如何轉(zhuǎn)變大慶油田地面工程規(guī)劃設(shè)計(jì)工作重心

　大慶油田有限責(zé)任公司

如何轉(zhuǎn)變大慶油田地面工程規(guī)劃設(shè)計(jì)工作重心

周大新大慶油田有限責(zé)任公司

隨著大慶油田地面基礎(chǔ)設(shè)施使用年限的延長，地面工程在滿足開發(fā)要求的同時，要把工作重心轉(zhuǎn)變到加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施的更新維護(hù)力度、盤活規(guī)模龐大的老舊資產(chǎn)效益上來，以避免積重難返、隱患頻發(fā)現(xiàn)象的發(fā)生。采取加強(qiáng)地面工程技術(shù)基礎(chǔ)管理、因地制宜地應(yīng)用新工藝、新技術(shù)、地面系統(tǒng)全面優(yōu)化調(diào)整等措施，以提高地面工程對油田開發(fā)建設(shè)的保障作用。

大慶油田；地面工程；規(guī)劃設(shè)計(jì)；工作思路；轉(zhuǎn)變

大慶油田地面工程從1960年起步，緊跟油田開發(fā)的步伐，總體上經(jīng)歷了四個階段：1960-1975年，隨著油田開發(fā)快速上產(chǎn)，基本建成了長垣老區(qū)地面系統(tǒng)骨架工程；1976-1995年，發(fā)展注水及污水處理技術(shù)，整裝開發(fā)長垣外圍油田，地面工程適應(yīng)了5600×104t高峰產(chǎn)量的要求；1996-2008年，建立聚驅(qū)開發(fā)地面工程系統(tǒng)的同時，為適應(yīng)原油產(chǎn)量戰(zhàn)略調(diào)整，優(yōu)化簡化了已建水驅(qū)系統(tǒng)；2008年以后，為適應(yīng)原油4000×104t穩(wěn)產(chǎn)的需要，建立了三元復(fù)合驅(qū)地面工程系統(tǒng)，并努力保證已建基礎(chǔ)設(shè)施安全平穩(wěn)運(yùn)行?？傮w上來說，經(jīng)過50多年的開發(fā)建設(shè)，地面工程基礎(chǔ)設(shè)施較好支撐了油田長期高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，可是高負(fù)荷運(yùn)行后的設(shè)施老化、性能下降、能耗升高、隱患增多等問題也日益突出。雖然每年都投入大量資金進(jìn)行老舊設(shè)施的技術(shù)升級和安全改造，但油田基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量龐大，更新維護(hù)的速度明顯滯后于腐蝕老化的速度。

1　老油田地面工程工作重點(diǎn)的轉(zhuǎn)變

到2014年底，油田建成大中型站場1200多座、各類容器近7000臺、各類機(jī)泵近9000臺、各類管道近10×104km、各等級電力線路近2×104km、各等級道路2×104km以上。與中國石油其他各油田相比，設(shè)施總量均呈倍數(shù)關(guān)系。受氣候、土壤、處理介質(zhì)等方面因素的影響，設(shè)施的使用年限也受到了很大制約。據(jù)實(shí)際情況統(tǒng)計(jì)，站場整體使用20年就到了全面更新維護(hù)期，管道的平均使用壽命僅為15～20年，容器、儲罐、加熱爐、機(jī)泵出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕（腐蝕深度2.0mm或壁厚減薄超過50%）或損壞的年限分別為15、15、10和10年。大慶油田目前超服役年限的地面設(shè)施分別達(dá)到了20%以上，有些系統(tǒng)甚至達(dá)到了50%以上。

基礎(chǔ)設(shè)施能保持如此長時間的安全、平穩(wěn)、高效、低耗運(yùn)行，管理工作不斷加強(qiáng)發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，可是客觀規(guī)律決定了建設(shè)百年油田不僅要靠精神，更要靠科學(xué)管理、科學(xué)投入。不斷提高基礎(chǔ)設(shè)施的適應(yīng)性、安全性。因此，地面工程的重點(diǎn)工作在滿足各種形式開發(fā)要求的同時，更要把思想轉(zhuǎn)變到加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施的更新維護(hù)，盤活規(guī)模龐大的老舊資產(chǎn)，避免積重難返、隱患頻發(fā)現(xiàn)象的發(fā)生。

2　地面工程規(guī)劃設(shè)計(jì)工作的導(dǎo)向轉(zhuǎn)變

2.1延長基礎(chǔ)設(shè)施使用壽命的技術(shù)基礎(chǔ)管理

在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)，金屬管道頻繁穿孔的重要原因之一就是基層班組在管道穿孔時以搶修保產(chǎn)為主，簡易地進(jìn)行木楔堵孔、打鋼卡子或者點(diǎn)焊之后直接填土覆埋裸管，反而造成點(diǎn)部腐蝕加劇并擴(kuò)散。規(guī)劃設(shè)計(jì)部門制定了腐蝕穿孔管道防腐維護(hù)操作規(guī)程，統(tǒng)一了維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，提高了維修專業(yè)性，堵孔焊漏后及時恢復(fù)防腐層、保溫層，這種做法將極大減少局部點(diǎn)位反復(fù)穿孔現(xiàn)象的發(fā)生。

金屬管道使用年限短的另一個原因是防腐層破損后由于未能及時發(fā)現(xiàn)和修復(fù)，造成壁厚減薄甚至穿孔；因此，管道檢測、完善性評價、局部補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)的一系列技術(shù)措施對于科學(xué)預(yù)判管道運(yùn)行風(fēng)險、減少風(fēng)險發(fā)生幾率起到至關(guān)重要的作用。

依據(jù)2012年對油田在用的強(qiáng)制電流陰極保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行情況的調(diào)查分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，油田已建的用于保護(hù)管道和儲罐的583套強(qiáng)制電流陰極保護(hù)系統(tǒng)處于有效運(yùn)行狀態(tài)的系統(tǒng)237套，占總量的40.6%；由于各種原因處于停運(yùn)狀態(tài)的共計(jì)205套，占總量的35.2%；運(yùn)行異常的有141套，占總量的24.2%。兩年里通過維修維護(hù)，使180套恢復(fù)了正常，運(yùn)行有效率提高到71.5%。

上述措施都是管道完整性管理的重要內(nèi)容，若按照可使管道的使用壽命延長至30年計(jì)算，相當(dāng)于目前使用20年以上的1.3×104km管道再服役10年更新即可，依據(jù)目前管道修復(fù)成本約1.8萬元/km計(jì)算，60年里可少投入一輪的更新投資，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。

三次采油工業(yè)化推廣以后，地面工程技術(shù)一直困擾于污水處理難以達(dá)標(biāo)回注問題。2014年，杏北油田在聚驅(qū)污水處理站采取了降低沉降罐液位后，把中間層單獨(dú)用泵抽到廢液儲存池中，再進(jìn)行污泥濃縮減量化處理。不需很大的改造投入和技術(shù)研究，污水處理效果卻有很大的改善。

類似于這種基礎(chǔ)性的技術(shù)管理工作貌似小措施、小投入?yún)s會帶來大變革、大收益，在老油田改造工程量日益增多、投資形勢日趨緊張的情況下，規(guī)劃設(shè)計(jì)工作的導(dǎo)向應(yīng)該在重視優(yōu)化、簡化，應(yīng)用新工藝、新技術(shù)的基礎(chǔ)上逐步轉(zhuǎn)變到更加重視技術(shù)基礎(chǔ)管理工作，加大力度推進(jìn)能提高地面基礎(chǔ)設(shè)施管理水平的技術(shù)措施，指引廣大規(guī)劃設(shè)計(jì)工作者共同朝著夯實(shí)生產(chǎn)保障能力、改善設(shè)施使用性能、延長設(shè)施使用壽命的目標(biāo)努力。

2.2根據(jù)油田自身?xiàng)l件和特點(diǎn)應(yīng)用新工藝、新技術(shù)

借鑒其他油田的經(jīng)驗(yàn)，為了簡化集輸處理工藝，大慶油田于2010年開始積極推廣應(yīng)用單管通球集油工藝，包括單井通球、串接通球和叢式井單匯管通球，涉及19個三次采油區(qū)塊、2498口單井。應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)，采出液見聚后，井口回壓普遍上升快，2012年冬季回壓超過1.5MPa的異常井達(dá)到878口，占比35%?；貕荷咴斐杉蜖顩r變差，檢泵作業(yè)、活動熱洗、管線解堵的工作量大幅上升，既影響了油井產(chǎn)量，又增加了工人勞動強(qiáng)度和提高了運(yùn)行成本。通過不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識到，單管通球工藝不適合于三次采油開發(fā)區(qū)塊應(yīng)用。主要是由于聚驅(qū)、三元復(fù)合驅(qū)采出液成分復(fù)雜，注聚受效期采出液含聚濃度上升、含水率下降，黏度升高，流動性變差，富含聚合物、蠟和瀝青質(zhì)等重質(zhì)成分的黏稠物質(zhì)，且呈不均勻分布，極易在管道彎頭、閥門、變徑及內(nèi)部不光滑處聚集，造成管道局部淤積堵塞，液體流動阻力上升。目前已全部進(jìn)行改造，完善了集中摻水、固定熱洗流程。因此，同樣的工藝技術(shù)要認(rèn)真研究適用條件，既要取自五湖四海，又要符合自身特點(diǎn)才能放之皆準(zhǔn)。

同樣為了簡化集油工藝，大慶油田在“十五”末期開始在單井回油管道上應(yīng)用碳纖維電加熱管，應(yīng)用井?dāng)?shù)達(dá)到2300多口，管道長度近700km。由于碳纖維電加熱管道制造工藝的限制，每節(jié)制造長度僅14m，而每14m處有5個電接頭，致使該管道接頭過多，使用年限較短，投產(chǎn)一年后即故障頻發(fā)。該工藝基于交變電流集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)原理，交變電流僅在管道內(nèi)壁0.7mm左右的表層內(nèi)通過，管壁產(chǎn)生大量電阻熱，管道外表面電壓、電流均為零，可安全接地。施工時，在原管道不開挖的情況下在管道內(nèi)部穿入伴熱電纜，一次性穿線可長達(dá)800m，除特殊情況外，單井管道中間無接頭。兩年來無故障穩(wěn)定運(yùn)行，可低于原油凝固點(diǎn)集油。與需要全線開挖管線改造的外穿槽式電熱帶技術(shù)相比，工程造價可降低一半。這件事例說明，同樣基于電伴熱原理，在大慶油田應(yīng)用中經(jīng)歷了引進(jìn)、學(xué)習(xí)，再根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況改進(jìn)提高的過程。

三次采油開發(fā)區(qū)塊要求注入地下的是經(jīng)過深度處理的污水，對含油量、懸浮固體含量和懸浮物粒徑中值有嚴(yán)格的要求。而三次采油的特點(diǎn)是含聚濃度高、乳化程度高，油水分離難度大，采出污水靠常規(guī)技術(shù)難以進(jìn)行深度處理，造成了污水平衡、深度水源不足和控制三采污水零外排的壓力巨大。2013年以來，薩北、薩南油田相繼試驗(yàn)了生化法深度處理聚驅(qū)采出污水，研制了適應(yīng)于聚驅(qū)污水特性的微生物，小試、中試都見到了效果，目前正在進(jìn)行工業(yè)化試驗(yàn)。這也是大慶油田三次采油規(guī)模巨大的自身特點(diǎn)決定了既要采取拿來主義，又要建立具有自身特色技術(shù)工藝的典型做法。

2.3站場更新維護(hù)要與系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整相結(jié)合

到目前為止，1200多座大中型站場中使用年限超過20年的有230多座，今后都要相應(yīng)進(jìn)行整體或局部改造。而“十三五”期間，喇薩杏主力油田原油產(chǎn)量將會遞減，地面各系統(tǒng)負(fù)荷率會出現(xiàn)下降和不平衡，對水驅(qū)和聚驅(qū)后的區(qū)塊和系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整、挖掘剩余能力、提高負(fù)荷率、降低運(yùn)行能耗已成必然趨勢。這種形勢下，無論是站場的常規(guī)技術(shù)改造還是安全改造都要堅(jiān)持系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整，并做到“五達(dá)標(biāo)”，即油水氣烴的處理要達(dá)標(biāo)、能力及負(fù)荷調(diào)整要達(dá)標(biāo)、節(jié)能降耗的指標(biāo)要達(dá)標(biāo)、設(shè)計(jì)參數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)要達(dá)標(biāo)、事故隱患的消除要達(dá)標(biāo)。在調(diào)整、改造、達(dá)標(biāo)這樣做的過程中，也要區(qū)分具體情況，按“三適”原則進(jìn)行。適時調(diào)整就是選擇合適的調(diào)整改造時機(jī)。已進(jìn)入改造期的站場，更新或改造時采用“關(guān)、轉(zhuǎn)、并、降”措施堅(jiān)決進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整；未到改造期的站場對于運(yùn)行能耗低的靜態(tài)設(shè)施如容器、儲罐、沉降罐等，即使負(fù)荷率低了也“非改不調(diào)”，設(shè)施更新時再調(diào)整，對于運(yùn)行能耗高的動態(tài)設(shè)施如機(jī)泵、加熱爐、變壓器等，即使未到使用壽命，當(dāng)出現(xiàn)超高或超低負(fù)荷率時都要“不改也調(diào)”，采取利舊調(diào)整、站間調(diào)換、節(jié)能改造等措施。適當(dāng)調(diào)整就是結(jié)合具體項(xiàng)目開發(fā)預(yù)測去確定調(diào)整改造規(guī)模，總體能力要為后期新增處理液量及站間備用留有余地。適用調(diào)整就是要提高工藝技術(shù)的適用性。

3　主管部門和設(shè)計(jì)單位應(yīng)有的作用

老油田規(guī)劃設(shè)計(jì)工作的核心還是要把地面基礎(chǔ)設(shè)施改造好、維護(hù)好，繼續(xù)使規(guī)模龐大、數(shù)量龐多、新度系數(shù)低的油氣水處理系統(tǒng)有效發(fā)揮，保障油田生產(chǎn)的能力。這就要求規(guī)劃設(shè)計(jì)主管部門增強(qiáng)前瞻性、提高預(yù)見性，善于發(fā)現(xiàn)地面工程中存在的各種矛盾和問題，能夠找到有效的解決措施，先引領(lǐng)、早規(guī)劃、快舉措，經(jīng)科學(xué)決策后的有效技術(shù)措施要全力重點(diǎn)推進(jìn)，諸如管道防腐、水質(zhì)改善、簡化集輸處理工藝等基礎(chǔ)性的技術(shù)工作，要積極組織制定辦法、規(guī)程，以點(diǎn)帶面、加速推動。規(guī)劃設(shè)計(jì)管理人員雖然沒有參評技術(shù)專家、帶頭人的資格，但要具備技術(shù)專家的實(shí)力和管理專家的水平才能勝任管理崗位的工作。同時要負(fù)責(zé)搭建科學(xué)決策、民主決策的平臺，負(fù)責(zé)規(guī)范項(xiàng)目運(yùn)作、技術(shù)的應(yīng)用。

設(shè)計(jì)單位本身承擔(dān)著地面工程參謀部的職能，在技術(shù)上要開拓視野，不能固步自封，要把技術(shù)和現(xiàn)場有機(jī)結(jié)合起來，在其他油田經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)的好技術(shù)要因地制宜、改進(jìn)修正、特色應(yīng)用。在特高含水期，水驅(qū)、聚合物驅(qū)、三元復(fù)合驅(qū)多種開發(fā)形勢并存，老區(qū)、外圍油田產(chǎn)量構(gòu)成發(fā)生較大變化的局面下，更要加強(qiáng)總體規(guī)劃研究，梳理地面工程適應(yīng)開發(fā)形勢要求的系統(tǒng)間、區(qū)域間優(yōu)化調(diào)整的總體思路，制定切實(shí)可行的優(yōu)化調(diào)整方案。

15945911119、zhoudaxin@petrochina.com.cn

（欄目主持李艷秋）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.12.003

周大新：高級工程師。1991年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院油藏工程專業(yè)，從事油田建設(shè)規(guī)劃計(jì)劃工作。

2015-05-08