馬嶺油田地面工藝系統(tǒng)優(yōu)化簡化技術(shù)應用實踐

周學軍 雷 鈞 李 巖 楊 鋒

（1.西北大學地質(zhì)學系 陜西西安 710069）

（2.長慶油田公司技術(shù)監(jiān)測中心 陜西西安 710018）

（3.長慶油田公司第二采油廠 甘肅慶城 745100）

馬嶺油田地面工藝系統(tǒng)采用三級或四級布站，經(jīng)歷了原油生產(chǎn)低含水至中高含水的過程。期間，由于綜合含水上升及無效油井關(guān)停等原因，導致地面工藝系統(tǒng)效率下降、運行成本上升。結(jié)合油田生產(chǎn)實際，通過在馬嶺油田配套新工藝新技術(shù)，地面建設(shè)成本、系統(tǒng)運行能耗大幅度降低，人力資源進一步優(yōu)化。因此，采用成熟的地面工藝技術(shù)，持續(xù)不斷的優(yōu)化簡化老油田地面工藝流程，是降低地面建設(shè)投資、提高工藝技術(shù)水平，走低成本、效益化開發(fā)的必經(jīng)之路。

一、基本概況

馬嶺油田位于甘肅省慶城縣境內(nèi)，油田分馬嶺北、馬嶺中、馬嶺南、上里塬四個含油區(qū)，探明含油面積192.86 K m2，地質(zhì)儲量7952.1×104t。1971年開始試采，最高年產(chǎn)油達到80×104t。截止2014年5月，油井開井380口，井口日產(chǎn)液水平3374t，井口日產(chǎn)油水平699 t，綜合含水79.3%，年產(chǎn)油量25×104t。

馬嶺油田位于黃土高原上，溝壑縱橫，站點分散，地面建設(shè)成本高，采用井口不加熱單管集油流程和“井口—計量站—轉(zhuǎn)油站—聯(lián)合站”的三級或四級布站方式，適應了當時的地面建設(shè)配套需要。目前管轄站點28座，其中，聯(lián)合站3座，轉(zhuǎn)油站3座，增壓站9座（數(shù)字化增壓橇8座），拉油站12座，卸油站1座。管轄注水站21座（注水橇6座），其中11座注水站與集輸站點合建。

二、存在的問題

隨著開發(fā)時間的延長，老油田地面工藝系統(tǒng)逐漸暴露出一系列問題，生產(chǎn)運行成本逐年升高，安全環(huán)保壓力逐年加大。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.效率低，能耗高，用工數(shù)量大

由于原油含水的不斷上升，產(chǎn)水量和注水量增大，產(chǎn)出液輸送能耗及處理費用增高。部分計量站或轉(zhuǎn)油站由于部分油井關(guān)停，存在“大馬拉小車”現(xiàn)象，因產(chǎn)出液中富含成垢、腐蝕離子，集輸管網(wǎng)、設(shè)備設(shè)施腐蝕嚴重，維護成本高。依照前期生產(chǎn)運行方式，一座計量站平均需員工5人，轉(zhuǎn)油站需員工10人，且配水間需人員長期住守，用工數(shù)量達到4800人/百萬噸。

2.脫出水未得到有效利用

原油脫出水主要在集中處理站處理、回注，上游注水開發(fā)區(qū)塊仍以注清水為主。該地區(qū)清水資源較匱乏，脫出水若替代清水有效回注油層，將節(jié)約寶貴的清水資源和購買成本。截止2012年底，馬嶺油田采出水有效回注率僅為54.5%，二次利用空間較大。

3.新工藝新技術(shù)應用較少

隨著長慶油田公司數(shù)字化油田的規(guī)模建設(shè)，井口功圖計量、穩(wěn)流閥組配水、數(shù)字化增壓橇等新工藝新技術(shù)在西峰、華慶等油田成功推廣應用，馬嶺油田原有地面工藝配套技術(shù)和運行管理方式明顯落伍。

因此，為了進一步提高老油田地面工藝系統(tǒng)運行效率，降低生產(chǎn)成本，需要對地面系統(tǒng)進行簡化，實施“流程再造”，滿足新時期現(xiàn)代化油田管理的需要。

三、優(yōu)化簡化配套思路

1.工作思路

以優(yōu)化勞動力、提高經(jīng)濟效益為目的，本著“立足生產(chǎn)，滿足運行，精簡流程，提高效率”的原則，開展老油田地面工藝系統(tǒng)優(yōu)化簡化。在實施過程中，注重“四個結(jié)合”，即與油田開發(fā)相結(jié)合、與生產(chǎn)運行相結(jié)合、與更新維護相結(jié)合、與工藝技術(shù)相結(jié)合。簡化老油田的生產(chǎn)運行和管理環(huán)節(jié)，減少運行成本，提高工作效率，努力探索老油田管理增效的新途徑。

2.技術(shù)配套

①將油井計量方式從計量站站內(nèi)前移至井口，實現(xiàn)單井在線計量。

②推行閥組加溫自壓輸油工藝，關(guān)停自壓輸油的計量站。

③推廣應用穩(wěn)流配水閥組，實現(xiàn)無人值守并達到平穩(wěn)注水，減輕勞動強度。

④配套數(shù)字化增壓撬，實現(xiàn)自控變頻連續(xù)輸油，降低生產(chǎn)成本。

⑤實施站點數(shù)字化配套，實現(xiàn)井站重要生產(chǎn)參數(shù)的自動采集、監(jiān)測與控制，提高工作效率。

⑥采用柔性復合管等防腐管材，減少因管網(wǎng)腐蝕破漏對油區(qū)環(huán)境的污染。

通過以上六項成熟技術(shù)的應用，實施關(guān)停并轉(zhuǎn)、水力越站，簡化管理環(huán)節(jié)，降低運行成本，提高經(jīng)濟效益，老油田逐步向新油田地面工藝靠攏。

四、現(xiàn)場應用實踐

近兩年，結(jié)合老油田數(shù)字化配套建設(shè)，在馬嶺油田推廣應用成熟的工藝技術(shù)，因地制宜地進行數(shù)字化改造，降低生產(chǎn)成本投入，優(yōu)化人力資源，提高地面集輸系統(tǒng)效率，通過各種方法解決老油田出現(xiàn)的問題。

1.關(guān)停低產(chǎn)區(qū)塊，降低運行成本

隨著開發(fā)時間的延長，馬嶺油田有5個區(qū)塊日產(chǎn)油量低于5t，用工人數(shù)76人，年投入成本840萬元。根據(jù)油藏及油水井關(guān)停情況，先后對北一區(qū)、中二區(qū)等5個低效區(qū)塊實施整體關(guān)停，關(guān)停站點10座。

2.選用成熟工藝，關(guān)停計量站點

通過配套功圖計量技術(shù)[1]，將油井計量前移至井口，并能實時監(jiān)控油井生產(chǎn)工況；配套電磁加熱裝置，對站點所匯集液量進行加熱后外輸；配套穩(wěn)流配水閥組[2]，實現(xiàn)注水井流量自動配注，并可將數(shù)據(jù)遠傳至站點控制平臺[3]，通過以上技術(shù)配套，原計量站、配水間功能全部實現(xiàn)。截止目前，先后對中18計、中19計等8座站點實施關(guān)停，減少用工39人，年降低運行成本210萬元。

3.優(yōu)化集輸流程，合理利用資源

南一區(qū)為馬嶺油田的一個生產(chǎn)區(qū)塊，已建集輸站點4座，注水站1座。2013年該區(qū)日產(chǎn)液量990 m3，日產(chǎn)油量60 t，綜合含水92.9%。南102轉(zhuǎn)已于2005年改造為具有脫水功能的集中處理站，低含水油外輸至南聯(lián)站，外輸液量390 m3/d。經(jīng)現(xiàn)場論證，在南102轉(zhuǎn)新建拉油棧橋，凈化油拉運至卸油臺，停用外輸線；脫出水外輸至南一注有效回注。新增采出水回注水量200 m3/d；外輸管線運行、維護費用減少100萬元/年。

4.配套數(shù)字化橇，替代轉(zhuǎn)油站點

轉(zhuǎn)油站主要功能為收集上游站點液量，經(jīng)計量、加熱后增壓外輸，當油井計量通過功圖計量前移至井口后，轉(zhuǎn)油站僅負責加熱和增壓外輸。借鑒數(shù)字化增壓橇在西峰油田的成功應用[4]，將數(shù)字化增壓橇應用于轉(zhuǎn)油站，其主要工藝流程為單井產(chǎn)出液經(jīng)總機關(guān)混合、過濾器過濾后，通過混輸泵增壓外輸；變頻裝置可根據(jù)上游來液大小自動調(diào)整泵的轉(zhuǎn)速；通過遠程終端控制系統(tǒng)，將增壓、自控等多功能高度集成，由電動閥門切換，滿足多種工藝流程。緩沖分離的伴生氣可供裝置燃燒加熱，無伴生氣的站點依托原轉(zhuǎn)油站加熱系統(tǒng)。截止目前，已在馬嶺油田的8座站點配套應用，減少用工30人，年降低運行成本150萬元。

5.采用防腐管線，確保平穩(wěn)集輸

馬嶺油田采出液中C O2的含量較高，硫酸鹽還原菌、腐生菌處于嚴重超標狀態(tài)，造成集輸、注水管線腐蝕嚴重。鑒于非金屬管材良好的防腐性能，在集輸、注水系統(tǒng)上使用柔性復合管、塑料合金管、玻璃鋼管等三大類共計105k m管線。防腐管線安裝和維護便捷，解決了前期鋼質(zhì)管網(wǎng)腐蝕、使用壽命短的問題。

6.監(jiān)控生產(chǎn)參數(shù)，提高工作效率

在井場配套功圖計量、穩(wěn)流配水閥組、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、抽油機遠程啟停和自動投球裝置，現(xiàn)場大量的人工巡檢轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮友沧o、智能管理，削減了人員、交通等安全風險。在聯(lián)合站、轉(zhuǎn)油站配套DCS監(jiān)控系統(tǒng)，配套靜壓液位計，氣體含量檢測儀，溫度、壓力變送器、視頻監(jiān)控等自動化設(shè)備和裝置，實現(xiàn)油氣集輸、采出水處理、供熱、供電、消防等系統(tǒng)重要生產(chǎn)參數(shù)的自動采集、監(jiān)測與控制[5]，減少站點值班人員，降低員工勞動強度。

五、成果與認識

1.通過實施老油田關(guān)停并轉(zhuǎn)、優(yōu)化簡化工藝流程，達到了降低生產(chǎn)運行成本的目的，投資效益高。近兩年共關(guān)停站點18座，優(yōu)化人員145人，年降低運行成本1300萬元。

2.數(shù)字化油田的建設(shè)，實現(xiàn)了從人工巡檢式管理到預警式、接警式管理的轉(zhuǎn)變，提高了生產(chǎn)效率和技術(shù)管理水平。崗位員工從簡單、重復的操作工作中解脫出來，從事數(shù)字化技術(shù)操作和管理，確保了員工由技能操作型向技術(shù)管理型的轉(zhuǎn)變。

3.消減了安全隱患，數(shù)字化系列技術(shù)替代了大量人工現(xiàn)場操作，人防變技防，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的智能監(jiān)控，解決了老油田由于設(shè)備設(shè)施老化、工藝管網(wǎng)腐蝕嚴重和因地形地貌復雜潛在的安全隱患。

4.馬嶺油田地面工藝系統(tǒng)優(yōu)化簡化的成功實踐，為同類型老油田地面工藝系統(tǒng)調(diào)整改造提供了很好的借鑒經(jīng)驗。

[1]楊瑞,黃偉,辛宏,王永全,李明江.功圖法油井計量技術(shù)在長慶油田的應用[J].油氣田地面工程.2010(02).

[2]常彥榮,李世榮,王海.注水井穩(wěn)流配水工藝技術(shù)[J].油氣田地面工程.2006(12).

[3]余金澤,任貴山,張杰,檀朝鑾.注水井遠程智能調(diào)控系統(tǒng)[J].中國石油和化工.2008(18).

[4]張應科,張興良,潘宏文,盧延軍.適應企業(yè)快速發(fā)展的數(shù)字化采油廠建設(shè)[J].中國石油企業(yè).2011(03).

[5]楊世海,高玉龍,鄭光榮,安玥馨,章瑞.長慶油田數(shù)字化管理建設(shè)探索與實踐[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督.2011(05).