浅议某老油田地面工程系统改造

作者：中企碳中和服务网　　来源：中国节能战略合作网　　发布时间：2015-11-07 18:46:44

中企碳中和服务网讯：1 、现状
　　1.1 产量总体递减，各系统间的矛盾凸显
　　按照水驱油田的理论统计规律，当可采储量的采出程度超过40%时，产量将会出现大幅度递减，在低渗透油田尤其严重。随着油田勘探开发的深入，油田进入中高含水开发阶段，产量出现大幅度递减，导致地面已建主体工程负荷率大幅度下降。
　　老油田在产油量下降的同时，油田产液量、产水量、综合体积含水率及注水量继续呈上升趋势。因此与产液量、产水量、注水量有关的地面系统将持续存在着负荷增长的趋势，再加上系统及区域负荷的不平衡，使得系统负担将更大。
　　1.2 工艺技术与开发形势不匹配，改造工程量逐年增加
　　地面工程主体工艺技术已在油田勘探开发建设初期确立，工程适应期一般为5～15年。某老油田已经历了近20年的开发，综合含水超过79%，油田投入开发建设时期的地面配套工艺技术已远不能适应目前的开发形势。由于资金及战略思维等现实问题的局限，以往对老油田改造的投入力度不够。当前面临“十二五”规划中节能降耗严峻形势、降低运行成本等长远需求，地面配套改造势在必行，改造工程量逐年增加将不可避免[1]。
　　1.3待改造和维护工程量逐年增加
　　老油田如今的各类地面设施，普遍存在着不同程度老化和“高耗低效”现象。调查数据分析表明某老油田在今后的3～5年内将有大部分的加热炉、容器、各类机泵的使用年限超过10～15年，有的甚至达到15年以上；油田水电系统设备老化，故障率高，输电线路失修损耗大；在役管道的腐蚀情况严重，穿孔、漏油事故等频繁发生，待改造和维护工程量逐年增加[1]。
　　地面系统调度不平衡，部分区域或系统负荷率低，造成设备闲置。而闲置的设施腐蚀老化速度快于运行设备，有的设备闲置几年后甚至就再无法启动，也加大了今后油田地面改造的工作量。
　　1.4 单位生产能耗居高不下
　　随着原油含水率的逐渐上升，地面生产系统的能耗控制难度不断加大。老油田开采的过程中，采出液中原油含水率越高，单位生产能耗就越高。此外吨油产量的油水井数上升，措施增加，三次采油力度加大，加大了能耗控制难度。老油田的设备中有部分带病运行，如三相分离器由于长时间使用，容器内除雾器、聚结及整流元件等附件腐蚀损坏严重，有的元件塌落，致使油气水三相分离控制不稳定，脱水后的原油含水超标。早期建设的加热炉和热水炉工艺简陋，炉效低下，燃料油耗、煤耗等均较高。分离器没有加高效填料，各开口容器增加油气挥发损耗等都是主要因素。
　　2总结经验，提出几点认识
　　老油田地面改造是一项系统工程，具有量大、面宽、节点多等特点。结合老油田原油产量大幅度下降、递减率不断上升的形势，及时进行有针对性的改造，以增储上产和节能降耗为导向，达到增加可采储量、提高原油产量、优化系统运行，降低生产能耗的目的，为老油田地面改造和总体技术经济评价提供依据，使改造具有合理性、系统性、针对性、兼容性及先进性，以提高开发的整体效益。
　　搞好挖潜增效工作，确保设备高效经济运行，成为老油田地面改造的主要任务。结合老油田地面系统现状，建议今后改造应从以下几项工作入手。
　　2.1布局总体化、重申重视系统改造规划的编制
　　总体规划、系统优化，考虑滚动发展，这就提醒我们要重视老油田地面工程系统改造规划的编制工作。
　　根据目前地面系统存在的问题，科学、合理、有序地部署改造和更新维护工作，使改造有目的、有依据、有计划地进行。结合滚动勘探开发的中长期规划，研究、制定老油田改造的原则，进一步确定短期和中长期目标，选择最适宜的技术措施与对策，编制适应老油田开发发展趋势的改造规划。规划编制工作要立足现状，充分体现“成本最小化、效益最大化”的可持续发展原则，搞好改造方案的优化。
　　2.2工艺简约化、充分利用系统的剩余能力和已建工程
　　与油藏、钻井及采油工艺相结合，采用先进适用的简约化工艺技术，满足安全、高效、节能生产要求，降低工程投入，提高油田整体开发效益。充分利用已建地面系统并利用其剩余能力。
　　老油田即将度过产液高峰期，这将导致地面系统部分能力出现严重的低负荷率问题。因此，地面系统技术改造应以挖潜增效利用为主，搞好远近期结合，统筹规划安排，解决好负荷率下降的问题。要通过采取“挖潜增效、新旧结合、统筹规划、模块建设、节能降耗”的原则，避免高峰期以后出现设备闲置和浪费等现象。在三次采油规模不断扩大的情况下，要通过挖潜增效改造，使三次采油地面系统的建设千方百计地利用水驱已建地面设施，使原来单纯的老油田改造变为“改造考虑新扩建、新扩建兼顾改造”的有机统筹结合。
　　2.3地理优势化、加强防腐大修技术工作
　　因地制宜，合理利用地势，在满足生产需要的前提下，在后期改造中，尽量减少站场数量，优化线路走向，降低工程投资，加强防腐大修等技术工作。
　　针对油田已建金属容器和管道腐蚀老化等问题，首先做好钢质罐的内外防腐涂料、容器保温新材料、区域性阴极保护和高电阻率土壤中脉冲供电阴极保护技术及非金属管道、复合管道等新技术、新产品的试验应用和检测评价工作；其次要做好在用金属管道不开挖防腐检测技术、在线大修技术，金属容器、储罐防腐大修技术的工程。加强维护，减少更新改造工程量，延长已建设施的使用寿命[2]。目前，某老油田正在开展原油集输管线资料大调查，将原来的无缝钢管线分批次更换为玻璃钢管线进行原油集输。
　　2.4生产数字化、加强计量方式的研究
　　采用自控和数字技术，加强计量方式的研究，提升整体管理水平。
　　要认真研究老油田的计量方式，搞好油井计量方式简化改造及计量仪表的更新改造，以适应新的生产形势的需要。在老油田改造中，要搞好油气外输贸易计量、清水交接计量及内部油气交接计量的改造工作，还要进行注水井计量仪表优选改型等试验，以适应特高含水生产的特点和需要[1]。
　　2.5建设标准化、加强可行性研究和技术经济评价工作
　　井场和站场工艺、设备、配管和布局采用统一建设标准，缩短建设周期，方便生产管理，需要更一步加强可行性研究和技术经济评价工作。
　　由于缺乏针对老油田地面改造项目的经济评价方法及相关规范，导致地面改造项目经济评价随意性较大，给投资决策和效益分析带来了难度。因此，针对此问题，根据项目特点，结合实际操作经验及目前老油田的现状，加强对改造项目的经济评价的研究工作，以确保改造的经济效益。推行地面建设项目后评估，科学地评价地面工程的投资效益[1]。
　　2.6地方资源化、采用新工艺、新技术

　　加强基础研究工作，充分利用当地社会水、电、路、讯资源，不搞全面配套，为改造提供充分的技术依据；采用新工艺、新技术，为改造提供有力的技术措施。

　随着老油田进入高含水阶段，加强基础研究工作尤为重要。基础研究和技术界限需要进行重新开展和确定。主要包括原油管输特性、粘温特性、蜡的结晶析出规律、乳化液性质和沉降分离特性等[3]；水驱采油地面系统规模调整、设施配置的原则及界限，集油温度及方式的界限，原油集输处理、污水处理、注水系统用能控制的技术界限，投加化学药剂的技术界限等，从而为改造工程工艺设计提供科学、合理的技术依据。
　　在改造中要依靠技术进步，以科技为先导，积极采用成熟、先进和实用技术来提高地面系统技术水平。如通过加强高含水原油高效处理设备（如优化设计的高效三相分离器）和高效化学剂的研制提高设备的处理效率，适应高含水原油脱水和污水处理的生产需要；通过加强降低集输处理温度配套技术、含油污水常温处理配套技术和油田生产系统综合配套节能技术的科研攻关研究和应用来降低油气集输和处理能耗[1]，既攻关解决急需技术，又进行一定的技术储备。
　　2.7挖潜增效、注重提高系统运行效率
　　以深化油藏研究、强化滚动勘探、优化增产措施、细化能耗管理为重点来开展“挖潜增效、节能降耗”工作，对老油田地面系统改造时要注重平衡系统能力，淘汰高耗低效老化设施，提高运行效率。
　　某老油田即将逐步进入特高含水采油期。地面改造要体现“优化布局，调整互用，增效提荷，降本减耗”的原则，结合已建系统综合考虑，坚决淘汰高耗低效等老设备。
　　对于集输脱水系统负荷较低的部分转油站、脱水站，采用“合并”或“分解”的方式进行优化重组。油气处理系统要加强对原油稳定装置和伴生气处理能力的系统平衡和改造，动态地调整伴生气产用平衡。注水系统通过联网供水的方式，可将运行时间长、站况差的老站停运。含油污水处理系统结合对处理工艺的改造，应适当调整规模。在各种处理站中，通过对状况较差的容器、设备进行“间抽、停运”，部分设备以大换小，核减剩余能力，提高运行效率。
　　2.8推广应用节能技术实现节能降耗
　　通过加强技术改造，推广应用节能产品提高老油田地面系统的运行效益。主要包括通过添加原油流动性能改进剂进行常温集油，“三不”集油工艺、原油低温脱水，高效三相分离器、燃烧器、远红外节能涂料等节约天然气、原煤、电力等能耗，降低吨油能耗等节能技术；抽油机节能配套设备，注水系统仿真优化运行，注水站微机巡控，电机变频调速，永磁电机和供配电系统无功补偿等节电技术。在应用中要通过对单项节能技术进行优化组合，实现从单纯的单项技术、单体设备节能发展到油田系统配套节能，从而提高节能降耗的整体效益。
　　2.9满足安全环保要求
　　目前老油田由于注采不平衡，日外排采出水严重，而且大都未能实现达标排放，污染环境的同时也造成了水资源大量浪费。随着老油田进入高含水、特高含水开采阶段，污水过剩的矛盾凸显。在改造中采用外排采出水达标排放技术就尤显重要。重点研制新型高效除油设备和过滤设备来提高含油污水处理技术，加强污泥回收和洗井水回收处理技术的试验研究。搞好污油、污水和污泥的回收处理，控制好水、气、声、渣的污染等环境治理。在生产运行中要加强管理，严格控制跑、冒、滴、漏、泄，搞好环保技术的攻关试验工作，生产满足安全环保要求。
　　3.结论
　　在分析老油田地面系统现状的基础上，对此技术改造提出了树立“成本系统管理”的理念，建议从长期成本、管理成本等观念科学着手，树立“地面、地下一样重要”的投资理念，努力寻找投入、产出的最佳结合点，围绕油田增储上产、挖潜增效和节能降耗踏实做工作，按照“布局总体化、工艺简约化、地理优势化、生产数字化、建设标准化、地方资源化”的原则，在充分利用已建系统的剩余能力和确保油田开发生产安全环保、节能降耗的前提下，加强地面建设和总体技术经济评价工作，采用先进实用的新工艺、新技术、新设备，不断提高系统运行效率，实现地面工程的“长治久安”，最终实现成本效益双赢的局面。
　　结合现状实际，某老油田地面系统改造应加强以下几项工作：
　　（1）开展地面系统大调查，建立该系统的技术资料档案，完善基础技术工作；
　　（2）重视油田施工队伍建设，努力适应老油田特高含水阶段地面系统改造的需要；
　　（3）加强地面工程与油藏工程、采油工程的结合，搞好方案的整体优化。在改造中要切合实际地考虑开发形势和采油生产方式二者之间的有机结合，根据开发生产趋势的变化压缩地面设施规模，局部地区又要注意留有余地，从而使改造获得更好的经济效益；
　　（4）加强地面设施的运行管理，在日常管理中，加强生产维修维护，以防设施设备的老化问题更加恶化，做好台帐等基础资料等基础工作。

参考文献：
[1] 郭光臣董文兰张志廉。油库设计与管理。中国石油大学出版社，2006.1
[2] 俞蓉蓉蔡志章。地下金属管道的腐蚀与防护。石油工业出版社，2004.7
[3] 杨莜蘅张国忠。输油管道设计与管理。石油大学出版社，2005.8

关键字: 老油田工程系统改造

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