注水工藝流程特點

一是油田注水優(yōu)先采用處理后的凈化水，當處理后的凈化水不能滿足需要時才考慮采用水源井清水。油田產出水回注率為100%；二是采用低壓供水、在注水站集中升壓注水流程，降低了能耗。注水站控制半徑不大于3km；三是新建注水系統(tǒng)采用單干管單井配水流程，簡化了注水工藝。在單井上設置恒流計量調節(jié)裝置和儀表，進行水量調節(jié)和在線計量。

1.4 原油處理站

1.4.1 原油脫水工藝流程

來自油區(qū)的油氣水三相混合物進入新建的兩相分離器進行氣液分離，分離出的伴生天然氣經計量后去天然氣脫水增壓裝置；分出的高含水原油進2×2 000m3一段沉降罐沉降脫水，脫出的游離水去含油污水處理裝置。脫出的低含水油進2×500m3立式緩沖罐，緩沖后進提升泵，低含水油提升后進2×3 000kW相變加熱爐，升溫至50℃，進6×2 000m3凈化油罐，進行熱化學沉降脫水。沉降合格后的凈化原油經管道外輸，凈化油罐底水經回摻泵回摻至一段沉降罐，重新處理。原油（稀油）處理站的工藝設計參數(shù)見表2。

表2 稀油處理站工藝設計參數(shù)

1.4.2 破乳劑加藥流程

在處理站設置加藥裝置，對分離器進口及相變爐進口原油進行加藥，使破乳劑與含水原油充分混合，提高破乳劑藥效，增強脫水效果。

1.4.3 原油處理設計特點

一是原油處理采用成熟的大罐沉降二段脫水工藝，方便生產和管理，凈化油含水率可達到0.02%；二是選用相變爐，站區(qū)采暖與原油加熱統(tǒng)一考慮，減少了設備，降低了能耗；三是新處理站的水處理及消防利用已建設施，節(jié)約了投資，縮短了工期。

1.5 環(huán)境保護

本次開發(fā)的烏33、烏36油區(qū)，為保護景區(qū)環(huán)境，減少對周圍地貌的破壞，工程采取了一系列保護環(huán)境的有效措施：一是采油井場采用叢式井場，地面統(tǒng)一設置井口排污池，并設置圍欄及蓋板，以減少環(huán)境污染；二是為保護景區(qū)的公路、集油、電力、通訊等路線采用同一廊帶平行布設，節(jié)省了工程占地，方便了后期生產管理；三是烏36、烏33至原油處理站管道穿越白楊河時，為避免事故發(fā)生，在枯水期時采取大開挖穿越方式，管道埋深4m以下（河床以下2.5m），并且在管道外加鋼質套管兩端封堵，管道在河道兩端設緊急切斷閥，最大限度降低管道事故發(fā)生的可能性；四是油區(qū)中，靠近景區(qū)的低壓配電線路采用電纜埋地敷設，遠離景區(qū)的采用架空線路，以減小對景區(qū)景觀的影響。

2 結語

烏爾禾油田2008年地面建設工程作為新疆油田重點工程，從設計到投產只用了10個月時間。經生產實踐表明，該項目原油集輸及處理工藝選用的流程較為成熟可靠，能滿足生產需要及用戶需求。在設計中，貫徹節(jié)能及環(huán)保原則，采取了一系列措施，降低了能耗，保護了環(huán)境，取得了較好的經濟效益和社會效益。

[1] 中國石油天然氣集團公司,中華人民共和國公安部.GB 50183—2004 石油天然氣工程設計防火規(guī)范[S].北京: 中國計劃出版社,2005.

[2] 中國石油天然氣集團公司.GB 50350—2005 油田油氣集輸設計規(guī)范[S].北京: 中國計劃出版社,2005.

[3] 中國石油天然氣集團公司.GB 50391—2006 油田注水工程設計規(guī)范[S].北京: 中國計劃出版社,2006.

[4] 中國石油天然氣集團公司.GB 50253—2003 輸油管道工程設計規(guī)范[S].北京: 中國計劃出版社,2003.

[5] 油氣田及管道建設設計專業(yè)標準化委員會.GB 50251—2003 輸氣管道工程設計規(guī)范[S]. 北京: 中國計劃出版社,2003.

[6] 中華人民共和國公安部.GB 50016—2006 建筑設計防火規(guī)范[S].北京: 中國計劃出版社,2006.

[7] 中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB/T 8163—2008 輸送流體用無縫鋼管[S].北京: 中國標準出版社,2008.

[8] 《油田油氣集輸設計技術手冊》編寫組.油田油氣集輸設計技術手冊[M].北京: 石油工業(yè)出版社, 1994.

TE41

A

1004-2970（2011）01-0023-03

雷鳴. 烏爾禾油田地面建設工程設計特點分析. 石油規(guī)劃設計，2011，22（1）：23～25

* 雷鳴，男，高級工程師。1991年畢業(yè)于西南石油大學油氣儲運專業(yè)，獲學士學位?，F(xiàn)在新疆石油勘察設計研究院，主要從事油氣集輸設計工作。地址：新疆維吾爾自治區(qū)克拉瑪依市友誼路115號新疆石油勘察設計研究院油氣工藝所，834000。E-mail：Leiming-xj@petrochina.com.cn

2010-05-14

谷風樺