大慶油田天然氣生產(chǎn)運(yùn)行優(yōu)化分析

劉 剛 孫 瑩 星占龍

1大慶油田天然氣開(kāi)發(fā)部生產(chǎn)管理科2青海油田采油二廠

大慶油田天然氣生產(chǎn)運(yùn)行優(yōu)化分析

劉 剛1孫 瑩1星占龍2

1大慶油田天然氣開(kāi)發(fā)部生產(chǎn)管理科2青海油田采油二廠

大慶油田屬于高寒地區(qū)，天然氣生產(chǎn)夏季富裕放空，冬季供氣嚴(yán)重不足的產(chǎn)銷(xiāo)矛盾日益突出，嚴(yán)重制約了天然氣產(chǎn)能和市場(chǎng)開(kāi)發(fā)。通過(guò)近期開(kāi)發(fā)LNG、CNG等季節(jié)性調(diào)峰用戶，完善溶解氣回注高壓管道等項(xiàng)目，遠(yuǎn)期建設(shè)四站、朝51、升深2-1儲(chǔ)氣庫(kù)，夏季可有效減少放空量100×108m3/d；冬季按照油田、民用、化工和發(fā)電的順序組織生產(chǎn)，日調(diào)峰按照采暖鍋爐與工業(yè)錯(cuò)峰供氣并放大氣井配產(chǎn)的方式優(yōu)化運(yùn)行，提高日調(diào)峰能力50×108m3，進(jìn)一步提升了天然氣資源開(kāi)發(fā)效益。

天然氣開(kāi)發(fā)；生產(chǎn)運(yùn)行；優(yōu)化；調(diào)峰；管網(wǎng)；改造

1 天然氣開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

1.1 油田溶解氣開(kāi)發(fā)

大慶油田天然氣系統(tǒng)主要分為喇薩杏油田溶解氣系統(tǒng)和外圍氣層氣系統(tǒng)[1]，其中喇薩杏油田溶解氣系統(tǒng)從20世紀(jì)60年代初期開(kāi)始建設(shè)，經(jīng)過(guò)50多年的發(fā)展，目前共建有油氣加工裝置17套，日處理天然氣790×104m3，集輸管道5 761 km，年產(chǎn)氣21.5×108m3，大慶油田天然氣開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀見(jiàn)表1。

1.2 油田氣層氣開(kāi)發(fā)

大慶油田累計(jì)探明氣田23個(gè)，探明地質(zhì)儲(chǔ)量2 498.25×108m3，已開(kāi)發(fā)地質(zhì)儲(chǔ)量1 449.38×108m3，主要以升平、徐深等深層氣田為主，同時(shí)與阿拉新等中淺層氣田相互關(guān)聯(lián)，構(gòu)成大慶油田氣層氣系統(tǒng)。目前已建成集氣站58座，CO2液化站2座，CO2凈化廠1座，投產(chǎn)氣井309口，天然氣管道1 603 km，年產(chǎn)氣能力20.5×108m3，如表1所示，形成了覆蓋哈大齊工業(yè)走廊的天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)。

1.3 天然氣產(chǎn)銷(xiāo)

2014年大慶油田天然氣產(chǎn)量35×108m3，銷(xiāo)售量22.4×108m3，產(chǎn)銷(xiāo)網(wǎng)絡(luò)已走出大慶，拓展到哈爾濱、齊齊哈爾、肇東、安達(dá)等沿線城市，主要有大慶石化、大慶煉化、一重集團(tuán)、北滿特鋼等幾十家大工業(yè)用戶，受益人口600多萬(wàn)。隨著油氣當(dāng)量持續(xù)4 000×104t穩(wěn)產(chǎn)部署，2017年天然氣產(chǎn)量將達(dá)到45×108m3，銷(xiāo)售量31×108m3，天然氣產(chǎn)銷(xiāo)運(yùn)行面臨著更大的挑戰(zhàn)。

2 天然氣生產(chǎn)運(yùn)行存在的問(wèn)題

2.1 油田用氣不均衡矛盾突出

大慶油田天然氣生產(chǎn)的主要特點(diǎn)是油田生產(chǎn)夏季基本不用氣，冬季大量用氣，也是導(dǎo)致大慶地區(qū)產(chǎn)供銷(xiāo)不平衡矛盾的主要原因（夏季最低用氣量20×104m3/d，冬季最高用氣量420×104m3/d）。隨著油田原油產(chǎn)量持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)，年度產(chǎn)能建設(shè)持續(xù)遞增，進(jìn)一步加劇了冬夏季用氣的不均衡性。近5年來(lái)，油田冬夏季調(diào)峰量由2010年的-192×104～215× 104m3/d，上升到2014年的-247×104～277×104m3/d，油田用氣不均衡矛盾越來(lái)越突出。

2.2 天然氣日調(diào)峰能力不足

結(jié)合2014年天然氣產(chǎn)銷(xiāo)統(tǒng)計(jì)情況，大慶油田老區(qū)溶解氣呈上升趨勢(shì)，夏季溶解氣供氣量為660×104～680×104m3/d，外輸干氣555×104～575×104m3/d，而大慶老區(qū)天然氣用戶最大需求為485×104m3/d，放空量約70×104～90×104m3/d（非用戶檢修期），一旦有大工業(yè)用戶檢修，最大放空量將達(dá)到200×104m3/d以上，造成天然氣資源的嚴(yán)重浪費(fèi)和環(huán)境污染。

表1 大慶油田天然氣開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

2.3 天然氣高端調(diào)峰用戶開(kāi)發(fā)不足

當(dāng)前大慶油田的主要工業(yè)用戶有大慶石化分公司、大慶煉化、甲醇廠、燃機(jī)電廠、哈中慶燃?xì)狻R齊哈爾港華燃?xì)饧按髴c周邊的CNG用戶。目前只有大慶石化分公司具備高端調(diào)峰能力，用氣量為125×104～180×104m3/d，天然氣用戶夏季用氣能力嚴(yán)重不足。

2.4 天然氣高低壓管輸系統(tǒng)功能不全

大慶油田高低壓集輸管網(wǎng)只有徐深1至紅壓輸氣管道和升63集氣站至輕烴總庫(kù)輸氣管道兩條管道向老區(qū)油田補(bǔ)氣，其中升63集氣站至輕烴總庫(kù)輸氣管道已經(jīng)腐蝕老化嚴(yán)重?zé)o法運(yùn)行，因此只能通過(guò)紅壓樞紐點(diǎn)向老區(qū)補(bǔ)氣。雖然夏季老區(qū)油田干氣過(guò)剩，但油田干氣卻因壓力低無(wú)法進(jìn)入高壓管網(wǎng)，導(dǎo)致大量放空氣得不到治理，同時(shí)深層氣還要繼續(xù)生產(chǎn)供齊齊哈爾城市用氣，造成天然氣資源重復(fù)浪費(fèi)達(dá)到70×104～90×104m3/d。

3 解決方案

3.1 開(kāi)發(fā)承價(jià)能力強(qiáng)的高端季節(jié)性天然氣用戶

通過(guò)近幾年大慶油田氣油比的變化規(guī)律，結(jié)合“十三·五”原油開(kāi)發(fā)規(guī)劃，雖然各油田都加大了地層壓力恢復(fù)力度，深挖油田供氣潛力，油田溶解氣的處理量繼續(xù)保持在22×108～23×108m3/a，但夏季天然氣放空的問(wèn)題依然存在。應(yīng)積極開(kāi)發(fā)黑龍江天然氣市場(chǎng)，培養(yǎng)承價(jià)能力強(qiáng)的宏源LNG、中藍(lán)石化等大工業(yè)用戶，從根本上減少天然氣放空現(xiàn)象。

3.2 深入開(kāi)展低壓管網(wǎng)返輸高壓管網(wǎng)改造工作

（1）將紅壓淺冷備用壓縮機(jī)作為增壓機(jī)進(jìn)行改造，與紅壓現(xiàn)有增壓機(jī)一起返輸?shù)叫焐顨馓锔邏汗芫W(wǎng)，每天可再減少天然氣放空量70×104m3。

（2）恢復(fù)升63集氣站至輕烴總庫(kù)輸氣管道輸氣功能。夏季生產(chǎn)調(diào)整中，利用升一增壓集氣站功能，將老區(qū)溶解氣返輸至徐升氣田供生產(chǎn)、生活使用，每天將減少放空量5×104m3。

3.3 推進(jìn)油改氣項(xiàng)目的實(shí)施

油田已購(gòu)置了14臺(tái)CNG管束槽車(chē)，并從大慶昆侖燃?xì)夤净厥?座CNG加氣子站，1座子站正在建設(shè)，3座加氣子站已完成可研和初設(shè)。CNG加氣設(shè)施建成投產(chǎn)后，先對(duì)公司內(nèi)部鉆井、井下作業(yè)、井場(chǎng)鍋爐和發(fā)電機(jī)組進(jìn)行油改氣，再對(duì)老區(qū)熱洗車(chē)、通勤客車(chē)、生產(chǎn)用車(chē)進(jìn)行油改氣，預(yù)計(jì)年用氣量1.4×108m3左右，不僅解決了天然氣產(chǎn)銷(xiāo)不平衡矛盾，且具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

3.4 優(yōu)化冬季天然氣生產(chǎn)組織

冬季停運(yùn)甲醇廠、燃機(jī)電廠等調(diào)峰用戶，降低大慶石化等化工用戶用氣量，按照油田、民用、化工和發(fā)電的順序組織生產(chǎn)，同時(shí)提高儲(chǔ)氣庫(kù)的采氣能力和氣井的配產(chǎn)量，可有效提高冬季天然氣調(diào)峰能力，逐步消除冬季供不應(yīng)求現(xiàn)象。

3.5 油田外圍新建3座儲(chǔ)氣庫(kù)，提高日調(diào)峰能力

結(jié)合2018年俄氣的引入，大慶油田組織開(kāi)展儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)前期評(píng)價(jià)和可行性研究，初步可選四站、朝51和深升2-1區(qū)塊作為儲(chǔ)氣庫(kù)改造目標(biāo)，預(yù)計(jì)2015年將完成《儲(chǔ)氣庫(kù)前期評(píng)價(jià)和可行性研究報(bào)告》以及《儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)需求分析和論證材料》。該項(xiàng)目實(shí)施可增加庫(kù)容約26.7×108m3，最大注氣量1 843×104m3/d，最大采氣量1 555×104m3/d，可有效解決冬季負(fù)荷因子1.19和夏季負(fù)荷因子0.37的調(diào)峰矛盾。

4 結(jié)論及建議

（1）結(jié)合大慶油田生產(chǎn)實(shí)際，開(kāi)展低壓管網(wǎng)返輸高壓管網(wǎng)的改造工作是解決油田冬夏用氣不均衡的首選，該項(xiàng)目投資低、見(jiàn)效快，夏季最多可減少天然氣放空量145×104m3/d。

（2）油田油改氣項(xiàng)目的推進(jìn)可以進(jìn)一步緩解大慶地區(qū)夏季天然氣富裕導(dǎo)致的放空現(xiàn)象，同時(shí)開(kāi)發(fā)承價(jià)能力強(qiáng)的LNG工業(yè)用戶，從用戶調(diào)控上實(shí)現(xiàn)優(yōu)化天然氣生產(chǎn)運(yùn)行組織。

（3）天然氣生產(chǎn)組織按照夏季以銷(xiāo)定產(chǎn)、冬季以產(chǎn)定銷(xiāo)原則，冬季民用采暖錯(cuò)峰調(diào)整，可有效降低冬季供氣不足的矛盾。

（4）遠(yuǎn)期開(kāi)展四站、朝51和深升2-1區(qū)塊儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)，將從根本上解決大慶油田的產(chǎn)供銷(xiāo)矛盾，冬季增大調(diào)峰量1 555×104m3/d，徹底解決大慶油田冬季天然氣調(diào)峰能力不足問(wèn)題。

[1]王夢(mèng)舜．大慶油田氣綜合利用的現(xiàn)狀及前景[J]．石油與天然氣化工，1993（3）：135-139.

（欄目主持 李艷秋）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.9.004

劉剛：工程師，2005年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（北京）油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)，主要從事大慶油田天然氣生產(chǎn)組織、產(chǎn)供銷(xiāo)平衡等管理工作。

2015-07-10

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