塔里木油田地面建設(shè)“十三五”回顧和“十四五”展望

嚴(yán)東寅，成婷婷，劉百春，蔣余巍，陳亞兵(.中國石油塔里木油田公司，新疆 庫爾勒 84000；2.中國石油天然氣股份有限公司規(guī)劃總院，北京 00083)

0 引言

塔里木油田位于中國油氣資源最大的盆地之一—塔里木盆地，經(jīng)過30年的發(fā)展，目前已開發(fā)奧陶、志留、石炭等11套含油氣層系，建設(shè)輪南、塔中、哈得、哈拉哈塘等13個油田，投入開發(fā)克拉2、牙哈、桑吉等11個氣田，油氣產(chǎn)量當(dāng)量從1989年的3萬噸，提高到2019年近2 900萬噸，增幅近千倍。同時，塔里木油田作為國內(nèi)第三大油氣田和西氣東輸主力氣源地，集油氣勘探開發(fā)、煉油化工、油氣銷售等上下游一體化業(yè)務(wù)，是我國重要的油氣生產(chǎn)基地[1]。

“十四五”期間，為深入貫徹落實習(xí)近平總書記關(guān)于“提升國內(nèi)油氣勘探開發(fā)力度，努力保障國家能源安全”的重要批示精神和中國石油集團“加快塔里木盆地油氣勘探”的指示，塔里木油田將持續(xù)提升油氣產(chǎn)量。然而，國際油價將依舊處在低位，油氣田地面建設(shè)也面臨著老化以及更加嚴(yán)格的安全環(huán)保要求，為此，必須全方位、全過程、全要素降本增效[2-4]。本文通過回顧塔里木油田“十三五”期間的建設(shè)成果，總結(jié)現(xiàn)存的技術(shù)難點與挑戰(zhàn)[5-8]，并對“十四五”期間塔里木油田在新油氣田效益建產(chǎn)、老油氣田滾動開發(fā)及提質(zhì)增效改造、儲運及配套公用系統(tǒng)完善等方向的地面工程建設(shè)進(jìn)行整體規(guī)劃分析，旨在提升系統(tǒng)整體效率，保障油田公司“十四五”末期目標(biāo)任務(wù)的順利實現(xiàn)。

1 “十三五”期間地面系統(tǒng)取得的經(jīng)驗成果

“十三五”期間，塔里木油田地面系統(tǒng)克服上產(chǎn)節(jié)奏快、流體組分復(fù)雜、腐蝕環(huán)境苛刻、安全環(huán)保壓力大等問題，通過創(chuàng)新建產(chǎn)模式、持續(xù)技術(shù)攻關(guān)、推行綠色環(huán)保技術(shù)，建成2大主力上產(chǎn)區(qū)域；完成6項重點工程建設(shè)；攻關(guān)形成2大技術(shù)系列；建立1套完整性管理體系。

1.1 形成適用于塔里木油田特色的地面快速建產(chǎn)模式

傳統(tǒng)地面配套建產(chǎn)模式，無法滿足塔里木油田快速上產(chǎn)需求，通過不斷摸索總結(jié)設(shè)計、建設(shè)經(jīng)驗，以“地面地下一體化”為指導(dǎo)，形成“骨架先行，區(qū)塊接入、互連互通，互為備用”的建產(chǎn)模式。采用這種模式，碳酸鹽巖油田基本形成了“魚刺”骨架格局，格局有三個特點：一是按區(qū)布站，庫車山前天然氣產(chǎn)能區(qū)塊采用長條形圈閉設(shè)計枝狀管網(wǎng)，圓形圈閉設(shè)計枝狀或輻射管網(wǎng)，塔河南岸原油產(chǎn)能區(qū)塊按縫布井規(guī)律，干線斜插縫洞帶，支線與縫洞帶平行重合建設(shè)骨架管網(wǎng)；二是計轉(zhuǎn)站標(biāo)準(zhǔn)化、撬裝化；三是計轉(zhuǎn)站集油半徑在6 km以內(nèi)。實現(xiàn)了上產(chǎn)區(qū)塊產(chǎn)能快速釋放，在庫車山前建成以常規(guī)氣田為中心的主力上產(chǎn)區(qū)域，在塔河南建成以哈一聯(lián)為輕質(zhì)油處理中心的主力上產(chǎn)區(qū)域。

1.2 全面應(yīng)用“五化”成果，助力油氣田快速建產(chǎn)

“五化”包括：標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(標(biāo)準(zhǔn)模塊、定型模塊)、工廠化預(yù)制(深化圖紙、合理布置)、模塊化施工(批量預(yù)制、現(xiàn)場組裝)、規(guī)?；少?集中招標(biāo)、批量供應(yīng))、信息化管理(數(shù)據(jù)采集、三維設(shè)計)?！笆濉逼陂g，塔里木油田全面應(yīng)用“五化”成果，采用“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計+工廠化預(yù)制+現(xiàn)場組合安裝”的一體化設(shè)計建設(shè)管理模式，形成8大類42種一體化集成裝置，2019年實施常規(guī)中小型站場20座，設(shè)計周期縮短30%，供貨周期縮短15～25 天，施工周期縮短10%～20%。

1.3 形成高溫高壓氣田復(fù)雜組分處理和優(yōu)質(zhì)資源利用技術(shù)系列

針對庫車山前井流物因高含固體雜質(zhì)導(dǎo)致外輸產(chǎn)品氣不達(dá)標(biāo)的情況，“十三五”期間，形成4項脫固體雜質(zhì)技術(shù)系列，對天然氣采用低溫分離法或低溫分離加化學(xué)反應(yīng)吸附法；對地面處理工藝中的乙二醇采用四級液相物理沉降加氣相化學(xué)吸附法；對采出水采用絮凝加吸附處理法，滿足了處理氣達(dá)標(biāo)的要求。同時，初步形成“氣提+化學(xué)吸附”的凝析油深度脫固體雜質(zhì)工藝，完成了脫固體雜質(zhì)劑性能評價和現(xiàn)場小試。

針對氣田原料氣因技術(shù)過程中析蠟導(dǎo)致裝置不能連續(xù)生產(chǎn)的問題，通過對蠟堵機理的研究，深化蠟組分認(rèn)識，創(chuàng)新形成注烴溶蠟工藝技術(shù)。

為深度回收凝析氣田外輸氣高附加值產(chǎn)品，從產(chǎn)品收率、工藝可靠性等方面展開研究，創(chuàng)新磁力式透平膨脹制冷+DHX回收工藝，建成國內(nèi)規(guī)模最大的輕烴深度回收裝置，C3回收率達(dá)到96%以上。

1.4 形成碳酸鹽巖油氣藏高效開發(fā)地面工程技術(shù)系列

首先，攻關(guān)形成碳酸鹽巖油氣田地面工藝技術(shù)。碳酸鹽巖油氣田存在高低壓井并存、管道輸送硫化氫析出等問題，“十三五”期間，塔里木油田總結(jié)上百口碳酸鹽巖單井生產(chǎn)規(guī)律，開展輕質(zhì)油脫水試驗，創(chuàng)新了超深度脫水、原穩(wěn)氣提脫硫等7項工藝技術(shù)，并應(yīng)用于工程實際，提高低壓井產(chǎn)量，實現(xiàn)原油、凝析油分質(zhì)分輸。集成配套碳酸鹽巖油氣藏非金屬管應(yīng)用技術(shù)，可縮減回收施工時間80%，降低建設(shè)投資，從源頭解決管線安全運行問題。

1.5 建立完整性技術(shù)體系，全面提升油田完整性管理技術(shù)水平

安全環(huán)保政策法規(guī)日益趨嚴(yán)，油田對完整性技術(shù)需求日益迫切，根據(jù)塔里木油田特點，以風(fēng)險管控為主線，以“五個一致、七個統(tǒng)一”為目標(biāo)，按照“促進(jìn)融合管理、保持相對獨立”的工作原則和“三步走”的思路與QHSE體系融合，結(jié)合基礎(chǔ)理論建立了管道和站場完整性管理手冊，填補了油氣田完整性管理體系化的空白。同時，在建設(shè)期新增五個完整性控制節(jié)點，配套五專文件，保障了地面工程項目設(shè)計階段“優(yōu)生”、建設(shè)階段“優(yōu)育”；對高后果區(qū)的管道建立7套定性或半定量管道風(fēng)險評價模型，開展雙高管道識別，開發(fā)管道風(fēng)險評價軟件，管道失效率下降72.4%。完整性體系的建立，為地面系統(tǒng)風(fēng)險受控、降本增效奠定扎實的基礎(chǔ)。

2 面臨的形勢與挑戰(zhàn)

塔里木油田總體生產(chǎn)管理控制指標(biāo)較好，多項指標(biāo)處于中石油先進(jìn)水平，但面對“決勝3 000萬，突破3 500萬、瞄準(zhǔn)4 000萬”的目標(biāo)，其地面工程的建設(shè)也面臨著諸多挑戰(zhàn)。

一是地面工程建設(shè)速度不適應(yīng)油田發(fā)展需求。新油氣田上產(chǎn)區(qū)塊可依托的已建地面配套骨架工程不完善，未能形成配合鉆井部署的管網(wǎng)、道路、電力和通訊等工程存在原油拉運、天然氣放空的現(xiàn)象。隨著天然氣產(chǎn)量增大，后期富氣產(chǎn)量快速上漲，天然氣加工處理能力不足。已開發(fā)老油氣田，投產(chǎn)運行時間長，地面設(shè)備設(shè)施出現(xiàn)老化現(xiàn)象，系統(tǒng)負(fù)荷率低，亟需優(yōu)化調(diào)整，升級改造。隨著勘探開發(fā)的深入，采出水量快速上升，已建水處理設(shè)施、回注井能力不足，同時，含水量高加劇了腐蝕速度，管道設(shè)備安全存在威脅。

二是油田數(shù)字化建設(shè)不適應(yīng)智慧油田要求。油田信息自動化管理與油田發(fā)展不適應(yīng)，油田信息化系統(tǒng)功能作用發(fā)揮與油田生產(chǎn)管理不適應(yīng)。

三是復(fù)雜井流物處理工藝不完善。隨著油氣田的不斷開發(fā)，氣田井流物物性越發(fā)復(fù)雜，氣田井流物蠟組分布寬，且主要為正構(gòu)烷烴(含量為72%)。個別氣井井流物中蠟的主要成分為聯(lián)苯(含量為94%)，物性差異大，不能用同一工藝解決蠟堵問題。

四是抗風(fēng)險能力有待提升。塔里木油田的儲罐分布較為集中，凈化原油及凝析油罐容不足，生產(chǎn)調(diào)節(jié)能力較差，計量交接界面及職責(zé)劃分不清，并且設(shè)備和集輸管線的選材未完全適應(yīng)超高超深油氣藏物性處理的需要。

3 “十四五”地面系統(tǒng)建設(shè)展望

基于“十三五”取得的成果和經(jīng)驗，結(jié)合新形勢的要求、地面工程現(xiàn)狀和持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的需要，塔里木油田以高質(zhì)量發(fā)展和穩(wěn)健發(fā)展為原則，堅持問題導(dǎo)向，以經(jīng)濟效益為中心，全面提高地面系統(tǒng)的適應(yīng)性和保障能力，力爭在2025年，提升集輸系統(tǒng)密閉率至95%，脫水站負(fù)荷率至70%，油田站場數(shù)字化覆蓋率至100%。

3.1 原油及天然氣開發(fā)形勢

原油開發(fā)突出“一穩(wěn)三增長”，在“十四五”期間原油產(chǎn)量基本保持穩(wěn)定，凝析油產(chǎn)量保持上升趨勢。碎屑巖黑油通過穩(wěn)老區(qū)、動用難采儲量、滾動開發(fā)等保持產(chǎn)量；加深斷控理論研究，加快三維地震資料采集處理，突出哈拉哈塘塔河南上產(chǎn)，使碳酸鹽巖產(chǎn)量不斷提升；加快克拉蘇整體地面骨架工程的建設(shè)，突出庫車西部凝析油增產(chǎn)工程；加快乙烷項目建設(shè)及投產(chǎn)，提高液體產(chǎn)品產(chǎn)量。天然氣開發(fā)力推“一穩(wěn)兩快上”，在“十四五”期間保持天然氣產(chǎn)量逐年上升，庫車地區(qū)成為天然氣主力上產(chǎn)區(qū)塊。對已開發(fā)氣田構(gòu)建合理開發(fā)秩序，均衡開采，控制含水上升，實現(xiàn)精細(xì)高效開發(fā)；加快新區(qū)評價，強化井位部署，加快產(chǎn)能建設(shè)，強化生產(chǎn)組織，大力推行標(biāo)準(zhǔn)化、撬裝化；按照勘探開發(fā)一體化的思路，緊密跟蹤勘探進(jìn)展，提高圈閉鉆探成功率、圈閉資源轉(zhuǎn)化率、開發(fā)動用率。

3.2 油氣田數(shù)字化建設(shè)和精益生產(chǎn)

塔里木油田信息化和數(shù)字化建設(shè)經(jīng)歷了單機應(yīng)用、分散建設(shè)、集中建設(shè)、集成應(yīng)用，基本實現(xiàn)了數(shù)字化油田初級階段目標(biāo)，正在開展共享服務(wù)建設(shè)，邁向數(shù)字化油田高級階段?！笆奈濉逼陂g，應(yīng)全面推進(jìn)智能化油田建設(shè)，首先，抓好頂層設(shè)計，大力推廣電子巡檢、遠(yuǎn)程管控、自動采集、智能分析等信息化技術(shù)，全力推動物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)條件下生產(chǎn)組織方式、管理運行方式變革，逐步實現(xiàn)井站一體化管理、生產(chǎn)智能化管控。在數(shù)字化油田建設(shè)頂層設(shè)計框架下，積極推廣地面工程管理領(lǐng)域云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等信息技術(shù)，持續(xù)推動與生產(chǎn)經(jīng)營的深度融合，轉(zhuǎn)變管控模式和生產(chǎn)組織方式，以國際先進(jìn)油公司為標(biāo)桿，推進(jìn)世界一流現(xiàn)代化油氣田的建設(shè)。

3.3 地面工程技術(shù)攻關(guān)

塔里木油田油氣藏類型復(fù)雜，井流物高溫高壓，高含H2S、CO2、Cl-等易造成管道與設(shè)備腐蝕的組分以及固體雜質(zhì)、蠟等復(fù)雜組分，使得處理工藝復(fù)雜多樣，生產(chǎn)過程中物性變化快，給油氣田地面工程建設(shè)帶來巨大挑戰(zhàn)，基于此，“十四五”期間部署三大技術(shù)群，攻關(guān)11項重點技術(shù)。

3.3.1 工藝優(yōu)化簡化提質(zhì)提效技術(shù)

第一個是油氣水脫固體雜質(zhì)處理關(guān)鍵技術(shù)，通過對前置脫固體雜質(zhì)、防固體雜質(zhì)涂層等8方面的研究，形成完善的脫固體雜質(zhì)技術(shù)系列；第二個是天然氣高效脫蠟除砂技術(shù)，通過對高效注油溶蠟、除砂工藝等5項內(nèi)容的研究降低脫蠟成本；第三個是油氣田深度脫硫提質(zhì)技術(shù)，通過對原油藥劑脫硫、輕烴液化氣有機硫脫出等4方面的研究，攻克液相脫硫技術(shù)難題，全面提升外銷產(chǎn)品質(zhì)量。

3.3.2 油氣復(fù)雜組分處理關(guān)鍵技術(shù)

第一個是油氣集輸處理提質(zhì)提效關(guān)鍵技術(shù)，根據(jù)塔里木油田特殊的油氣性質(zhì)，對超長距離油氣輸送、原油不加熱集輸、含蠟原油降粘、稠油防控等涉及提質(zhì)增效方面的技術(shù)進(jìn)行專項攻關(guān)；第二個是注水注氣及儲氣庫地面配套技術(shù)；第三個是高附加值產(chǎn)品高效回收利用技術(shù)；第四個是油氣工藝全流程標(biāo)準(zhǔn)化、橇裝化技術(shù)。

3.3.3 管道和站場完整性提升技術(shù)

包括完整性數(shù)據(jù)采集與分析技術(shù)、完整性評價與維修維護(hù)技術(shù)、苛刻介質(zhì)工況設(shè)計選材技術(shù)、內(nèi)外防腐屏障優(yōu)化提效技術(shù)4部分，通過攻關(guān)各個環(huán)節(jié)的完整性管理存在的問題和關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)油田公司管道和站場全覆蓋，進(jìn)一步降低管道的失效率，保障地面系統(tǒng)安全平穩(wěn)運行。

4 結(jié)語

塔里木油田地面工程將朝著工藝系列化、裝備大型化、建設(shè)效益化、運維智慧化的方向發(fā)展，及時運用多種手段解決已有的問題，同時更關(guān)注油氣管網(wǎng)系統(tǒng)在全空間范圍、全生命周期內(nèi)的運行優(yōu)化和本質(zhì)安全提升，圍繞“優(yōu)質(zhì)高效、智慧油田、綠色礦山、可持續(xù)發(fā)展”四大核心，完善學(xué)科體系和人才梯隊建設(shè)，加強核心技術(shù)自主創(chuàng)新，有效支撐主營業(yè)務(wù)發(fā)展。