陳家莊油田地面系統(tǒng)優(yōu)化研究

摘 要：陳家莊油田經(jīng)過40年的滾動開發(fā)建設(shè)，由于缺乏長期的地面建設(shè)規(guī)劃，造成地面系統(tǒng)反復(fù)改造和擴(kuò)建，系統(tǒng)格局不合理、站庫負(fù)荷不均衡、設(shè)施之間安全距離不夠等問題。文章通過分析地面系統(tǒng)的現(xiàn)狀及存在的問題，提出了地面系統(tǒng)整體優(yōu)化方案。

關(guān)鍵詞：油田；滾動開發(fā)；地面系統(tǒng)；整體優(yōu)化

中圖分類號：TE357.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）12-0013-02

陳家莊油田經(jīng)過40年的滾動開發(fā)建設(shè)，先后探明和動用了陳25、陳40、陳15-37、陳373、陳371、陳319等區(qū)塊，動用區(qū)塊均為稠油，50 ℃地面脫氣原油粘度為5 300～56 150 mPa·s，密度為0.9643～1.0091 g/cm3。北部區(qū)塊為普通稠油，采用注水開發(fā)。南部區(qū)塊為超稠油，采用注蒸汽熱力開發(fā)。自1973年發(fā)現(xiàn)至今地面系統(tǒng)陸續(xù)建設(shè)了陳家莊聯(lián)合站、陳家莊注水站、陳北接轉(zhuǎn)站、陳北注汽站、陳南聯(lián)合站、改造了16#站。

1 地面系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀

1.1 陳家莊聯(lián)合站

陳家莊聯(lián)合站于1992年建成投產(chǎn)，設(shè)計油水處理規(guī)模為3 000 m3/d，原油處理規(guī)模30×104 t/a，污水經(jīng)簡單除油處理后回灌地層。隨著油田滾動開發(fā)和水驅(qū)采油工藝的全面實施，產(chǎn)液量和產(chǎn)油量不斷上升，為了適應(yīng)陳家莊油田的產(chǎn)液量和產(chǎn)油量不斷增長的處理需求，陳家莊聯(lián)合站先后經(jīng)歷了7次改造和擴(kuò)建，目前該站的油水處理規(guī)模達(dá)到了12 000 m3/d。2010年為了適應(yīng)日益增長污水處理和注水水質(zhì)要求，在該站又?jǐn)U建了污水處理系統(tǒng)，設(shè)計污水處理規(guī)模為13 000 m3/d，處理水質(zhì)為C3級。

1.2 陳家莊注水站

陳家莊注水站與陳家莊聯(lián)合站同期毗鄰建設(shè)，位于陳家莊聯(lián)合站的西側(cè)，接收陳家莊聯(lián)合站處理的污水，擔(dān)負(fù)陳家莊油田注水及回灌任務(wù)。該站經(jīng)歷了3次擴(kuò)建，最近一次擴(kuò)建注水規(guī)模為16 000 m3/d。

1.3 陳北接轉(zhuǎn)站及注汽站

2004年在陳373塊開辟了注蒸汽熱采試驗區(qū)，并取得了突破。2007年在陳家莊油田中部新建陳北接轉(zhuǎn)站和陳北注汽站，兩站毗鄰，該站承擔(dān)陳373塊油井采出液進(jìn)站加熱、分水、緩沖、轉(zhuǎn)液及區(qū)塊摻水等任務(wù)，采出液輸送到陳家莊聯(lián)合站處理。注汽站承擔(dān)周邊區(qū)塊的注汽任務(wù)。

1.4 16#站

2008年動用了陳371塊，改造了16#站，由摻水計量站臨時改造為接轉(zhuǎn)站，站內(nèi)具有摻水計量、油井計量、進(jìn)站加熱、油氣分離和轉(zhuǎn)液功能。采出液輸送到陳家莊聯(lián)合站處理。

1.5 陳南聯(lián)合站

2008～2009年動用了陳311塊、陳319等特稠油區(qū)塊，于2009年新建陳南聯(lián)合站，該站具有采出液管輸進(jìn)站分水、加熱、沉降、外輸、摻稀油、摻水等功能，設(shè)計油水處理規(guī)模10 000 m3/d，原油處理規(guī)模60×104 t/a。

2 地面系統(tǒng)存在的問題

2.1 前期缺乏長遠(yuǎn)規(guī)劃

由于缺乏長期的地面系統(tǒng)整體規(guī)劃，導(dǎo)致站庫反復(fù)改造和擴(kuò)建，站內(nèi)流程不順、布局不合理。如早期建設(shè)的陳家莊聯(lián)合站，經(jīng)歷了7次改造和擴(kuò)建，注水和污水處理系統(tǒng)分布在原油處理系統(tǒng)左右兩側(cè)，處理后的污水需要穿過原油處理系統(tǒng)進(jìn)入注水站。

2.2 地面系統(tǒng)格局不合理

聯(lián)合站位于陳家莊油田的南北兩端，接轉(zhuǎn)站位于油田的中間部位，陳北接轉(zhuǎn)站和16#站油水由南向北輸至陳家莊聯(lián)合站處理，處理后的原油又北向南輸送，與大的原油外輸系統(tǒng)流向相悖；另外，陳家莊油田注水和回灌區(qū)位于北部，陳南聯(lián)合站分出的污水需要由南向北穿越油區(qū)輸送到陳家莊注水站。

2.3 區(qū)塊滾動開發(fā)造成聯(lián)合站處理負(fù)荷不均衡

根據(jù)目前運(yùn)行現(xiàn)狀，陳家莊聯(lián)合站生產(chǎn)負(fù)荷達(dá)到了設(shè)計規(guī)模的116%，而陳南聯(lián)合站負(fù)荷率僅為80%。根據(jù)陳家莊油田未來五年開發(fā)指標(biāo)，按照目前的系統(tǒng)格局，預(yù)測陳家莊聯(lián)合站的生產(chǎn)負(fù)荷將達(dá)到設(shè)計規(guī)模的168%，而陳南聯(lián)合站下降為77%，區(qū)塊滾動開發(fā)造成聯(lián)合站處理負(fù)荷不均衡。

2.4 16#站部分設(shè)施之間的距離不滿足防火規(guī)范要求

為了區(qū)塊滾動開發(fā)快速上產(chǎn)的需要，16#站是由摻水計量站改造為接轉(zhuǎn)站，在該站增加了油氣分離器、泵房等轉(zhuǎn)液設(shè)施，由于圍墻外安全距離受限，站內(nèi)新增設(shè)施插空建設(shè)，造成部分生產(chǎn)設(shè)施安全距離不符合防火規(guī)范要求。

3 地面系統(tǒng)優(yōu)化研究

3.1 系統(tǒng)格局優(yōu)化思路

①為了平衡聯(lián)合站的處理負(fù)荷，把陳北接轉(zhuǎn)站外輸液由輸往陳家莊聯(lián)合站改為輸至陳南聯(lián)合站處理，既可以解決陳家莊聯(lián)合站需要擴(kuò)建而無位置擴(kuò)建的狀況，又能夠提高陳南聯(lián)合站的生產(chǎn)效率。

②為了安全生產(chǎn)，恢復(fù)16#站的摻水計量功能，并在16#站所轄區(qū)塊的中心新建摻水接轉(zhuǎn)站，對16#站所轄區(qū)塊的產(chǎn)液及周邊新區(qū)產(chǎn)液進(jìn)入新建摻水接轉(zhuǎn)站，油水輸至陳家莊聯(lián)合站。

③在陳南聯(lián)合站站外東側(cè)新建污水處理系統(tǒng)，處理后的污水調(diào)到陳家莊注水站回注和回灌，并在適當(dāng)?shù)臅r機(jī)進(jìn)行污水資源化回用注汽鍋爐，可節(jié)約清水量約2 000 m3/d。

3.2 油水平衡及能力分析

為驗證地面系統(tǒng)格局優(yōu)化后的可行性和經(jīng)濟(jì)性，對改變系統(tǒng)格局后聯(lián)合站的油水平衡及能力進(jìn)行分析。調(diào)整系統(tǒng)格局后油水平衡及能力分析見表1：

根據(jù)《油田地面工程建設(shè)規(guī)劃設(shè)計規(guī)范》SY 0049-2006，在工程適應(yīng)期內(nèi)，集中處理站（聯(lián)合站）的規(guī)?？蛇m應(yīng)油田產(chǎn)量的80%～120%的變化范圍，因此該站可滿足生產(chǎn)運(yùn)行。

通過聯(lián)合站能力分析，系統(tǒng)格局優(yōu)化后，陳家莊聯(lián)合站不需要改造和擴(kuò)建，而陳南聯(lián)合站的分水能力和原油沉降脫水能力不足，可以通過擴(kuò)建分水器、調(diào)整站內(nèi)工藝流程及設(shè)施功能等改造投資最小化的措施來適應(yīng)新增產(chǎn)能的處理要求。系統(tǒng)格局優(yōu)化后，可降低工程投資約4 000萬元，因此系統(tǒng)格局優(yōu)化方向是經(jīng)濟(jì)可行的。

3.3 聯(lián)合站的工藝優(yōu)化

陳南聯(lián)合站稠油脫水采用摻稀原油降粘脫水處理，稀原油在閥組摻入，由于稀原油物性逐漸變差，20 ℃稀原油的密度由初期的0.9256 g/cm3上升為0.935 g/cm3，50 ℃的粘度由152 mPa·s上升為190 mPa·s，因此稠油的摻稀油比由設(shè)計時的1：1.5上升為目前的1：2.2。該站生產(chǎn)流程為：

進(jìn)站閥組→一級分水器→一級加熱爐→二級分水器→二級加熱爐→油氣分離器→一次沉降罐→二次沉降罐→三次沉降罐→凈化油罐→外輸泵→外輸

目前原油沉降系統(tǒng)總沉降時間為61.5 h（設(shè)計沉降時間為60 h），沉降溫度為90 ℃，能夠滿足外輸含水≤1.5%指標(biāo)要求。按照陳家莊油田未來五年開發(fā)預(yù)測，原油動態(tài)沉降時間由目前運(yùn)行的61.5 h縮短為53 h。根據(jù)該站的運(yùn)行經(jīng)驗，縮短動態(tài)沉降時間，外輸含水超標(biāo)。因此需要調(diào)整站內(nèi)設(shè)備和優(yōu)化站內(nèi)工藝以滿足新增產(chǎn)能的處理要求。

①調(diào)整站內(nèi)設(shè)備功能：把2 000 m3污水事故罐調(diào)整為二級沉降罐使用，1 000 m3污水罐調(diào)整為凈化油罐使用，延長稠油的沉降時間和儲存時間，提高沉降效果。

②優(yōu)化站內(nèi)工藝：由目前的三級動態(tài)沉降調(diào)整為一次動態(tài)沉降+二次靜態(tài)沉降。根據(jù)現(xiàn)場運(yùn)行經(jīng)驗，靜態(tài)沉降時間比動態(tài)沉降時間縮短約10%～15%，工藝流程優(yōu)化后，兩級沉降總時間為53 h，其效果相當(dāng)動態(tài)沉降62.5～72 h。

優(yōu)化后的工藝流程為：

進(jìn)站閥組→一級分水器→一級加熱爐→→油氣分離緩沖罐→一次沉降罐（2座，動態(tài)）→二次沉降罐（1座出，1座進(jìn)，1座靜態(tài)）→凈化油罐→外輸泵

站內(nèi)工藝優(yōu)化后，陳南聯(lián)合站的站效約提高5%。

4 結(jié) 語

通過對系統(tǒng)格局和聯(lián)合站工藝的整體優(yōu)化，不僅平衡了系統(tǒng)負(fù)荷，消除了安全隱患，并且最大限度地減少了改擴(kuò)建工程量，有效降低了改造投資，提高了生產(chǎn)效率。因此，對于滾動開發(fā)的油田，加強(qiáng)地面系統(tǒng)的整體優(yōu)化和長期規(guī)劃是非常必要的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉秀才，王桂青，李平.西部外圍油田地面系統(tǒng)優(yōu)化[J].油氣田地面工程，2005，（11）.