外圍油田熱水站建設(shè)模式

大慶油田采油八廠

外圍油田熱水站建設(shè)模式

王剛陽(yáng)

大慶油田采油八廠

熱水站是油田為油井作業(yè)、加藥，水井洗井及集油環(huán)熱洗等提供熱水而專(zhuān)門(mén)建設(shè)的生產(chǎn)輔助站場(chǎng)，按主要工藝流程可分為真空爐引鶴管、水套爐引鶴管、火筒爐置高架熱水站三類(lèi)。通過(guò)對(duì)某油田熱水站建設(shè)、發(fā)展現(xiàn)狀及存在問(wèn)題進(jìn)行分析，總結(jié)出外圍油田熱水站選址應(yīng)堅(jiān)持“雙就近”原則，綜合考慮、分區(qū)管理，合理選擇工藝流程。間歇性運(yùn)行的熱水站宜采用火筒爐置高架流程；熱水量需求大、加水頻繁的熱水站應(yīng)采用真空加熱爐鶴管或大罐儲(chǔ)水連續(xù)加熱流程。熱水站的建設(shè)應(yīng)根據(jù)開(kāi)發(fā)預(yù)測(cè)及不同生產(chǎn)用熱水情況，配套增加循環(huán)洗井車(chē)組，降低熱水需求量及溫度，控制配套設(shè)施建設(shè)投資。應(yīng)重視改善供注水水質(zhì)指標(biāo)，避免水質(zhì)二次污染，探索更經(jīng)濟(jì)有效的洗井方式。

外圍油田；熱水站；建設(shè)模式

熱水站是油田為油井作業(yè)、加藥，水井洗井及集油環(huán)熱洗等提供熱水而專(zhuān)門(mén)建設(shè)的生產(chǎn)輔助站場(chǎng)，其中洗井用熱水量較大，約占總用水量的70%。以大慶外圍某油田為例，已建及在建熱水站共10座，按主要工藝流程可分為真空爐引鶴管（即真空爐加熱，鶴管裝車(chē)）、水套爐引鶴管（即水套爐加熱，鶴管裝車(chē)）、火筒爐置高架（即火筒爐加熱，自壓裝車(chē)）熱水站三類(lèi)，而火筒爐置高架流程根據(jù)加水方式不同，又可分為加熱爐底部加水和爐側(cè)加水兩種。

該油田熱水站的建設(shè)大致可以分為3個(gè)階段。第1階段為2007年之前，油田開(kāi)發(fā)速度較慢，生產(chǎn)用熱水量低，熱水站建設(shè)數(shù)量、規(guī)模小、加熱爐功率低；第2階段為2007年至2010年，外圍油田上產(chǎn)期，油田開(kāi)發(fā)速度較快，生產(chǎn)用熱水量逐步增大，熱水站建設(shè)數(shù)量較多，規(guī)模較大，加熱爐功率較大，工藝流程逐步從真空爐引鶴管變?yōu)榛鹜矤t置高架，熱水站多建設(shè)在已建轉(zhuǎn)油站或聯(lián)合站站內(nèi)；第3階段為2010年之后，外圍油田持續(xù)上產(chǎn)及油田公司加大水質(zhì)改善期，熱水站建設(shè)數(shù)量多，規(guī)模大，加熱爐功率大，工藝流程基本采用火筒爐置高架，站址多選擇在已建聯(lián)合站站外。

1 存在的問(wèn)題

外圍油田熱水站建設(shè)之所以呈現(xiàn)目前迅速發(fā)展的態(tài)勢(shì)，主要原因有兩方面：①油田持續(xù)上產(chǎn)，生產(chǎn)用熱水量增大；②油田公司加大水質(zhì)改善工程，其中加大水井洗井力度，熱水量需求大幅提升。外圍油田熱水站建設(shè)存在問(wèn)題逐步顯現(xiàn)，主要表現(xiàn)在以下方面：

（1）已建熱水站規(guī)模及加熱功率不足。2007年以來(lái)由于油田持續(xù)上產(chǎn)，油水井總數(shù)增加3 340口，長(zhǎng)關(guān)及低效井開(kāi)井909口，油井轉(zhuǎn)注251口，洗井、作業(yè)、加藥、集油環(huán)熱洗用熱水量增大，熱水站能力不足。

（2）現(xiàn)有洗井作業(yè)車(chē)組等設(shè)備缺乏。油田共有各類(lèi)洗井作業(yè)車(chē)組17套，按照目前洗井作業(yè)任務(wù)安排，估算應(yīng)配備各類(lèi)洗井作業(yè)車(chē)組約25套，已有設(shè)備不能滿足生產(chǎn)需求。

（3）洗井作業(yè)等操作成本高。油田油區(qū)分布在大同區(qū)、安達(dá)市、肇州縣、肇源縣境內(nèi)，油田比較分散、油水井距離較遠(yuǎn)，油水井距附近熱水站平均距離約20 km，每井次洗井作業(yè)車(chē)組燃油費(fèi)約0.03萬(wàn)元。按照目前年洗井4 849井次計(jì)算，僅水井洗井燃油費(fèi)用約145.5萬(wàn)元，洗井作業(yè)等操作成本高。

2 建設(shè)模式

為解決熱水站能力不足、洗井作業(yè)操作成本高等問(wèn)題，油田規(guī)劃逐年安排熱水站擴(kuò)建或新建，從站址選擇可分為原地?cái)U(kuò)建和異地新建兩類(lèi)。根據(jù)該油田近幾年來(lái)所建熱水站情況，分析探討外圍油田熱水站建設(shè)模式。

2.1 堅(jiān)持“雙就近”原則

以經(jīng)濟(jì)效益為中心，熱水站應(yīng)盡量位于油田相對(duì)中心區(qū)域，并依托已建聯(lián)合站建設(shè)。熱水站選擇在油田相對(duì)中心區(qū)域，可以縮短洗井作業(yè)時(shí)間，提高洗井作業(yè)效率，降低車(chē)組燃油費(fèi)用；依托已建聯(lián)合站，來(lái)水選用聯(lián)合站污水，可降低加熱爐配置功率，減少熱水站建設(shè)投資及天然氣消耗，同時(shí)可依托聯(lián)合站進(jìn)站路建設(shè)熱水站環(huán)路或裝車(chē)場(chǎng)地。

2.2 綜合考慮，分區(qū)管理

從熱水站服務(wù)油田區(qū)塊著手，根據(jù)十年開(kāi)發(fā)及洗井井次預(yù)測(cè)，計(jì)算出油田洗井所需熱水量，結(jié)合油田其他生產(chǎn)用熱水情況，確定油田在一定階段內(nèi)的最大熱水及加熱功率需求（由于冬季不洗井，年洗井天數(shù)按150 d計(jì)算；外圍油田偏遠(yuǎn)，日有效工作時(shí)間約6 h；每口井洗井需15～60 m3；熱水站來(lái)水均為污水，進(jìn)/出站溫度為30℃/80℃），確定需擴(kuò)建或新建熱水站的規(guī)模及加熱功率。根據(jù)油田區(qū)塊具體分布情況，合理劃分熱水站服務(wù)區(qū)域，進(jìn)行分區(qū)管理，降低洗井作業(yè)操作成本。

2.3 合理選擇工藝流程

根據(jù)已建熱水站現(xiàn)場(chǎng)使用情況，選擇技術(shù)相對(duì)成熟、現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行良好的工藝流程。目前，主要有火筒爐置高架流程、真空爐引鶴管流程及大罐儲(chǔ)水連續(xù)加熱流程[1]，其優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比見(jiàn)表1。

2.4 安全、經(jīng)濟(jì)平面布置

熱水站平面布置，一是要執(zhí)行國(guó)家及行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，充分考慮防火、防爆及避免環(huán)境污染等；二是要經(jīng)濟(jì)平面布置，盡量不新征地或少征地，盡量不新建道路或少建路；三是要充分考慮熱水站加熱爐等設(shè)備檢修方便，例如某熱水站在充分考慮安全、經(jīng)濟(jì)因素后，采取加熱爐置高架、爐側(cè)加水，只建裝車(chē)場(chǎng)地不建進(jìn)出站環(huán)路。

表1 不同工藝流程熱水站優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

2.5 系統(tǒng)平穩(wěn)及清污水平衡

為減少建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用，熱水站水源一般選取油田污水。熱水站為間歇性運(yùn)行（4月至10月的白天運(yùn)行），運(yùn)行時(shí)大量污水用于油水井洗井、作業(yè)，然后通過(guò)卸油點(diǎn)、集輸系統(tǒng)、污水系統(tǒng)循環(huán)，供注水系統(tǒng)污水量階段性減少；停運(yùn)時(shí)供注水系統(tǒng)污水量又階段性增多。熱水站建設(shè)時(shí)，要綜合考慮源水的引接點(diǎn)（應(yīng)接污水站濾后水）及已建供注水系統(tǒng)的清污水平衡問(wèn)題，盡量避免或降低對(duì)系統(tǒng)的沖擊，保證系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行及區(qū)域清污水平衡。

2.6 方便油田生產(chǎn)管理

熱水站的建設(shè)不僅要滿足生產(chǎn)需求，還應(yīng)充分考慮使用單位的生產(chǎn)管理方便，適當(dāng)應(yīng)用自動(dòng)化監(jiān)控設(shè)備，如電動(dòng)閥、液位控制裝置等；同時(shí)，方案階段應(yīng)與管理部、采油礦等結(jié)合，制定合適的運(yùn)行管理辦法，待熱水站投運(yùn)后再逐步完善。例如某熱水站在兩臺(tái)加熱裝置進(jìn)出口處均安裝了電動(dòng)閥，實(shí)現(xiàn)加熱爐液位自動(dòng)控制；在裝車(chē)方面應(yīng)用了液位控制裝置，實(shí)現(xiàn)裝車(chē)自動(dòng)化；在供水泵與流量計(jì)之間做聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)供水泵自動(dòng)啟停；熱水站主要生產(chǎn)參數(shù)回傳至聯(lián)合站中控室，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)視。

3 結(jié)論及建議

（1）熱水站可為油田生產(chǎn)提供熱水，保障油田開(kāi)發(fā)效果，同時(shí)還可以解決部分地區(qū)清污水平衡的問(wèn)題。應(yīng)遵循“雙就近”原則，綜合考慮、分區(qū)管理，合理選擇工藝流程，尤其要注意在滿足生產(chǎn)需求的前提下，盡量控制建設(shè)規(guī)模、方便生產(chǎn)管理、保證系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。

（2）外圍油田間歇性運(yùn)行的熱水站宜采用火筒爐置高架流程；熱水量需求大、加水頻繁的熱水站應(yīng)采用真空加熱爐鶴管或大罐儲(chǔ)水連續(xù)加熱流程。

（3）熱水站的建設(shè)應(yīng)根據(jù)開(kāi)發(fā)預(yù)測(cè)及不同生產(chǎn)用熱水情況，配套增加循環(huán)洗井車(chē)組，降低熱水需求量及溫度、保證洗井作業(yè)效率、降低能耗、控制配套設(shè)施建設(shè)投資。

（4）熱水站建設(shè)是目前解決外圍油田生產(chǎn)用熱水需求的主要措施，同時(shí)應(yīng)重視改善供注水水質(zhì)指標(biāo)，避免水質(zhì)二次污染，探索更經(jīng)濟(jì)有效的洗井方式，減少熱水量需求。洗井作業(yè)產(chǎn)生的污水通過(guò)聯(lián)合站油系統(tǒng)處理，系統(tǒng)負(fù)荷大、能耗高、運(yùn)行不平穩(wěn)，應(yīng)考慮將此部分污水初步處理后直接進(jìn)入污水站回收處理再利用。

[1]汪壽琴．新型熱水站技術(shù)在外圍油田的應(yīng)用[J]．化學(xué)工程與裝備，2010（3）：76-77.

（欄目主持 焦曉梅）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.11.027

王剛陽(yáng)：工程師，2007年畢業(yè)于西安石油大學(xué)油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專(zhuān)業(yè)，從事水處理及注水規(guī)劃工作。

2015-04-16

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