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油田地面建设中集输系统工艺优化研究

发表时间：2021/8/9 来源：《中国科技信息》2021年9月中作者：郭自力

[导读] 随着大庆油田开发进入中后期，地面工程建设更为困难，降低了集输系统在地面建设中的效率，因而在集输过程中出现许多问题。

大庆榆树林油田开发有限责任公司郭自力

摘要：随着大庆油田开发进入中后期，地面工程建设更为困难，降低了集输系统在地面建设中的效率，因而在集输过程中出现许多问题。在此背景下，推进油气集输系统的研究，改进集输系统工艺，研究降低节能降耗的技术，已成为迫切需要的现实。针对油气集输系统存在的主要问题，本文论述了集输技术的问题与改进方案，并详细介绍了技术流程。
关键词：油田；集输系统；工艺优化
        1大庆油田油气集输系统存在的主要问题
        油田长期开采后，油田空缺增多，注水量不断增加。目前，我国许多油田已进入高含水的中后期阶段，其内部地质组成和生产条件以及石油产量随环境的变化而发生变化，这种变化也导致了集输系统出现了各类问题。目前，大庆油田油气集输系统存在以下问题：
        1）开采的复杂性逐渐增加，石油产量减少，系统能耗增加。油田注水总量不断增加，油气性质发生了较大变化，增加了集输系统处理的复杂性，对石油生产造成了严重的限制，集输过程消耗的能源更多。同时，开采条件的变化也造成生产困难，影响了采油和集输设备的运行。如果不采用适当的节能技术和技术改造，势必导致更严重的能源消耗。因此，需要在集输环节降低能耗、降低生产成本，对节能工艺进行有效改进。
        2）原油地面集输系统存在薄弱环节。原油地面设备配备不足，脱水、集输系统设备运行能力低。此外，由于油气产量急剧减少，脱水系统的负荷较低。在这一因素的影响下，脱水环节的负荷较低，直接影响到整个系统的正常动态运行。采油量的减少导致系统部分部件的减少和负荷的降低，这直接影响到整个系统的动态运行。此外，由于各种不利因素，一些转油站存在承载能力低的问题。
        3）基础设施出现老化，造成严重的安全生产问题。油田准备生产时，首先要建设转油站和脱水站，并在长时间内保持运行。油田的长期开采，会导致集输系统的严重老化。在这个时候，需要及时对设备进行维修保养，如果老化严重，必须直接更换，以免发生事故。大庆油田有大量的脱水转油站使用年限超标，一些关键的部件（如泵、容器、管道等）已经开始老化，对安全生产造成一定的影响。
        2油田集输系统工艺流程改进措施
        为了完善现有的油田集输系统，首先要对油田的具体地质条件进行准确细致的研究，从总体上分析和了解油田的不同要素，包括：油田规模、石油勘探开发技术、油田特点等，不仅要分析主要采油管道的敷设方式，还要准确预测油田的开发情况。针对地面集输系统长期使用的发展趋势，具体集输体系的改进包括四个方面。
        2.1单管加热降粘
        大庆油田原油具有特殊的物性，其内部含蜡量相对较高，使得粘度相对较高。在这种情况下，我们通常可以使用加水、添加稀释油或使用井口加热器的方法降粘。适当地利用油气藏中的伴生气，使油气田的含气量适当增加，以改善稠油集输问题。结合单管加热技术和降粘技术，可有效地改善稠油集输工艺和输送系统存在的问题。
        回压降低技术适用于低渗透油田油气混输，包括加热和加压材料及管道。通过整合集输过程中的不同步骤，采用智能控制系统改变工艺流程，其技术优势在于节省空间、缩短工期、降低投资成本。在使用该过程时，应考虑以下方面：
        1）确定破乳剂的最佳添加点，选择合适的低温破乳剂，降低热耗，提高脱水效果；
        2）确定合适的集输半径，确定最佳温度以控制能耗；
        3）确定不同管径，研究管道在不同加热情况下的集输半径，并进行比较；
        4）对各种管材的井口回压和结蜡量进行检测，分析比较后选择最佳管材。
        2.2优化流计量
        单井计量时，主要采用常压罐法。由于生产压力高于井口压力，生产与计量之间的误差较大。其中，原油中含有大量伴生气体，测量精度较低。为避免测量问题，可选用不同的测量方法，包括稠油称重计量、多相流计等，通过比较不同测量方法在不同方面的性能，可以看出多相流计量性能更好，误差也比较低。

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此外，多相流计量可以进行移动计量，不需要特殊的固定装置和油田配套设施，可以有效地控制行业成本和资本支出。
        2.3分离油套
        在目前的油田生产过程中，许多井口的套管压力都比较低，在0.4MPa左右。但是，当套管中的压力缓慢增加时，机油会流入油泵，这会增加机油在油泵处的阻力。通常情况下，套管内的压力低于井下压力，随着井内压力的不断增加，套管也会受到相应影响。因此，应综合分析伴生气的主要特征、形态及其对油田生产的潜在影响，以及在生产后期采用油套分离的方法改良集输系统。在油套分离中，套管气和主油气生产系统是两个独立的过程，需进行同样的分析研究，并在区块井周围收集一部分伴生气作为燃料。主油气生产可以充分利用套管气中的压力，将管道内的各种伴生气体压制并输送到集中处理厂。该过程不需要压缩操作，从而减少了设备维护维修的工作量。
        套管气利用工艺主要是指套管气的生产和利用，包括天然气发电等工艺流程，节能降耗等效果良好。其技术优势在于成本更低、一次燃料消耗节省和伴生气的有效利用，井口压力低，节能效果好。此过程的注意事项包括：
        1）对于不同回压水平的油井，选择不同的套管气利用方法。对于回压高的油井，采用压缩机回收套管气，对于回压低的情况则可采用恒压阀；
        2）测试和开发系统节能所需的各种设备。
        2.4优化集输站场技术
        目前，我国大部分石油开发项目均为丛式油井，需要根据井口回压降低压力，以达到优化集输系统的目的。根据现代技术的特点，对油气混输和分离后的管道油气混输进行了对比分析，分析油气混输中泵参数波动大的特点，根据投资成本和过程控制等相关方面，选择分离油气的工艺并进行相关的改进工作。
        3集输系统优化方案和实施结果
        3.1改造方案
        通过对上述工艺和技术措施的研究，大大保证了集输系统的工作效率。但是，为了获得最佳效果，需要对系统进行优化和调整，包括以下几个方面：
        1）对脱水系统进行升级改造，将脱水站改为放水站；
        2）为确保各站的布局不受干扰，过渡带转油站系统必须进行调整；
        3）改善和调整纯油区的油泵站，实现聚合物驱和水驱的结合。
        集油系统进行了较为全面的改造，取消、整合了部分转油站，减少了工作设备，降低了设备能耗与维护成本，提高了经济效益，大大降低了事故率。
        3.2优化实施
        解决生产高峰期集输系统负荷低的问题，实现节能降耗，综合改进和调整后得到的基本目标包括：
        1）提高设施效率；
        2）降低石油生产成本；
        3）有效控制基础设施部署。
        4结论
        目前油田地面建设中集输系统的主要功能是综合收集原油和天然气，并输送到外输站、压气站和油库，它的效率影响着整个石油生产。因此，在油田地面设施建设中，改进集输工艺和集输系统是一项重要任务。在具体的石油生产过程中，要结合油田实际情况采取适当的改进措施，加强现场管理，在确保安全生产的前提下，确保集输系统更顺畅地运行。
参考文献
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[2]韩森, 杜鑫, 赵彪,等. 探讨如何完善油田地面建设中集输系统工艺[J]. 化工管理, 2019(36).
[3]丁伟. 对完善油田地面集输系统工艺的研究[J]. 化工管理, 2018, 000(034):218.