榆樹林油田二氧化碳試驗(yàn)區(qū)地面集輸工藝的適應(yīng)性

王樂 大慶榆樹林油田開發(fā)有限責(zé)任公司

榆樹林油田二氧化碳試驗(yàn)區(qū)地面集輸工藝的適應(yīng)性

王樂 大慶榆樹林油田開發(fā)有限責(zé)任公司

自2008年起榆樹林油田開展了CO2驅(qū)油現(xiàn)場試驗(yàn)，收到了較好的注氣效果，2010年開始逐年擴(kuò)大試驗(yàn)規(guī)模，規(guī)劃到2020年擴(kuò)大到15個(gè)試驗(yàn)區(qū)塊，氣驅(qū)受效油井674口。CO2驅(qū)油開發(fā)具有區(qū)塊分散、試驗(yàn)區(qū)塊變數(shù)大、規(guī)模較小、后續(xù)滾動(dòng)開發(fā)強(qiáng)等特點(diǎn)。同時(shí)，試驗(yàn)區(qū)塊具有油井零星分散、個(gè)別受效油井在已建水驅(qū)系統(tǒng)等特點(diǎn)。因此，地面系統(tǒng)要針對各區(qū)塊地質(zhì)開發(fā)特點(diǎn)和地面條件，因地制宜地摸索適用的集輸工藝流程。

榆樹林油田；CO2腐蝕；防凍堵；集輸工藝

榆樹林油田為典型的“三低”油田，針對油田扶楊三類儲層注水難、能量補(bǔ)充難，水驅(qū)不能有效開發(fā)等難題，從2008年開始，相續(xù)在樹101、東14以及其他零散區(qū)塊開展了二氧化碳（CO2）驅(qū)油試驗(yàn)。隨著試驗(yàn)的深入開展，采出井見氣量加大，CO2防腐、凍堵問題對地面集輸系統(tǒng)提出了新的挑戰(zhàn)。

1 集輸系統(tǒng)面臨的形勢

1.1CO2驅(qū)地質(zhì)開發(fā)特點(diǎn)

自2008年起榆樹林油田開展了CO2驅(qū)油現(xiàn)場試驗(yàn)，收到了較好的注氣效果，2010年開始逐年擴(kuò)大試驗(yàn)規(guī)模，規(guī)劃到2020年擴(kuò)大到15個(gè)試驗(yàn)區(qū)塊，氣驅(qū)受效油井674口。CO2驅(qū)油開發(fā)具有區(qū)塊分散、試驗(yàn)區(qū)塊變數(shù)大、規(guī)模較小、后續(xù)滾動(dòng)開發(fā)強(qiáng)等特點(diǎn)。同時(shí)，試驗(yàn)區(qū)塊具有油井零星分散、個(gè)別受效油井在已建水驅(qū)系統(tǒng)等特點(diǎn)。因此，地面系統(tǒng)要針對各區(qū)塊地質(zhì)開發(fā)特點(diǎn)和地面條件，因地制宜地摸索適用的集輸工藝流程。

1.2 CO2腐蝕問題

CO2腐蝕是阻礙CO2試驗(yàn)區(qū)塊依托原系統(tǒng)建設(shè)的瓶頸因素。目前榆樹林油田已建的15個(gè)轉(zhuǎn)油站站內(nèi)加熱設(shè)備（摻水爐、四合一裝置等）材質(zhì)均為Q235，抗CO2腐蝕能力較差；站外已建集輸金屬管道及控制閥門均為20#碳鋼材質(zhì)，對CO2防腐適應(yīng)能力亦較差。因此，CO2試驗(yàn)區(qū)塊依托已建水驅(qū)集輸系統(tǒng)建設(shè)，氣驅(qū)受效油井見氣采后，腐蝕將遍及原集輸工藝管道與設(shè)備，會(huì)引起管道穿孔、閥門失效，泵泄漏、壓力設(shè)備腐蝕等問題，從而降低管道、設(shè)備的使用壽命，給油田生產(chǎn)帶來諸多安全隱患。

1.3 CO2凍堵問題

CO2采出流體由于CO2水合物分解或CO2相態(tài)變化吸熱，易引發(fā)地面集輸管道凍堵事故，致使油井停產(chǎn)，阻礙CO2驅(qū)油試驗(yàn)的進(jìn)行。例如：大慶油田方48CO2試驗(yàn)區(qū)地面集油系統(tǒng)采用環(huán)狀摻水流程，生產(chǎn)中油井見氣明顯，多數(shù)集油環(huán)發(fā)生多起凍堵事故而阻礙試驗(yàn)的進(jìn)行。因此，地面建設(shè)要選擇適宜的集輸工藝以實(shí)現(xiàn)安全平穩(wěn)生產(chǎn)。

2 地面集輸工藝的適應(yīng)性

針對各試驗(yàn)區(qū)塊地質(zhì)開發(fā)特點(diǎn)及地面系統(tǒng)條件，優(yōu)選適用的地面建設(shè)模式。

2.1 “以簡待繁”的集輸工藝

2008年，榆樹林油田首次在樹101區(qū)塊開展了CO2驅(qū)油試驗(yàn)，區(qū)塊包括7口注氣井、16口受效油井。地面配套系統(tǒng)面臨試驗(yàn)開發(fā)變數(shù)大、經(jīng)驗(yàn)欠缺的建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)。為此，集輸工藝采取“以簡待繁”的建設(shè)思路。

樹101區(qū)塊油井應(yīng)用單井架罐拉油的工藝流程，即在單井集輸末端由井口余壓將采出液舉升至井場高架油罐后定期拉油集中卸液處理。工藝設(shè)計(jì)參數(shù)：①油罐容積20m3，根據(jù)地質(zhì)預(yù)測平均單井日產(chǎn)液量和拉油周期確定；②罐體高度3.88m，根據(jù)井口余壓和拉油車高度確定；③罐內(nèi)電加熱功率40kW，根據(jù)油罐儲液量、氣液比及CO2水合物吸熱經(jīng)驗(yàn)值確定。

該工藝優(yōu)點(diǎn)：工藝簡單，規(guī)避了管輸凍堵設(shè)計(jì)難題；能為CO2驅(qū)現(xiàn)場試驗(yàn)提供可靠的生產(chǎn)數(shù)據(jù)；為區(qū)塊建設(shè)管輸工藝緩沖了探索研究時(shí)間，且地面設(shè)備可再次利用。缺點(diǎn)：見氣后CO2只能在井口外排，存在環(huán)保壓力。

自2008年該區(qū)塊投入運(yùn)行至今，集輸系統(tǒng)區(qū)塊未發(fā)生凍堵事故，單井架罐拉油工藝保證了CO2驅(qū)油試驗(yàn)順利進(jìn)行。

2.2 水、氣驅(qū)“外分內(nèi)合”的集輸工藝

2011年，東14區(qū)塊建設(shè)處于CO2驅(qū)試驗(yàn)推進(jìn)階段，包括水驅(qū)、氣驅(qū)兩部分，總油井60口，其中氣驅(qū)受效油井31口，地面滿足建設(shè)完整集輸系統(tǒng)條件。為此，集輸工藝采取水、氣驅(qū)“外分內(nèi)合”的建設(shè)思路。

（1）站外分建集輸工藝。區(qū)塊內(nèi)水驅(qū)、氣驅(qū)油井分開建設(shè)。水驅(qū)區(qū)塊采用常規(guī)環(huán)狀摻水流程，氣驅(qū)區(qū)塊采用小環(huán)摻水流程、雙管摻水流程和環(huán)狀并聯(lián)摻水流程。小環(huán)摻水是將平臺井或集油半徑小于200m的2～3口油井串聯(lián)生產(chǎn)。離計(jì)量間近的井采用雙管摻水流程，實(shí)現(xiàn)單井獨(dú)立穩(wěn)壓調(diào)參的目的；離計(jì)量間遠(yuǎn)的油井，為實(shí)現(xiàn)單井獨(dú)立控制、節(jié)省管道投資的目的，采用環(huán)狀并聯(lián)摻水流程，即一條總管摻水，距井口一定距離處設(shè)節(jié)點(diǎn)分水，避開易凍堵發(fā)生段（經(jīng)驗(yàn)值5～20m），單井回油在節(jié)點(diǎn)處合并成一條總回油管流程，可形成類似雙管摻水流程的單井壓力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)單井穩(wěn)壓調(diào)參，避免井間干擾停產(chǎn)，在一定程度上保證了系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。

（2）站內(nèi)合建處理工藝。站內(nèi)合建處理工藝，即氣驅(qū)區(qū)塊站外計(jì)量間回油管道來液首先經(jīng)過油氣分離器進(jìn)行氣液分離，分離出的氣體由放空裝置排放掉，液體在進(jìn)入四合一裝置前與中和裝置投加的藥劑（堿）中和反應(yīng)后，與水區(qū)閥組間回油管道來液混合，進(jìn)入四合一裝置處理，最后經(jīng)外輸泵外輸至脫水站進(jìn)一步處理。

2.3 “守株待兔”的集輸工藝

零散區(qū)塊CO2驅(qū)受效油井零星分散，多在已建水驅(qū)集輸系統(tǒng)內(nèi)，且區(qū)塊后續(xù)開發(fā)情況不明朗，變數(shù)大。因此，地面建設(shè)采取保持原有集輸工藝，擇機(jī)改造已建系統(tǒng)的建設(shè)思路。目前，重點(diǎn)觀察油井見氣情況，探索改造已建水驅(qū)集輸系統(tǒng)的工藝技術(shù)。

3 集輸系統(tǒng)CO2防腐的適應(yīng)性

由于樹101區(qū)塊為未注水開發(fā)區(qū)塊，地質(zhì)預(yù)測采出液含水率（≤0.05%）可忽略，因此，Q235油罐及普通材質(zhì)碳鋼可適應(yīng)該地區(qū)的集輸需求。

由于開發(fā)前期東14注氣區(qū)塊為水驅(qū)，采出油井的含水率較高，因此，在優(yōu)選建設(shè)選材以提高系統(tǒng)CO2防腐適應(yīng)性時(shí)，以重點(diǎn)部位應(yīng)用防腐材質(zhì)為主，同時(shí)配以腐蝕在線監(jiān)測系統(tǒng)，在井口、計(jì)量間、氣液分離操作間、四合一裝置等主要站場投加緩蝕劑加藥裝置和設(shè)置防腐絕緣接頭。

為實(shí)現(xiàn)電解堵采用4.5mm碳鋼管道，部分集油管道采用芳胺類玻璃鋼管材及雙金屬復(fù)合（20+ 316L）管道；計(jì)量間、氣驅(qū)進(jìn)站閥組間管線及閥門采用不銹鋼（316L）材質(zhì)；油氣分離器采用通體不銹鋼（316L）材質(zhì)；外輸泵采用涂膜耐酸材質(zhì)。四合一壓力容器液體進(jìn)口、出口、氣體出口各設(shè)CO2腐蝕在線監(jiān)測系統(tǒng)1套，懸掛耐蝕材質(zhì)（Q235、304、316L、雙相不銹鋼）、涂層材質(zhì)（耐高溫涂料、減阻耐磨涂料、普通環(huán)氧涂料、無溶劑環(huán)氧涂料）掛片，為選擇經(jīng)濟(jì)材質(zhì)提供現(xiàn)場試驗(yàn)依據(jù)。

東12、樹16等零散區(qū)塊原集輸系統(tǒng)均采用普通碳鋼材質(zhì)，耐腐蝕性較弱?？紤]隨試驗(yàn)的推進(jìn)擇機(jī)增加緩蝕劑投加裝置及氣液分離防腐等措施。

4 結(jié)語

提高集輸系統(tǒng)耐CO2腐蝕性應(yīng)考慮在重點(diǎn)部位選擇防腐材質(zhì)為主；架罐拉油集輸工藝可實(shí)現(xiàn)樹101試驗(yàn)區(qū)塊連續(xù)平穩(wěn)生產(chǎn)，為區(qū)塊建設(shè)管輸工藝緩沖了探索研究時(shí)間；雙管摻水流程與環(huán)狀并聯(lián)單管摻水流程，可形成單井壓力系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)單井穩(wěn)壓調(diào)參，避免井間干擾停產(chǎn)，在一定程度上保證了生產(chǎn)平穩(wěn)運(yùn)行。

（欄目主持 張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.4.025