渤海油田天然氣區(qū)域化聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)新模式探索與實(shí)踐

張宏友 馬奎前 蘇彥春 黃 凱 袁 東

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司)

0 引言

天然氣是國(guó)民經(jīng)濟(jì)生存和發(fā)展的戰(zhàn)略能源之一，作為“綠色能源”已廣泛應(yīng)用于居民生活、城市燃?xì)?、工業(yè)發(fā)電、化工生產(chǎn)等。按相態(tài)天然氣可分為游離氣、溶解氣、吸附氣、天然氣水合物、干濕氣和凝析氣，天然氣在地層中都以氣態(tài)存在，具有產(chǎn)氣量高、穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)；與石油相伴的溶解氣，是指溶解于地下原油中的天然氣，伴隨原油被采出，油田開(kāi)發(fā)初期氣量相對(duì)較多，但在油田開(kāi)發(fā)中后期，隨著原油產(chǎn)量遞減，氣量開(kāi)始減少，穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間短。

與原油不同，天然氣開(kāi)發(fā)需要建設(shè)完善的天然氣輸氣管線、穩(wěn)定的下游市場(chǎng)用戶，用戶則要求長(zhǎng)期、穩(wěn)定、安全的天然氣產(chǎn)量，因此以往天然氣開(kāi)發(fā)利用主要以氣藏氣為主。伴生氣資源由于大多儲(chǔ)量規(guī)模小、產(chǎn)氣量低、穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間短，無(wú)法滿足用戶要求，加之海上油田建設(shè)天然氣管線成本高，除部分被作為自耗氣外，剩余伴生氣資源通常作為“廢氣”放空燃燒，造成資源的極大浪費(fèi)。

本文以渤西南地區(qū)為例，介紹渤海油田在探索實(shí)踐天然氣區(qū)域化聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)新模式、綜合利用天然氣資源方面取得的成果。

1 天然氣區(qū)域化聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)新模式探索與實(shí)踐

渤西南地區(qū)位于渤海西、南部海域，石油天然氣資源豐富。區(qū)域上，分為渤南、渤西、曹妃甸、蓬萊4大油田群，截止到目前，已經(jīng)投產(chǎn)油氣田27個(gè)，共動(dòng)用探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量約1000×108m3，其中伴生氣資源地質(zhì)儲(chǔ)量超過(guò)60%，因此伴生氣資源的合理開(kāi)發(fā)利用至關(guān)重要。然而，渤西南地區(qū)油田群獨(dú)立的天然氣開(kāi)發(fā)體系，無(wú)法實(shí)現(xiàn)資源共享、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，一方面大量剩余伴生氣被放空燃燒，而另一方面又面臨自耗氣短缺、供氣形勢(shì)嚴(yán)峻，天然氣資源未得到合理利用。

針對(duì)渤西南地區(qū)天然氣開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀，遵循“資源共享、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、統(tǒng)籌規(guī)劃、合理利用天然氣資源”的原則，通過(guò)天然氣管網(wǎng)將渤南、渤西、蓬萊、曹妃甸油田群連成一片(圖1)，實(shí)踐渤西南地區(qū)天然氣區(qū)域化聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)新模式，既節(jié)約資源，減少環(huán)境污染，又提高油田開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)效益。整個(gè)渤西南地區(qū)天然氣區(qū)域化聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)可分為3種模式：

圖1 渤西南地區(qū)天然氣區(qū)域化聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)示意圖

1.1 油氣田內(nèi)部聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)模式

(1)渤南油氣田內(nèi)部聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)

最早渤南供氣體系是以BZ28油氣田為中心，聯(lián)合周邊其它3個(gè)油氣田進(jìn)行聯(lián)合開(kāi)發(fā)，建設(shè)了一條由“友誼號(hào)”FPSO至陸上終端天然氣輸氣管線，年最大輸送氣量5.0×108m3，共分兩期開(kāi)發(fā)建設(shè)，分別于2004年9月和2009年12月投產(chǎn)。這四個(gè)油氣田均以氣藏氣為主，預(yù)計(jì)2011年～2020年每年將向下游用戶穩(wěn)定輸送天然氣3.0×108m3～4.0×108m3。

近年來(lái)，隨著渤南油田群開(kāi)發(fā)力度的加大，以伴生氣為主的BZ34等11個(gè)新油氣田陸續(xù)投產(chǎn)，高峰年產(chǎn)天然氣5.0×108m3左右.由于以伴生氣為主，產(chǎn)氣量隨著原油產(chǎn)量遞減而下降，因此最初的開(kāi)發(fā)方案中均未考慮天然氣的開(kāi)發(fā)利用，除部分作為自耗氣外，剩余大量天然氣將會(huì)放空燃燒。2009年，依托現(xiàn)有渤南供氣體系的天然氣管線,新建了一條由BZ34油田至BZ28油氣田“友誼號(hào)”FPSO的天然氣管線，將以伴生氣為主的BZ34等11個(gè)油氣田剩余伴生氣資源輸送給下游市場(chǎng)用戶，率先在渤南油田群開(kāi)發(fā)體系內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了天然氣聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)。

渤南油田群開(kāi)發(fā)體系內(nèi)部實(shí)現(xiàn)天然氣聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)后，預(yù)計(jì)2011年～2016年需要外輸氣量達(dá)到7.0×108m3～8.0×108m3，超過(guò)了現(xiàn)有渤南供氣管線輸送能力，需要增加新的天然氣管線來(lái)解決富裕的天然氣產(chǎn)量。

(2)渤西油氣田內(nèi)部聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)

渤西油田群天然氣開(kāi)發(fā)利用較早，1997年投入生產(chǎn)，建立了以QK18油田為中心，天然氣經(jīng)海管輸送至陸上終端(天津?yàn)I海新區(qū))銷售。所供天然氣以“伴生氣”為主，產(chǎn)氣量隨原油產(chǎn)量變化，目前各油田大多已進(jìn)入油田開(kāi)發(fā)的中后期，原油產(chǎn)量與初期相比大幅度降低，產(chǎn)氣量隨之降低，通過(guò)措施增油提高的產(chǎn)氣量十分有限，天然氣生產(chǎn)形勢(shì)嚴(yán)峻，已不能滿足下游用戶對(duì)供氣量需求。

1.2 跨油氣田聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)模式

2010年，新建了一條由BZ28油氣田“友誼號(hào)”FPSO至BZ13油田至QK18油田的天然氣管線，把渤南油田群富裕天然氣通過(guò)渤西油田群現(xiàn)有天然氣管線輸送給下游市場(chǎng)用戶，實(shí)現(xiàn)渤西、渤南油田群的跨體系天然氣聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)模式，資源共享、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，既有效緩解渤西油田群天然氣缺口，富裕氣量增供天津市場(chǎng)，支持天津?yàn)I海新區(qū)的發(fā)展；又解決了渤南油田群天然氣產(chǎn)量過(guò)剩問(wèn)題，降低對(duì)原油產(chǎn)量的影響。

1.3 區(qū)域聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)模式

蓬萊油田群是中國(guó)海上第一大油田，伴生氣資源儲(chǔ)量規(guī)模大，然而油田群面卻面臨著開(kāi)發(fā)早期剩余大量伴生氣資源，而中、后期自耗氣嚴(yán)重短缺的問(wèn)題。目前該油田群處于產(chǎn)能建設(shè)階段，所產(chǎn)天然氣除用作自耗氣外，剩余氣量作為“廢氣”放空燃燒，日放空氣量高達(dá)65×104m3。隨著新井的不斷投產(chǎn)，放空的天然氣有逐漸增加的趨勢(shì)，造成資源極大浪費(fèi)，也不符合國(guó)家節(jié)能減排環(huán)保要求。然而，油田進(jìn)入開(kāi)發(fā)中、后期，隨著原油產(chǎn)量遞減，伴生氣量隨之減少，預(yù)計(jì)2017年產(chǎn)氣量將無(wú)法滿足自耗氣的需求。

與蓬萊油田群一樣，曹妃甸油田群目前也面臨著伴生氣大量富余，日放空氣量31×104m3，預(yù)計(jì)2018年將面臨自耗氣短缺的問(wèn)題。

2011年，新建了兩條天然氣管線分別將蓬萊油田群、曹妃甸油田群與現(xiàn)有渤南油田群供氣管線相連接。首先通過(guò)對(duì)渤南油田群產(chǎn)氣量?jī)?yōu)化調(diào)整、適當(dāng)降低以“氣藏氣”為主油氣田的產(chǎn)氣量，保證蓬萊油田群、曹妃甸油田群開(kāi)發(fā)早期大量剩余伴生氣資源利用南油田群供氣管線輸送給下游市場(chǎng)用戶；而開(kāi)發(fā)中、后期又可以利用這兩條新建天然氣管線將早期渤南油田群“預(yù)留”的天然氣資源返輸給蓬萊油田群、曹妃甸油田群，解決自耗氣短缺問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了體系間天然氣接替聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)模式，做到統(tǒng)籌規(guī)劃、科學(xué)合理利用天然氣資源。

天然氣區(qū)域化聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)實(shí)施后，渤西南地區(qū)所產(chǎn)天然氣除自耗外，全部外輸銷售，實(shí)現(xiàn)了資源共享、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，科學(xué)合理利用天然氣資源，達(dá)到節(jié)能減排增效的目的。預(yù)計(jì)2011年～2020年累計(jì)外輸銷售氣量71.0×108m3，與聯(lián)網(wǎng)前相比，增加外輸銷售氣量32.0×108m3(圖2)，2016年～2024年渤南油田群返輸蓬萊油田群、曹妃甸油田群自耗氣10.0×108m3。

圖2 區(qū)域化聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)前、后外輸氣量對(duì)比圖

2 結(jié)論

作為基礎(chǔ)性、區(qū)域性和戰(zhàn)略性項(xiàng)目，渤西南地區(qū)天然氣區(qū)域化聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)既有重要的現(xiàn)實(shí)意義，又具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義：

(1)科學(xué)合理利用渤南、蓬萊、曹妃甸油田群剩余伴生氣資源，解決了目前渤西油田群天然氣供氣缺口以及蓬萊、曹妃甸油田群后期面臨的自耗氣短缺問(wèn)題，同時(shí)也為渤西南地區(qū)長(zhǎng)期、穩(wěn)定的供氣奠定了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。

(2)實(shí)現(xiàn)了天然氣資源的合理利用，既節(jié)約資源，減少環(huán)境污染，又提高油田經(jīng)濟(jì)效益。

(3)探索并實(shí)踐了更富前瞻性的區(qū)域化聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)模式，將渤南—渤西—蓬萊—曹妃甸油田群連成一片，在渤海油田率先建立了天然氣大管網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了資源共享、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，促進(jìn)了區(qū)域的滾動(dòng)勘探開(kāi)發(fā)，成為渤海油田科學(xué)發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展的典范。

1 葉慶全，袁敏.油氣田開(kāi)發(fā)常用名詞解釋(第二版)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2002： 106-108.

2 張理.海上邊際油田伴生氣的利用[J].中國(guó)造船，2007，48(增刊)：223-226.