系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整 助力老油田提質(zhì)增效

（大慶油田工程有限公司）

0 引言

喇南中塊區(qū)域是喇嘛甸油田建成較早的老油田之一，其地面系統(tǒng)自1973年投入開發(fā)建設(shè)以來，經(jīng)過多次新建、改建、擴(kuò)建，大部分站場及系統(tǒng)已經(jīng)運(yùn)行近 20年，少部分站場及系統(tǒng)已經(jīng)運(yùn)行超過了35年，地面設(shè)施腐蝕、老化嚴(yán)重，安全隱患日益突出，站庫系統(tǒng)布局不合理，各系統(tǒng)負(fù)荷不均衡，部分站場工藝不完善。

針對老油田地面系統(tǒng)存在的諸多問題，通過分析現(xiàn)有系統(tǒng)的布局、規(guī)模、運(yùn)行負(fù)荷、綜合能耗等，結(jié)合老油田未來開發(fā)趨勢進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，明確系統(tǒng)優(yōu)化方向，確定合理的布局模式［1］。經(jīng)過優(yōu)化，形成“三優(yōu)一簡”的新布局模式，即優(yōu)化系統(tǒng)平面布局、優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)、優(yōu)化系統(tǒng)能力、簡化工藝，最終實(shí)現(xiàn)老油田高含水后期地面系統(tǒng)負(fù)荷均衡、站庫低能耗、低成本運(yùn)行。

1 地面系統(tǒng)存在的問題

1.1 站庫布局不合理、各系統(tǒng)負(fù)荷不均衡

1.1.1 脫水站一段負(fù)荷不均衡、二段負(fù)荷率偏低

圖1 喇南中塊區(qū)域脫水站分布示意

喇南中塊區(qū)域建有3座脫水站，以喇一聯(lián)合站為中心，分布在3.0 km范圍內(nèi)（如圖1所示）。3座站一段游離水脫除設(shè)計(jì)總能力為14.45×104t/d，實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷為 8.04×104t/d，運(yùn)行負(fù)荷率為55.64%，但是其表現(xiàn)為負(fù)荷不均衡，其中喇一聯(lián)合站負(fù)荷率偏高、喇I-2聯(lián)合站負(fù)荷率偏低。二段電脫水負(fù)荷率偏低，平均為 39.2%。喇南中塊區(qū)域脫水站負(fù)荷情況如表1所示。

1.1.2 污水系統(tǒng)能力不均衡

喇南中塊區(qū)域已建有水驅(qū)、聚驅(qū)污水站6座（水驅(qū) 4座、聚驅(qū) 2座，如圖 2所示），總設(shè)計(jì)能力為15.7×104t/d，負(fù)荷率為68.8%，整體負(fù)荷合理，但是喇一聯(lián)合站的2座污水站負(fù)荷率均約在50%，負(fù)荷率偏低。喇南中塊區(qū)域污水站負(fù)荷情況如表2所示。

表1 喇南中塊區(qū)域脫水站負(fù)荷情況現(xiàn)狀

表2 喇南中塊區(qū)域污水站負(fù)荷情況現(xiàn)狀

圖2 喇南中塊區(qū)域污水站分布示意

1.1.3 脫水站和轉(zhuǎn)油（放水）站所屬關(guān)系不合理

喇南中塊區(qū)域已建有14座轉(zhuǎn)油（放水）站，從目前站庫分布情況來看，部分已建站集輸關(guān)系不合理，集輸能耗較高。造成這種局面的主要原因是站場建設(shè)時(shí)，為了保證后續(xù)污水處理的需要，按照水驅(qū)、聚驅(qū)來液分別建站，進(jìn)行分開處理，因此，水驅(qū)轉(zhuǎn)油站采出液進(jìn)入水驅(qū)脫水站進(jìn)行處理，聚驅(qū)轉(zhuǎn)油站采出液進(jìn)入聚驅(qū)轉(zhuǎn)油放水站進(jìn)行處理，造成區(qū)域內(nèi)水驅(qū)、聚驅(qū)轉(zhuǎn)油站系統(tǒng)關(guān)系不合理。

隨著聚驅(qū)工業(yè)化的推廣，水驅(qū)轉(zhuǎn)油站采出液中逐步出現(xiàn)聚合物，聚合物濃度逐步達(dá)到目前的300 mg/L，超出水驅(qū)采出液中聚合物濃度低于150 mg/L的要求。如果根據(jù)站場實(shí)際采出液中聚合物的濃度重新劃分，可以打破水驅(qū)站和聚驅(qū)站的界限。如：喇111轉(zhuǎn)油站（聚驅(qū)站，目前處于后續(xù)水驅(qū)階段）屬于喇140轉(zhuǎn)油放水站（聚驅(qū)站）管轄，距離喇140轉(zhuǎn)油放水站2.76 km，而喇140轉(zhuǎn)油放水站的產(chǎn)液最終到達(dá)喇一聯(lián)合站進(jìn)行處理。如果按照聚驅(qū)參數(shù)進(jìn)行衡量，喇111轉(zhuǎn)油站可以就近進(jìn)入喇一聯(lián)合站，站間距離0.9 km，從而降低了集輸能耗，使集輸流向更合理。

1.2 站庫老化嚴(yán)重，存在安全隱患

喇南中塊區(qū)域已建有3座聯(lián)合站（喇一聯(lián)合站、喇I-1聯(lián)合站、喇I-2聯(lián)合站），擔(dān)負(fù)著區(qū)域內(nèi)油井來液的放水、脫水任務(wù)，運(yùn)行年限全部超過30年。其中，建設(shè)最早的喇一聯(lián)合站建于1973年，連續(xù)運(yùn)行了40多年。該站不但承擔(dān)了周邊站庫來液的脫水任務(wù)，而且擔(dān)負(fù)著采油六廠凈化油的總外輸任務(wù)。喇一聯(lián)合站雖然進(jìn)行過局部改造，但是站內(nèi)工藝設(shè)施落后，設(shè)備和管道存在安全隱患。

1.2.1 站內(nèi)工藝管網(wǎng)腐蝕嚴(yán)重

喇一聯(lián)合站內(nèi)工藝管網(wǎng)共計(jì)15.74 km，其中運(yùn)行在27年以上的占管網(wǎng)總數(shù)的64.1%。

由于管網(wǎng)運(yùn)行年限較長，致使大部分地面主體管道基礎(chǔ)下沉，存在斷裂危險(xiǎn)，管道保溫層老化破損脫落，埋入地下后受雨水侵蝕，加劇了管道的腐蝕。2015年至今，管道多次穿孔，部分管網(wǎng)只能采用打管卡維持生產(chǎn)。另外，部分管道外壁腐蝕后表層脫落，壁厚減薄，無法達(dá)到設(shè)計(jì)承壓要求，存在嚴(yán)重安全隱患。

1.2.2 容器設(shè)備存在安全隱患

喇一聯(lián)合站內(nèi)1×104m3凈化油儲罐，已經(jīng)運(yùn)行10多年。目前大罐浮頂密封不嚴(yán)，浮頂大面積漏油，存在安全隱患。

站內(nèi)已建的游離水脫除器運(yùn)行了近30年，經(jīng)過特種設(shè)備檢測，檢測壁厚低于設(shè)計(jì)值，存在安全隱患。

1.2.3 配套及輔助生產(chǎn)設(shè)施存在安全隱患

站內(nèi)系統(tǒng)控制柜已裝滿，線路雜亂，難于維護(hù)，柜內(nèi)安全柵多數(shù)檢定不合格（檢定 46個(gè)，不合格25個(gè)），存在安全隱患。儀表信號受變頻脫水器盤干擾，誤差大，影響生產(chǎn)調(diào)控。站內(nèi)消防道路轉(zhuǎn)彎半徑過小，喇一聯(lián)合站屬三級場站，消防車道轉(zhuǎn)彎半徑未達(dá)到12 m。新污水、沉降崗工藝管線為低架，阻礙了消防道路，存在安全隱患。

1.3 部分站主處理工藝復(fù)雜，現(xiàn)有工藝不合理

喇南中塊區(qū)域未經(jīng)過大規(guī)模改造的已建站，除現(xiàn)有設(shè)施腐蝕、老化嚴(yán)重外，工藝流程也不合理。如：除接收本站13座計(jì)量間的來液外，喇140轉(zhuǎn)油放水站也接收喇111轉(zhuǎn)油站的來液，因此，其站內(nèi)處理工藝采用三相分離器和游離水脫除器兩種流程，設(shè)備數(shù)量較多，工藝流程復(fù)雜，現(xiàn)場管理不方便，運(yùn)行能耗較高。

此外，喇一聯(lián)合站老污水站僅有一級沉降工藝，與現(xiàn)行的“兩級沉降、兩級過濾”的處理工藝相比，缺少了一級沉降。因此，一次沉降后的水質(zhì)較差，含油和含懸浮物均大于50 mg/L，增加了過濾系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，使其頻繁出現(xiàn)濾罐堵塞、篩管損壞等問題。

2 地面系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整思路

采取總體規(guī)劃、分期實(shí)施，平衡區(qū)域間負(fù)荷，提高系統(tǒng)負(fù)荷率，集中監(jiān)控、合崗設(shè)計(jì)等優(yōu)化調(diào)整措施。

2.1 結(jié)合未來開發(fā)安排，確定優(yōu)化調(diào)整方向

喇南中塊區(qū)域地面系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整，需要充分結(jié)合該區(qū)域未來十年的開發(fā)預(yù)測和開發(fā)安排，合理確定站庫規(guī)模。

根據(jù)開發(fā)安排，截至2026年，該區(qū)域無新鉆井，期間安排利用原二套層系的上下返。同時(shí)，根據(jù)開發(fā)規(guī)劃及預(yù)測，截至2025年底，該區(qū)域脫水站總來液量保持在 7.41×104～7.73×104t/d，油量保持在0.28×104～0.55×104t/d。液量自2017年開始遞減，總體變化率為4.14%，較為穩(wěn)定；油量在2017年達(dá)到最高值，變化率為47.43%，油量降幅較大。

2.2 確立以喇一聯(lián)合站為核心的布局方式

隨著喇南中塊區(qū)域油量的逐年遞減，該區(qū)域脫水站一段游離水脫除負(fù)荷變化不大，但是二段電脫水能力過剩，需要進(jìn)行核減，區(qū)域內(nèi)僅保留一座脫水站即可滿足工況需要。

鑒于喇一聯(lián)合站處于區(qū)域中心位置，是全廠凈化油的總外輸口，因此保留喇一聯(lián)合站的功能是較為合理的。喇一聯(lián)合站內(nèi)的兩座污水站功能重疊，剩余能力較大，因此，需要根據(jù)負(fù)荷調(diào)劑情況將新、老污水站進(jìn)行整合，形成1座聚驅(qū)污水站。

該區(qū)域內(nèi)其他兩座脫水站取消二段電脫水，降級為放水站，根據(jù)負(fù)荷調(diào)劑情況平衡放水能力［2］。

喇南中塊區(qū)域系統(tǒng)布局現(xiàn)狀及優(yōu)化如圖3、圖4所示。

圖3 喇南中塊區(qū)域系統(tǒng)布局現(xiàn)狀

圖4 優(yōu)化后的喇南中塊區(qū)域系統(tǒng)布局

2.3 合理確定站庫優(yōu)化調(diào)整的順序

喇南中塊區(qū)域需要優(yōu)化調(diào)整的站庫共計(jì)9座，其中，聯(lián)合站3座、轉(zhuǎn)油放水站1座、轉(zhuǎn)油站5座。

由于需要改造的站庫較多，應(yīng)當(dāng)結(jié)合采出液流向、生產(chǎn)銜接、產(chǎn)液量變化等，合理安排優(yōu)化調(diào)整順序。截至目前，已經(jīng)對急需改造的807轉(zhuǎn)油站實(shí)施了優(yōu)化調(diào)整，結(jié)合整體改造思路，預(yù)留部分能力?！笆濉蹦┲痢笆奈濉背跗?，將逐步實(shí)施對剩余8座站場及系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)整，按照站庫改造的急需程度，優(yōu)先改造喇一聯(lián)合站，然后將喇I-2聯(lián)合站和喇140轉(zhuǎn)油放水站合并，最后對喇I-1聯(lián)合站進(jìn)行改造。

2.4 結(jié)合站庫改造，實(shí)施優(yōu)化合并

喇南中塊區(qū)域已建有轉(zhuǎn)油（轉(zhuǎn)油放水）站 14座，其中80%以上的站庫負(fù)荷率在76%以上，負(fù)荷率相對穩(wěn)定，但是其主要問題表現(xiàn)在該區(qū)域部分站庫的密度過大且老化嚴(yán)重，需要進(jìn)行改造。如：屬于喇一聯(lián)合站的喇一轉(zhuǎn)油站（聚驅(qū)）建于1990年，是建設(shè)較早的聚驅(qū)轉(zhuǎn)油站。該站設(shè)施腐蝕、老化較為嚴(yán)重，管道多次腐蝕穿孔，其所轄的7座計(jì)量間均位于609和807轉(zhuǎn)油站管轄范圍內(nèi)。經(jīng)過系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整，取消喇一轉(zhuǎn)油站（聚驅(qū)），將其負(fù)荷調(diào)整至周邊的2座轉(zhuǎn)油站。

對已建站場實(shí)施優(yōu)化合并，既解決了老站腐蝕、老化問題，又提升了系統(tǒng)的負(fù)荷率，降低了運(yùn)行能耗，減少了勞動定員。

2.5 優(yōu)化站場布局，完成喇一聯(lián)合站改造

通過系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整，核定了喇一聯(lián)合站游離水脫除、電脫水和含油污水的處理規(guī)模，為喇一聯(lián)合站平面布局優(yōu)化提供了理論依據(jù)。

喇一聯(lián)合站平面布局實(shí)施分區(qū)改造、合崗設(shè)計(jì)。在確定了分區(qū)改造順序的基礎(chǔ)上，首先對站內(nèi)2座水驅(qū)污水站進(jìn)行功能整合，將其改造為1座聚驅(qū)污水站；然后利用污水站布局優(yōu)化后的場地對脫水站進(jìn)行重新布局，建設(shè)中控室。

改造后，站內(nèi)工藝流程順暢，工藝管道走向合理，不同崗位實(shí)施合并，減少了勞動定員。

2.6 結(jié)合系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整，優(yōu)化站場工藝流程

通過系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整，將喇南中塊區(qū)域內(nèi)2座水驅(qū)脫水站改造為聚驅(qū)放水站，取消電脫水功能。

針對已建站功能不完備的情況，完善了放水站污水沉降和原水調(diào)運(yùn)的功能，有效地滿足了聚驅(qū)原水水質(zhì)指標(biāo)和該區(qū)域內(nèi)各污水站原水調(diào)配的需要。

面對老站已建設(shè)備和儲罐運(yùn)行年限過長、安全等級較低、需要更新等問題，對站內(nèi)游離水脫除器、含水油緩沖罐、除油器等主要設(shè)備進(jìn)行更換，設(shè)備規(guī)格按照來液量進(jìn)行優(yōu)選。

經(jīng)過設(shè)備更新，提高了單臺設(shè)備的處理能力，設(shè)備數(shù)量核減了40%，提升了放水站的運(yùn)行負(fù)荷率。

2.7 實(shí)現(xiàn)大型站場“合崗設(shè)計(jì)、集中監(jiān)控”

對喇南中塊區(qū)域已建的3座大型站場采取“合崗設(shè)計(jì)、集中監(jiān)控”。對含有兩個(gè)及以上生產(chǎn)單元或崗位的站場設(shè)置中控室，對各個(gè)生產(chǎn)單元或崗位的工藝過程進(jìn)行監(jiān)控，各生產(chǎn)單元不再設(shè)置分崗顯示操作設(shè)施。結(jié)合設(shè)備的使用狀況，對需要改造的站場優(yōu)化設(shè)置，最大限度地實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控。如：喇I-2聯(lián)合站與喇140轉(zhuǎn)油放水站毗鄰，本次改造將兩站功能進(jìn)行整合，使喇I-2聯(lián)合站具有放水、污水處理功能，喇140轉(zhuǎn)油放水站由放水、污水處理、注水功能調(diào)整為轉(zhuǎn)油、污水處理、注水功能，并歸入喇 I-2聯(lián)合站管理。兩站之間建設(shè)中控室，實(shí)現(xiàn)五崗合一。

3 優(yōu)化效果

通過優(yōu)化調(diào)整站庫關(guān)系，區(qū)域布局更加合理；通過平衡站庫效率，核減了站庫數(shù)量及能力，提高了系統(tǒng)運(yùn)行效率，有效地降低了生產(chǎn)運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用；通過實(shí)施“集中監(jiān)控、無人值守”，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)崗位的合理配置和管理提升，降低了人工費(fèi)用，取得了較好的優(yōu)化效果和經(jīng)濟(jì)效益［3］。

3.1 優(yōu)化后的站場布局和系統(tǒng)能力更加合理

優(yōu)化后，該區(qū)域核減脫水站2座，取消轉(zhuǎn)油站1座，改造轉(zhuǎn)油站3座，合并污水站1座，核減脫水系統(tǒng)一段游離水能力4.2×104t/d、二段電脫水器能力1.055×104t/d，核減普通污水處理能力1.0×104t/d。

3.2 降低了生產(chǎn)運(yùn)行能耗，節(jié)約了運(yùn)行費(fèi)用

通過布局優(yōu)化，該區(qū)域取消 2座站的二段電脫水，可以節(jié)約電量 260.61×104kW·h/a；核減1座轉(zhuǎn)油站，可以節(jié)約電量 394.2×104kW·h/a；喇一聯(lián)合站新、老污水站合并，可以節(jié)約電量110×104kW·h/a，因此，預(yù)計(jì)節(jié)約電量總量為764.61×104kW·h/a，預(yù)計(jì)節(jié)約電費(fèi) 488×104元/a。

各站取消脫水爐、摻水熱洗爐、外輸爐，共11臺，減少熱負(fù)荷6 000 kW，年節(jié)約天然氣564×104m3，年節(jié)省氣費(fèi) 676×104元。預(yù)計(jì)年節(jié)省生產(chǎn)維護(hù)費(fèi)用269.9×104元，因此，改造后年可節(jié)省各類運(yùn)行成本1 433×104元。

3.3 合并生產(chǎn)崗位，減少用工成本

配合站庫優(yōu)化調(diào)整，對具有2崗以上的站房實(shí)施合并崗位集中監(jiān)控。如：喇一聯(lián)合站現(xiàn)有崗位14個(gè)，崗位員工人數(shù)101人。經(jīng)過崗位合并，現(xiàn)有崗位減少至8個(gè)，崗位員工人數(shù)減少為77人，核減人員24人。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，喇南中塊區(qū)域共核減生產(chǎn)崗位22個(gè)，核減崗位人數(shù)82人，年節(jié)約用工成本574×104元。