LDX油田產(chǎn)能釋放分析研究

崔云輝(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司，天津 300459)

1 背景介紹

標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和建造可實(shí)現(xiàn)海上各平臺(tái)設(shè)施以“搭積木”式擴(kuò)建，有力推進(jìn)了海上油田高效開發(fā)[1]?；诖死砟?，也為海上石油平臺(tái)的生產(chǎn)工藝優(yōu)化改造提供了可能。油氣集輸系統(tǒng)是由油氣集輸工藝流程中物流流經(jīng)的裝置、設(shè)備、管網(wǎng)等構(gòu)成的流程網(wǎng)絡(luò)[2]。產(chǎn)能建設(shè)地面規(guī)模的優(yōu)化，歸根結(jié)底取決于地下地上的綜合優(yōu)化，特別是對(duì)產(chǎn)量和穩(wěn)產(chǎn)期的預(yù)測(cè)，是確定地面規(guī)模的依據(jù)[3]。

根據(jù)LDX-3項(xiàng)目對(duì)LDX至LDZ混輸海管的最新校核結(jié)果，海管入口最大操作壓力為3 273 kPaA，解除了之前海管入口最大操作壓力的瓶頸限制，具備了海管提壓進(jìn)行產(chǎn)能釋放的條件。

對(duì)于一個(gè)集輸系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于各設(shè)施和管線大小長(zhǎng)度已定，在不對(duì)其進(jìn)行改造的條件下，運(yùn)行費(fèi)用中可變參數(shù)直接決定其成本費(fèi)用的大小[4]。LDX原油流程所涉及的設(shè)備主要有：計(jì)量分離器(V-1310)、原油電加熱器(EH-2010)、多相流量計(jì)(MFM-2020)。三臺(tái)設(shè)備的設(shè)計(jì)壓力均為2 500 kPaG。

如果對(duì)流程提壓，當(dāng)壓力接近設(shè)計(jì)壓力時(shí)，需要對(duì)電加熱器及多相流量計(jì)隔離，原油走旁通流程，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)狀況，隔離電加熱器及多相流量計(jì)不會(huì)影響流程正常運(yùn)行，但是多相流量計(jì)的旁通流程為6”(φ150.2 mm)管線，會(huì)產(chǎn)生一定的限流；提壓后，計(jì)量分離器可能無(wú)法進(jìn)行油井計(jì)量。

工藝管線：原油流程工藝管線壓力等級(jí)最低的位置在計(jì)量分離器前后，管線為300 LB，對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)壓力為5 MPa，理論上可以滿足流程提壓需求。

工藝流程瓶頸匯總：(1)提壓后，電加熱器及多相流量計(jì)需隔離，原油走旁通流程，但是多相流量計(jì)的旁通為6”(φ150.2 mm)，會(huì)產(chǎn)生一定的限流。(2)提壓后，計(jì)量分離器可能無(wú)法進(jìn)行油井計(jì)量。(3)提壓后，由于閉排泵揚(yáng)程限制，將影響閉排泵轉(zhuǎn)液至原油流程。

2 產(chǎn)能釋放方案分析

根據(jù)以上生產(chǎn)流程及儀表設(shè)備現(xiàn)狀分析，可以將LDX油田產(chǎn)能釋放分兩步走。

第一步：初步提壓，由于LDX閉排泵的最大揚(yáng)程為224 m(2.24 kPa)，受此壓力限制，將初步提壓壓力控制到2 200 kPa，即電加熱器入口壓力不超過(guò)2 200 kPa。

此時(shí)流程設(shè)備及儀表附件均滿足使用需求，流程不需要做出改變。

第二步：進(jìn)一步提壓，電加熱器入口壓力超過(guò)2 200 kPa。

進(jìn)一步提壓的前提是更換閉排泵，解決閉排泵轉(zhuǎn)液的問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上，還需要：(1)隔離電加熱器、多相流量計(jì)，原油走旁通流程；(2)計(jì)量分離器隔離停運(yùn)，無(wú)法進(jìn)行油井計(jì)量；(3)電加熱器入口、海管入口的壓力信號(hào)需要修改關(guān)斷值。

做完上述工作后，可以根據(jù)油藏建議，繼續(xù)進(jìn)行油井提頻或啟動(dòng)油井。

方案選擇：為確保流程的安全可靠運(yùn)行，并考慮到油井計(jì)量的需要，第二步提壓措施目前暫時(shí)不具備實(shí)施條件，因此現(xiàn)階段將LDX油田的產(chǎn)能釋放方案鎖定在“第一步”。

3 產(chǎn)能釋放實(shí)施過(guò)程(初步提壓)

3.1 準(zhǔn)備工作

(1)梳理LDX油田原油系統(tǒng)流程管線的歷次腐蝕檢測(cè)報(bào)告：通過(guò)梳理腐蝕檢測(cè)報(bào)告，原油系統(tǒng)管線狀況良好。2019年第二次腐蝕檢測(cè)顯示掛片點(diǎn)位的腐蝕速率均低于0.025 mm/a，為低度腐蝕[1]。

(2)對(duì)原油系統(tǒng)流程管線進(jìn)行超聲波測(cè)厚：3月19日LDX生產(chǎn)人員對(duì)生產(chǎn)流程管線部分位置進(jìn)行超聲波測(cè)厚，未發(fā)現(xiàn)明顯薄弱位置。

(3)對(duì)計(jì)量分離器、電加熱器及多相流量進(jìn)行隔離檢查，確認(rèn)是否能夠?qū)崿F(xiàn)有效隔離：經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢查確認(rèn)，可以有效隔離。

3.2 實(shí)施步驟

依據(jù)LDX油田產(chǎn)能釋放方案，在實(shí)際操作中，初步提壓分解為三個(gè)階段實(shí)行。

(1)初步提壓第一階段：油井放產(chǎn)、新井投產(chǎn)。3月23日依據(jù)產(chǎn)能釋放方案對(duì)LDX油田進(jìn)行初步提壓，提壓措施為：LDX-A7d井?dāng)U一級(jí)油嘴生產(chǎn)、LDX-A11d井定壓放氣閥開半圈，調(diào)整井LDX-A20S1井投產(chǎn)。初步提壓生產(chǎn)穩(wěn)定后，產(chǎn)能釋放效果明顯。3月23日對(duì)LDX油田初步提壓后，增加液量218.55 m3/d、增加氣量18 929 m3/d的情況下，LDX電加熱器、海管入口壓力均上漲約120 kPa，仍有一定的提壓空間。

(2)初步提壓第二階段：LDX-A1H、LDX-A12井恢復(fù)生產(chǎn)、LDX-A20S1井放產(chǎn)。按照產(chǎn)液恢復(fù)計(jì)劃，3月30日LDX-A12井啟泵生產(chǎn)，4月1日LDX-A1H井啟泵生產(chǎn)，兩口井恢復(fù)生產(chǎn)后，合計(jì)增加液量563.4 m3/d，增油28.68 m3/d，增加產(chǎn)氣1 005 m3/d。4月8日LDXA20S1井開定壓放氣閥1/2圈，增油21.92 m3/d。LDX加熱器入口壓力上漲130 kPa，海管壓力上漲30 kPa，仍有一定的提壓空間[2]。

(3)初步提壓第三階段：LDX-A3S1新井投產(chǎn)。4月15日LDX-A3S1井投產(chǎn)，LDX油田增油207.36 m3/d，增氣7 584 m3/d，LDX電加熱器入口壓力上漲100 kPa、海管入口壓力上漲90 kPa，計(jì)量分離器壓力上漲160 kPa，是否有提壓空間需進(jìn)一步評(píng)估。

初步提壓第三階段后LDX油田剩余提壓空間分析。

如表1所示，4月15日對(duì)LDX油田初步提壓后，LDX油田電加熱器、油氣混輸海管、計(jì)量分離器、閉排等設(shè)備目前均能滿足流程安全運(yùn)轉(zhuǎn)需要。

表1 4月15日提壓后流程瓶頸節(jié)點(diǎn)壓力比對(duì)

4 剩余提壓空間預(yù)測(cè)

目前工況下，LDX油田的電加熱器、混輸海管具有一定的提壓空間，但是計(jì)量分離器設(shè)計(jì)壓力與操作壓力差值接近290 kPa，LDX閉排與生產(chǎn)管匯壓力差值接近180 kPa，受計(jì)量分離器安全閥可靠性及閉排泵泵效的影響，繼續(xù)提壓的可行性需要進(jìn)一步評(píng)估[3]。

4.1 剩余提壓空間評(píng)估依據(jù)

對(duì)LDX油田提壓后流程壓力的變化主要采用歸納法與反推法進(jìn)行估算。歸納法是指根據(jù)LDX油田近期油田產(chǎn)量、氣液比、海管壓力的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納，若有一定的線性關(guān)系，則可依據(jù)該經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行推測(cè)LDX-A06、LDX-A18井投產(chǎn)后流程壓力數(shù)值。依據(jù)達(dá)西定律，在理想狀態(tài)下，管道流量、壓差成線性關(guān)系，若歸納出LDX油田的產(chǎn)量、氣液比、流程壓力等相關(guān)數(shù)據(jù)成線性關(guān)系，則可利用歸納的線性關(guān)系推測(cè)流程壓力的上升空間。

4.2 對(duì)LDX油田產(chǎn)量、流程壓力進(jìn)行歸納

如圖1所示，分析LDX油田2020年3月1日至今的產(chǎn)量、氣液比、海管壓力等關(guān)系曲線，可以看出，海管壓力與氣液比及輸氣量之間均有對(duì)應(yīng)函數(shù)關(guān)系，根據(jù)氣液比的定義可以推出海管壓力與產(chǎn)氣量應(yīng)該呈二次函數(shù)關(guān)系，為了簡(jiǎn)便運(yùn)算，在一定區(qū)間，氣液比變化幅度較小，可以認(rèn)為其為常量，因此海管壓力與產(chǎn)氣量近似呈線性關(guān)系，據(jù)此使用內(nèi)插法可以對(duì)LDX油田L(fēng)DX-A06、LDX-A18井投產(chǎn)后流程壓力進(jìn)行估算[4]。

圖1 產(chǎn)能及壓力趨勢(shì)圖

4.3 提壓后流程壓力估算

依據(jù)上述假設(shè)條件及函數(shù)關(guān)系，對(duì)不同投產(chǎn)模式下的流程壓力進(jìn)行估算，繪制數(shù)據(jù)模擬曲線，如圖2所示。

圖2 海管壓力擬合趨勢(shì)圖

由表2可知，在A06井與A18井多種組合生產(chǎn)形式中，各項(xiàng)流程壓力均低于設(shè)計(jì)壓力，滿足流程運(yùn)行需要?？紤]到經(jīng)驗(yàn)公式的不準(zhǔn)確，實(shí)際運(yùn)行壓力有可能大于該估算值，LDX油田進(jìn)一步提壓的空間極其有限。

表2 提產(chǎn)預(yù)測(cè)統(tǒng)計(jì)表

5 結(jié)語(yǔ)

本文以LDX油田產(chǎn)能釋放瓶頸的解決為目標(biāo)，通過(guò)分析現(xiàn)有流程狀況與設(shè)計(jì)限值，制定了基于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的分步提壓放產(chǎn)策略，初步提壓后LDX產(chǎn)能釋放明顯，增液量989 m3/d，增氣量27 750 m3/d，達(dá)到了預(yù)期效果，油田流程工況滿足安全運(yùn)行要求。同時(shí)，采用歸納法與內(nèi)插擬合法，對(duì)剩余提壓放產(chǎn)潛力進(jìn)行了評(píng)價(jià)，達(dá)到了預(yù)定目的。