冀中小斷塊油田地面規劃建設現狀

時間:2022-10-30 10:29:04

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冀中小斷塊油田地面規劃建設現狀

摘要:本文所探討的“小斷塊油田”包含兩部分:一是位于已發現油田構造邊緣,和己建油田具有同一性質的油藏系統,距離已建油田較遠的小斷塊油田;二是距離已建油田較遠,有相對獨立性質的油藏條件和與其他油田不同的原油物性。這樣的油田特點是:含油面積一般小于10km2、集油半徑小于2.0km、產能小于3×104t/a、無法依托已建的油氣生產系統、必須汽車拉運、所建站場為五級站場的油田,所轄油井數在5∽12口、注水井數在3∽8口。這些油田雖然儲量小、產能低,但是也包含油氣集輸、油氣處理、污水處理、注水、電力系統、熱力系統、土建道路、自動化儀表等各個專業,所謂“麻雀雖小,五臟具全。”

關鍵詞:小斷塊油田;規劃建設;油氣集輸工藝;設計

1站址選擇

根據華北平原地區特殊的地理狀況,依據地質提供的開發方案,在站址的選擇上一般遵循原則是:第一,站址依托地方交通道路,盡可能少修路以減少征地和工程費用;第二,站址靠近油、水井分布的中心區域。減小集油半徑、減少能量損耗;第三,符合地方政府的工、農業開發規劃建設要求;第四使油、水井管線的路由穿越道路、工農業生產設施的次數盡量少。

1.2油氣集輸工藝

獨立小斷塊油田一般都是一級布站模式,下面也都是基于此討論的。

1.2.1三管伴熱集油工藝

一般根據油品的性質決定是否選用三管伴熱工藝。尤其對重質的高含蠟、析蠟溫度高、凝固點高、黏度大的油田,在其它集油工藝很難保證正常生產的情況下,需要采用三管伴熱集油工藝。優點是生產運行可靠、管理方便;缺點是投資大、能耗高、鋼材損耗量大。

1.2.2雙管洗井工藝

這里所說的雙管洗井工藝是指:一條為油井集油管線;另一條為熱水管線,利用從站內來的熱水從井口摻入熱水對集油管線進行定期或不定期清洗,以保證油井的正常生產。對原油含水普遍較高或凝固點較低、黏度小的小斷塊油田,應考慮雙管工藝。優點是生產運行可靠、管理方便、投資較小;缺點是需要及時掌握各油井的生產情況,需要在各井口安裝壓力檢測儀表、并隨時監測,以便根據井口回壓情況及時清洗管線、保證油井生產,所以需要建設配套的自動化監測系統。需要說明的是,該工藝對井口的地上管線需要電熱帶伴熱、保溫。

1.2.3單管工藝

對原油含水高、凝固點低、黏度小的小斷塊油田,一般采用單管工藝。單管工藝的形式有:最簡單的不加熱輸送(這樣的要求原油品質好、含水高且高于反相點)、單管+電伴熱帶伴熱工藝、井口安裝電熱器給原油加熱工藝、以及以上的工藝組合等。優點是投資少、生產運行比較可靠;缺點是直接利用電能提供熱源,一旦遇到電力系統故障,需要及時對集油管線進行清掃,因此運行管理工作量比較大。另外,電熱帶的質量必須可靠,一旦發生斷路,整條集油線陷于癱瘓。

1.2.4摻水工藝

摻水工藝包括雙管摻水工藝和單管環狀摻水工藝兩種,其中雙管摻水工藝因為其投資大、能耗也較大,在小斷塊油田很少采用。部分小斷塊油田采用了單管環狀摻水工藝,其優點是投資少、工藝簡單、能耗低、運行成倍低、管理方便;缺點是:一旦一口油井的集油管線出現故障,將影響其整個環路上所有油井的生產,所以運行風險高,需要配備反應迅速的維修隊伍來保障生產。另一方面,摻水工藝需要考慮進站液量的增大,使站內油氣處理設備增大,同時需要增加摻水設備和工藝流程、增大儲罐容量等。所以,小斷塊油田是否采用摻水工藝應綜合考慮、評價,以求經濟合理。目前,小斷塊油田的油氣集輸工藝比較靈活多樣,比較普遍的是采用雙管洗井工藝。

1.3油氣處理工藝

油氣處理主要采用高效三相分離器,工藝過程如下:各油井來液→集油閥組→換熱器→三相分離器→油罐裝車外運設計時可考慮2臺設備互為備用;也可設計成二級兩相分離器為備用。

1.4污水處理及回注

污水處理采用成熟的雙濾料過濾器,同時設計反洗流程、實現反洗功能,保證處理后的水質穩定和延長濾料的更換周期。注水設備采用高壓柱塞泵,工藝設計為配水閥組分配給單井注水。

1.5熱力系統

熱力系統采用熱水為傳熱媒介,即鍋爐+水泵+伴熱管道系統。能源優先考慮油井伴生氣,在油井伴生氣不足的情況下輔以自產原油。(注:目前環保部門在逐步禁止鍋爐燒原油。)

1.6土建

站內廠房及員工宿舍一般設計為單層建筑、磚混結構,費用高,維修改造困難。

1.7電力系統

冀中地區電力系統完善,可很方便依托地方電力系統、取電方便,近幾年配套建設了電力線路監測系統,實現遠程監測。站內變配電采用集中配電室。

1.8儀表自動化

單井自動化系統:包括井場視頻監控系統、抽油機井測功系統、抽油機井智能監控系統等,數據信息通過MESH無線通信系統傳輸至站內中控室進行監控。站內收集到所有的單井數據后,同站內其它自動化數據一并傳輸至總部。站內自動化系統:主要包括數據采集監控系統、視頻監控系統、可燃氣體泄漏報警系統等。中控室根據收集到的數據信息可實現以下功能:數據信息上傳廠部;實時監控各單井生產情況、站內主要生產設備(場所)情況;生產數據匯集后可自動生成生產報表;實現生產設備(包括單井抽油機)的遠程啟、停控制;通過聲光報警可及時發現可燃氣體泄漏危險點等功能。

2地面規劃建設展望

2.1建設用地性質的變化

冀中地區地處華北平原腹地,人口稠密,工農業都很發達,近年來,隨著城市的迅猛發展、道路交通的不斷建設、工農業用地的不斷增加,土地資源越來越緊缺,地方政府都在嚴格審查、甚至限制用地審批,有很多政府規劃內的土地是不容許征用的。所以,油田建設用地也越來越難征用,審批周期長,成為制約油田開發的重大因素。面對如此的困境,我們也應該有合理的應對策略以做好油田的開發工作,比如,可以以租賃的方式向政府租用土地,租期可根據油田的開發壽命而定。這種以通過向政府租用土地的方式來進行油田建設的項目在有些小斷塊油田已經在實施。可以預見的是,將來的油田建設用地將不只局限于征地一種模式。

2.2能源

隨著國家對環保要求日益嚴格,油田日常生產所用的傳統能源煤炭、原油受到國家的嚴格限制,已經強令油田生產單位限期停止使用燃油和煤炭傳統能源。因此,油田生產主要依靠自產天然氣和外購天然氣。然而,由于冀中小斷塊油田大部分產氣量低,很難滿足自給;油田站場一般又遠離城鎮,很難依托地方已建氣源;小斷塊油田由于規模小、用氣量相對少,如果單獨自建氣源成本又太高。由于上述因素的影響,使小斷塊油田開發處在非常尷尬的境地。面對新的形勢和困難,我們必須有所突破和革新,尋找新的、環保能源。熱泵技術的發展成為新的綠色能源,在小斷塊油田的生產中得到了初步應用,并取得了一定的經驗,有待進一步推廣應用。目前在小斷塊油田的生產中應用的有空氣源熱泵技術和水源熱泵技術。

2.3土建

傳統的站內建筑一般為磚混結構,特點是:結構簡單、投資較大、壽命長(一般為50年)、建設周期長、維修改造困難。隨著新材料、新工藝的迅猛發展,鋼結構建筑發展迅速,它與磚混結構建筑相比較的優點是:投資少、建設速度快、結構簡單靈活、維修改造方便;缺點是壽命較短。另一方面,隨著使用土地性質的變化——由永久征用可能變為長期租賃,如果選擇鋼結構建筑更經濟、合理,更符合小斷塊油田的特點——鋼結構建筑的壽命同小斷塊油田的開發壽命基本一致。因此,鋼結構建筑將成為小斷塊油田的廠房等建構筑物的發展方向。油氣生產場所對建筑物的特別要求是:耐火等級必須達到要求。

2.4油氣集輸工藝

從投資及節能等多方面考慮,三管集輸工藝將逐步被淘汰;單管(不加熱單管)工藝在冬季難以保證生產,所以也很少采用。雙管洗井工藝和單管環狀摻水工藝將成為小斷塊油田地面規劃建設的主流。

2.5污水處理

由于小斷塊油田產液量相對較少,從投資方面考慮,污水處理設備應向小型化、撬裝型發展;注水設備也應向這個方向發展。在個別小斷塊油田地面規劃建設中已有應用。

2.6儀表自動化

從投資規模和生產實際來看,小斷塊油田的站內自動化系統可考慮“只監不控”,即經濟合理又滿足了生產需要。總之,隨著社會的發展、環境的變化,新技術新材料的不斷出現,必將對小斷塊油田的規劃建設帶來新的變革。

參考文獻:

[1]王全占.華北小斷塊油田地面建設技術探討[J].石油規劃設計,2009,20(3):38~41.

[2]石油地面工程設計手冊編寫組.石油地面工程設計手冊(第二冊)[M].山東:石油大學出版社,1995.

[3]苗承武等.油田油氣集輸設計技術手冊[M].北京:石油工業出版社,1995.

作者:劉爭奇 單位:華北油田第五采油廠工程設計室