海洋平臺生產(chǎn)流程改造及效果分析

李楊(中海石油(中國)有限公司， 天津 300452)

海洋平臺生產(chǎn)流程改造及效果分析

李楊(中海石油(中國)有限公司， 天津 300452)

為了應(yīng)對油田產(chǎn)量高峰期的到來，解決生產(chǎn)流程上的工藝處理瓶頸問題，平臺改造處理流程的分離方式，生產(chǎn)流體只進行氣液分離，然后天然氣和井液分別通過管道輸送到陸地處理廠。在當(dāng)前國際市場原油價格低迷的情況下，該項改造方案增加設(shè)備少，操作簡單，減少投資，減輕由于原油上產(chǎn)帶來的投資壓力，并滿足生產(chǎn)需要。

流程改造；油氣直輸；處理量擴容；天然氣回收

1 油田概況

A油田群是由分散的三個油田組成，位于淺海且靠近陸地。自然地理條件為這個油田群統(tǒng)一開發(fā)，減少大量資金投入、優(yōu)化工藝設(shè)備、減少設(shè)備維修工作量、減低原油生產(chǎn)開發(fā)成本，以及控制投資和安全風(fēng)險，提供了有利條件。

三個油田共9個生產(chǎn)平臺和1個陸地終端處理廠。生產(chǎn)平臺編號為WHPA/WHPB/WHPC/WHPD/WHPE/WHPF/ WHPG/WHPH/WHPK，陸地終端廠CPF由原油處理廠、污水處理廠和新建設(shè)的天然氣處理廠三部分組成。

生產(chǎn)平臺主要作用進行原油伴生氣的分離，處理設(shè)備主要分為井口采油樹、控制盤、生產(chǎn)管匯、一級分離器、二級分離器和三級分離[1]，穩(wěn)定的井液利用外輸泵通過管道輸送到陸地處理廠，其他為公用設(shè)備發(fā)電機、空壓機及電力控制柜等。

在油田開發(fā)初期，開發(fā)方案只要原油、不要氣，大量天然氣在生產(chǎn)平臺就地通過火炬放空燒掉，這樣開采污染環(huán)境、浪費天然氣能源、沒有做到節(jié)能減排和降本增效，油田的經(jīng)濟效益也受到嚴(yán)重影響。如何安全地利用天然氣[2]，并創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益、社會效益及環(huán)境效益，是擺在油田開發(fā)者面前的一道難題。

宏觀思考，統(tǒng)籌油田上下游聯(lián)動開發(fā)。減少上游油氣處理工作量，將油氣直輸?shù)较掠?。陸地處理廠增加油氣分離處理設(shè)備，加強油氣處理分離能力。秉承這一開發(fā)生產(chǎn)的原則，上下游協(xié)調(diào)聯(lián)動進行項目改造。

2 平臺流程改造

為了實現(xiàn)油氣直輸，生產(chǎn)平臺原油處理流程進行部分適應(yīng)性改造。原有處理設(shè)備為油氣三級處理，各個設(shè)備為串聯(lián)運行。油井來液進入生產(chǎn)管匯，匯總后流入油氣一級分離器、二級分離器和三級分離器，從三級分離器脫氣后的原油維持常壓依靠重力作用流到外輸泵，經(jīng)過外輸泵增壓后輸送至陸地處理廠。原油伴生氣經(jīng)過生產(chǎn)設(shè)施分離出來后，天然氣通過高壓火炬和低壓火炬在平臺就地全部燒掉。

流程改造后，測試分離器、一級和二級分離器為并聯(lián)模式運行。油井來液經(jīng)過生產(chǎn)管匯，自壓流入測試分離器、一級分離器和二級分離器，這三個分離器保持并聯(lián)操作模式。經(jīng)過分離器處理，大部分天然氣從原油中分離出來，自壓10kg通過天然氣管道輸送陸地天然氣處理廠[3]。部分沒有分離出來的天然氣與原油一起，不經(jīng)過外輸泵增壓，通過原油管道自壓10kg混輸至陸地原油處理廠。目前,三個平臺完成流程改造。

3 流程改造前后分析

流程改造前后對于操作管理和維修管理影響很大。改造前，沒有人對原油和天然氣直輸成功持有100%的信心，尤其是對原油直輸，大多數(shù)人抱著試試看的態(tài)度。天然氣和原油直輸成功，在諸多方面取得良好業(yè)績，對于將來其他項目改造起到積極指導(dǎo)和借鑒作用。

(1)處理流程平穩(wěn) 改造前流程處理能力約為6700m3/d，原油和天然氣經(jīng)過三級分離器處理分離。由于操作人員經(jīng)驗和能力不同，加上DCS集散控制系統(tǒng)反應(yīng)較慢，時常出現(xiàn)第三級分離器原油冒罐現(xiàn)象，造成低壓火炬系統(tǒng)產(chǎn)生大量黑煙。流程改造后，測試分離器、一級分離器和二級分離器并聯(lián)運行，處理能力約為原來2倍。天然氣分離后，直接自壓10kg外輸下游終端處理廠。原油和生產(chǎn)水混合液經(jīng)過一個分離器處理，自壓10kg外輸下游終端處理廠[4]。改造后流程操作簡單，對于液位和壓力等參數(shù)易于控制和調(diào)整，減輕操作人員的操作壓力和操作強度。運行一年多以來，流程沒有出現(xiàn)分離器冒罐現(xiàn)象。

(2)化學(xué)藥劑注入 流程改造前加注的化學(xué)藥劑有消泡劑、破乳劑、絮凝劑和殺菌劑等。改造后，原油和天然氣經(jīng)過一級分離和處理，通過管道直接輸送到下游處理廠。因此，流程經(jīng)過試驗、逐漸減少化學(xué)藥劑注入量，最后停止藥劑注入。有些藥劑需要外加柴油作為稀釋劑，停注化學(xué)藥劑的同時也減少柴油的消耗量。同樣，化學(xué)藥劑注入泵和撬裝的維修工作也停止，此外還節(jié)省消耗的電能。

(3)外輸泵操作與維修 外輸泵分為電動外輸泵和氣動外輸泵兩種，一個平臺上平均有2臺電動外輸泵和3臺氣動外輸泵，而且設(shè)備老化嚴(yán)重，維修工量很大。流程改造后，外輸泵全部停用。在油田降本增效方面，外輸泵停用是一個亮點。

(4)天然氣回收 平臺滅掉低壓火炬，實現(xiàn)天然氣直輸終端天然氣處理廠，最大限度減少天然氣放空量。每天持續(xù)向下游供氣，實現(xiàn)天然氣回收每天50萬方，產(chǎn)生較好的經(jīng)濟效益。

(5)操作和維修 流程改造后，處理分離器相對改造前控制簡單，流程平穩(wěn)?；瘜W(xué)藥劑注入泵、外輸泵等設(shè)備停用，維修工作量顯著減少。為此，減掉機修工和電工各1名。

4 結(jié)語

流程改造，需要現(xiàn)場反復(fù)調(diào)研，既要經(jīng)驗豐富、又要大膽創(chuàng)新，因地制宜地制定計劃。從實際需要出發(fā)，兼顧安全性、可操作性和經(jīng)濟性等方面，制定施工方案及投產(chǎn)方案。本次流程改造，取得諸多方面的益處，達到改造目的及突破流程處理瓶頸的問題，使得平臺處理能力擴容，操作簡單、流程控制平穩(wěn)，減少設(shè)備維修工作量。

[1] 李楊.曹妃甸油田空壓機系統(tǒng)改造[J].通用機械,2009,79(4):54-57.

[2]李楊.LNG船舶建造的HSE管理[J].安全與環(huán)境工程,2011,18(5):80-82.

[3]李楊.LNG船碼頭錨鏈安裝的安全管理[J].安全與環(huán)境工程,2012,19(2):103-105.

[4]HKVersteeg，Computational WMalalasekera.An introduction to fluid dynamics: the finite volume method[M].Wiley,New York,1995：112-126.