李旭成 曹 建 梁 靜

1.中國石油西南油氣田公司川西北氣礦 2.中國石油西南油氣田公司勘探開發(fā)研究院

0 引言

2011年以來，我國油氣需求量呈持續(xù)增長趨勢，為滿足攀升的能源需求，國內(nèi)石油企業(yè)積極與國外石油公司開展油氣開發(fā)合作[1]。2012年殼牌公司成為西南油氣田公司ZT對外合作項目的作業(yè)者，對四川盆地ZT區(qū)塊天然氣進行合作開發(fā)。合作區(qū)塊位于四川省綿陽、梓潼地區(qū)，主要發(fā)育裂縫—孔隙型砂巖儲層，天然氣總體表現(xiàn)為致密氣特征。殼牌公司應用深盆氣理論指導勘探部署，截至2015年12月，在該合作區(qū)塊共完鉆氣井9口，完成6口氣井的試采工作。按照PSC合同的詳細規(guī)定和要求，合作區(qū)塊采用了作業(yè)者殼牌的技術(shù)思路和方法，由合作雙方（中石油和殼牌）共同開展了合同要求的鉆完井、場站建設(shè)和初期試生產(chǎn)作業(yè)。其合作開發(fā)組織管理模式，場站標準化建設(shè)理念、氣井開采工藝及管理模式與傳統(tǒng)采氣場站有一些異同。

1 人員組織及生產(chǎn)管理

在人力資源管理方面，殼牌公司在與西南油氣田公司采取合作開發(fā)管理的模式，聯(lián)合成立ZT合作項目部，實行三級管理，下設(shè)生產(chǎn)經(jīng)營部經(jīng)理、操作經(jīng)理、現(xiàn)場工程師及巡檢人員（圖1）；生產(chǎn)經(jīng)營部經(jīng)理、現(xiàn)場工程師、巡檢人員由殼牌員工擔任，操作經(jīng)理由中方員工擔任。項目部就近設(shè)置前線指揮中心，現(xiàn)場工程師和巡檢人員常駐進行管理[2]。

圖1 ZT合作項目部人員組織管理一覽圖

在設(shè)備檢維修方面，殼牌公司全部外委同一家單位，就近聘用中方現(xiàn)場操作員及監(jiān)控員完成日常生產(chǎn)動態(tài)監(jiān)控、巡管及臨時任務，減少冗余部門和人員配置，實現(xiàn)管理效率的提升。

殼牌場站均采用無人值守模式，信息化程度較高。場站安全監(jiān)控方面，重要設(shè)備設(shè)施均進行聯(lián)鎖組態(tài)，場站內(nèi)安裝有高清攝像頭以及紅外線感應探頭，并聘請安保人員（外聘）對周界安防進行監(jiān)控。在生產(chǎn)過程中，若現(xiàn)場出現(xiàn)問題，遠程監(jiān)控員第一時間報送至前線指揮中心；中心立即調(diào)動現(xiàn)場操作員進行現(xiàn)場調(diào)查，并嘗試恢復；在必要情況下，再調(diào)動外委現(xiàn)場維修組，進行故障排除和問題糾正（圖2）。

圖2 ZT合作項目部生產(chǎn)管理流程圖

早期建成的單井采氣場站一般由兩名操作員工進行值守，負責場站生產(chǎn)監(jiān)控及設(shè)備設(shè)施的基礎(chǔ)維保工作，作業(yè)區(qū)設(shè)中心站或維修班組對設(shè)備進行定期檢維修，并分電氣、機泵等實行專業(yè)化外委維保，維修效率較高，維護更為可靠，但人員配置較多，生產(chǎn)管理成本較高。對比發(fā)現(xiàn)，殼牌公司管理模式減少了管理的中間環(huán)節(jié)和人員配置，整個模式運行對巡檢人員有較高要求，不僅需要掌握全面業(yè)務知識，完成故障現(xiàn)場的調(diào)查處理，還需監(jiān)督外委人員維修作業(yè)。

對于場站工藝設(shè)計及施工方面，殼牌公司與川內(nèi)企業(yè)基本一致，項目部委托工程設(shè)計，形成設(shè)計、施工圖紙，再委托建設(shè)公司和監(jiān)理公司完成場站建設(shè)。而對于變更管理，ZT合作區(qū)塊作業(yè)者主要是通過專用的通訊平臺，按照MOC變更管理程序，明確、嚴格、高效完成變更管理工作（圖3）。

圖3 變更管理程序示意圖

2 開發(fā)生產(chǎn)特色

2.1 場站標準化建設(shè)

標準化設(shè)計有利于建立統(tǒng)一平臺，實現(xiàn)資源共享，減少員工低水平、無意義勞動以及設(shè)計中常出現(xiàn)的缺、漏、錯等質(zhì)量事故。同時生產(chǎn)要素和工作流程更加容易固化和標準化，可以使得施工組織和過程監(jiān)督更加規(guī)范[3]。對比殼牌公司與川內(nèi)石油企業(yè)的傳統(tǒng)場站設(shè)計理念差異，發(fā)現(xiàn)殼牌公司的相關(guān)設(shè)計有可供借鑒之處。

2.1.1 設(shè)備全橇裝設(shè)計

殼牌公司在合作區(qū)塊的采氣場站建設(shè)采用統(tǒng)一構(gòu)建模式，在完成氣井生產(chǎn)潛力評估及設(shè)計后，從場站大小、井站設(shè)備、人員配置均采用統(tǒng)一標準。場站盡量采用全橇裝化設(shè)備，以方便初期場建時搬運、安裝及后續(xù)拆卸工作。站場主要電儀設(shè)備均集成在橇裝房內(nèi)，采用“即插即用”設(shè)計理念，強調(diào)設(shè)備運行安全性和可操作性，節(jié)約了安裝時間及施工投入（表1）。該模式節(jié)約地面工藝設(shè)計時間以及設(shè)備的安裝成本，縮短了設(shè)備采購以及井場建設(shè)周期。近年來川內(nèi)部分新投產(chǎn)區(qū)塊也實現(xiàn)了采氣單井與集氣站裝置橇裝化、模塊化組裝，進一步證明該模式值得推廣和借鑒。

表1 電控設(shè)備橇裝設(shè)計與傳統(tǒng)安裝施工投入對比表

2.1.2 管線架空設(shè)計

川內(nèi)傳統(tǒng)采氣場站在設(shè)計站場工藝管線時，一般采用直埋設(shè)計[4]（圖4），直埋鋪設(shè)可節(jié)約站場空間及建設(shè)成本，但對后期管道維保、工藝流程改造及風險識別都造成了極大的困難。殼牌采氣場站工藝集輸管線、放空管線及排污管線均為明管鋪設(shè)，部分管線進行架空設(shè)計（圖5），有利于井站維護人員熟悉現(xiàn)場工藝流程；在工藝管道運行出現(xiàn)異常情況下，能第一時間排查處理；同時，架空管線可避免在低點形成積液，在管線失效時避免氣體在地下聚集。但是，架空管線需額外增加管托支架，相應建設(shè)成本會有所增加。

圖4 川內(nèi)采氣井站管線埋地圖

圖5 殼牌采氣井站管線架空設(shè)計示意圖

2.2 場站開發(fā)生產(chǎn)工藝

2.2.1 光套管采氣工藝

與傳統(tǒng)采氣方式不同，殼牌公司在試采初期，對于地質(zhì)條件較好的非含硫氣井，在安全風險可控前提下，采用光套管方式開展試采，結(jié)合試采效果，再決定是否下入油管，該工藝理念在國內(nèi)文獻中鮮有報道。分析發(fā)現(xiàn)，減少油管下入，可節(jié)省前期投入成本，縮短建產(chǎn)周期，提高氣井采速。但該工藝攜液能力較差，易發(fā)生氣井水淹和地層出砂，影響氣井后期生產(chǎn)（表2）。

2.2.2 電熱式水套爐加熱工藝

傳統(tǒng)水套爐加熱裝置一般利用氣源燃燒加熱，點火及開度控制相對復雜；且存在一定安全風險。殼牌公司推崇采用電加熱式水套爐，可實現(xiàn)自動啟停和溫度精準控制，為場站自控精細化管理奠定了基礎(chǔ)（表3）。

表2 油管生產(chǎn)和光套管生產(chǎn)工藝優(yōu)缺點對比一覽表

表3 天然氣加熱與電加熱式水套爐現(xiàn)場運用優(yōu)缺點對比表

2.2.3 天然氣放空處理工藝

受地區(qū)和氣質(zhì)參數(shù)的影響，直接對放空天然氣進行點火燃燒將可能存在燃燒不充分的情況。殼牌公司采氣井站在天然氣放空燃燒前采用油氣水三相分離器再次分離，將分離后的穩(wěn)定輕烴通過架空管線連接至放空火炬進行燃燒（圖6），可避免放空中不穩(wěn)定輕烴凝結(jié)對天然氣放空燃燒造成的影響[5]。場站放空火炬采用長明火設(shè)計，火炬周邊安裝熱輻射探頭，意外熄滅可及時觸發(fā)聯(lián)鎖報警，保證了放空天然氣的充分燃燒。在放空火炬安全距離的設(shè)置上，殼牌公司因井制宜，根據(jù)放空氣量統(tǒng)一折算熱輻射值確定安全距離，該方法較為靈活，利于采氣場站先期場建。

2.2.4 氣田水存放

圖6 殼牌公司放空管路示意圖

川內(nèi)采氣站多采用污水池或臥式氣田水罐對氣田水進行存放，而殼牌公司則選用立式氣田水罐進行處理存放，立式氣田水罐及氣田水裝車橇區(qū)域周邊砌有防漏防滲圍墻，能最大限度預防氣田水罐滿罐或罐體本身泄露引起的氣田水外流造成的環(huán)境污染[6]。但是，立式儲罐受高度影響，需要專人進行操作，存在一定安全風險（圖7）。

圖7 立式及臥式污水儲罐對比示意圖

2.3 油氣場站信息化自控管理

殼牌公司在數(shù)字化氣田建設(shè)方面水平較高，井站均能實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的自動化操作。井站自動化控制操作完全依靠電力驅(qū)動，統(tǒng)一集成供電系統(tǒng)，根據(jù)不同場站的功能，獨立設(shè)置聯(lián)鎖自控邏輯。

在數(shù)據(jù)傳輸線纜鋪設(shè)方面，川內(nèi)采氣場站多采用管溝鋪設(shè)和穿管鋪設(shè)方式，該方式節(jié)約場站地面空間，場站目視化更為簡潔，但增加了先期場建工作量；在數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)故障或需更換數(shù)據(jù)傳輸流程時，將不便于后續(xù)維護工作；鋪設(shè)在低洼處的線纜還易受到降雨、積水浸泡影響。殼牌場站采用線纜槽架空設(shè)計方式（圖8），場站設(shè)備設(shè)施的信號線及供電線路在線纜槽中架空鋪設(shè)，該鋪設(shè)設(shè)計具有易檢修、易更換的特點?！吧仙w下空”設(shè)計結(jié)構(gòu)，不僅能有效防止太陽直射及地面潮氣對線纜的影響，延緩線路老化；同時避免在下雨期間造成線纜槽內(nèi)產(chǎn)生積水，引起漏電短路事故的發(fā)生（表5）。

圖8 殼牌場站線纜槽鋪設(shè)示意圖

表5 川內(nèi)井站與殼牌公司信息化管理對比表

3 結(jié)論及建議

1）殼牌公司在合作開發(fā)管理中減少井站管理中間環(huán)節(jié)，有利于提高事務處理效率；川內(nèi)石油企業(yè)采氣場站人員配置齊全，維保作業(yè)專業(yè)化，維護更為可靠。

2） 全橇裝設(shè)計理念可加快氣井建產(chǎn)步伐，縮短建產(chǎn)時間；管線架空、電加熱式水套爐、天然氣放空處理等工藝設(shè)計在現(xiàn)場運用中具有一定優(yōu)點，可供參考借鑒。

3）數(shù)字信息化油氣田的建設(shè)過程中，采用統(tǒng)一電力及動力控制系統(tǒng)可使運行更為穩(wěn)定；運用線纜槽的鋪設(shè)方式可提高線路的檢修效率，延長線纜的使用壽命，建議推廣運用。

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