淺海試采平臺(tái)采油工藝流程的設(shè)計(jì)與發(fā)展

陳亮(中海石油(中國(guó))有限公司蓬勃作業(yè)公司，天津 300450)

0 引言

淺海試采平臺(tái)采油工藝流程設(shè)計(jì)將會(huì)在極大程度上影響采油效果，但從目前來看，部分工藝流程設(shè)計(jì)的科學(xué)性和實(shí)效性仍存在一定的欠缺，基于此，有必要對(duì)其展開更加深層次的探究。

1 案例分析

中國(guó)某海灣全線總長(zhǎng)度達(dá)2 000 km，其中涉及到相對(duì)較大的有利勘探面積預(yù)計(jì)過萬平方米，在淺海地區(qū)以及灘海都有著一定的分布。從實(shí)際情況來看，該地區(qū)整體有著較為豐富的油氣構(gòu)造，并且具備極為充分的油源條件，在其中包含著多套油氣儲(chǔ)集層以及多樣化的圈閉，存在著優(yōu)質(zhì)的儲(chǔ)蓋組合，是當(dāng)前油氣資源最為豐富的地區(qū)之一，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的眼光來看，其整體有著其為廣闊的勘探以及開發(fā)前景。該地區(qū)經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的研究和發(fā)展已經(jīng)得到了多方面的提升，并且在油氣勘探工作的開展過程中取得了較多的成果。文章所闡述的淺海試采平臺(tái)主要是基于現(xiàn)有試采平臺(tái)所設(shè)計(jì)和建設(shè)的，在該地區(qū)的淺海采油作業(yè)開展過程中有著較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。

2 淺海試采平臺(tái)采油工藝流程設(shè)計(jì)與發(fā)展情況分析

2.1 工藝設(shè)計(jì)原則

工作人員在實(shí)際開展工藝設(shè)計(jì)工作的過程中應(yīng)當(dāng)按照以下幾方面的原則，具體來看，設(shè)計(jì)人員需要先全面分析當(dāng)前淺海地區(qū)已經(jīng)完成鉆勘工作的油井的具體油質(zhì)以及相應(yīng)的產(chǎn)量情況，進(jìn)而對(duì)后續(xù)該平臺(tái)采油流程所要遵循的規(guī)范以及儲(chǔ)油的前提條件進(jìn)行明確。通常情況下來說，陸地單井采油管線會(huì)對(duì)63.5 mm(21/2″)的管徑進(jìn)行選用，其具體的排量基本上在50～100 t/d，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行分析，因?yàn)槠脚_(tái)到淺海采油井的實(shí)際產(chǎn)量大多處在100～200 t/d范圍之內(nèi)，所以應(yīng)當(dāng)在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上對(duì)其排放管線采取適當(dāng)?shù)募哟执胧?/p>

與此同時(shí)，盡可能選用容量更大的生產(chǎn)計(jì)量分離器。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)的時(shí)候需要充分考慮到油、氣、水的分離凈化問題，并處理好天然氣排放的相關(guān)事宜。設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)針對(duì)管線法蘭之間采取相應(yīng)的防火以及防靜電措施，在設(shè)計(jì)之前需要先確定好其所要選用的油氣計(jì)量方法以及氣體凈化排污處理措施。為了提升工藝設(shè)計(jì)的效果，需要高質(zhì)量落實(shí)對(duì)于油、氣管線的防凍以及保溫工作。在進(jìn)行原油分離之前需要采取相應(yīng)的加溫措施，同時(shí)還要高效開展儲(chǔ)油外輸?shù)脑O(shè)計(jì)工作，并落實(shí)好針對(duì)原油管線所采取的掃線或者是除蠟措施。因?yàn)橐酝脑嚥善脚_(tái)在實(shí)際開展對(duì)于采油工藝流程的設(shè)計(jì)工作時(shí)并沒有對(duì)專門的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行制定，所以只能夠綜合考慮當(dāng)前已經(jīng)投入應(yīng)用的陸地設(shè)施或者是海上采油平臺(tái)等使用的與之相類似的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，并從中提煉出一些能夠與之相適應(yīng)的規(guī)定，充分保障其具有良好的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。設(shè)計(jì)人員需要全面考慮各方面影響因素，結(jié)合實(shí)際情況對(duì)其進(jìn)行反復(fù)的驗(yàn)證和選用，并在此基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行定盤設(shè)計(jì)工作[1]。

2.2 采油工藝設(shè)計(jì)

在該淺海試采平臺(tái)中設(shè)計(jì)1 000 m3的儲(chǔ)油罐，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于單井產(chǎn)量為80～100 t/d在10～20 d左右所開采原油的存儲(chǔ)工作。從其具體的建造形式來看，該儲(chǔ)油罐同陸地儲(chǔ)油罐所采用的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范具有一定的一致性。而其差異性則在于，該儲(chǔ)油罐主要是油水混合儲(chǔ)存，并且其還存在外輸前加溫裝置的設(shè)置，并使用蒸氣作為其主要的熱源。在井口至油罐處其所涉及到的全部管線都采用φ108×4.0的無縫鋼管線，這種設(shè)計(jì)方式的應(yīng)用能夠在原有的基礎(chǔ)上有效提升其開采出原油的暢通性。對(duì)于其所開采的原油來說，通過使用φ1 200生產(chǎn)計(jì)量分離器針對(duì)其展開相應(yīng)的油氣分離工作，接下來需要沿干線將完成分離工作的原油注入到1 000 m3的儲(chǔ)油罐中進(jìn)行儲(chǔ)存。相關(guān)工作人員在進(jìn)行采油工藝設(shè)計(jì)的時(shí)候需要加強(qiáng)對(duì)于天然氣排放處理的重視，先運(yùn)用生產(chǎn)計(jì)量分離器對(duì)天然氣進(jìn)行分離，然后對(duì)完成分離的天然氣經(jīng)一級(jí)氣體凈化分離，將其所分離出來的雜物和水注入到原油干線當(dāng)中，而那些經(jīng)過凈化處理的天然氣則沿著管線進(jìn)入到燃燒臂-火炬燒掉。

設(shè)計(jì)人員需要注重對(duì)于原油加溫技術(shù)的合理應(yīng)用，通常情況下來說，當(dāng)原油本身的溫度為50 ℃以上時(shí)，經(jīng)分離器油、氣分離效果更好。所以為了能夠保障其開采的原油到生產(chǎn)計(jì)量分離器時(shí)，其溫度能夠超過50 ℃，需要針對(duì)井口到分離器強(qiáng)化對(duì)于當(dāng)前各種先進(jìn)增、保溫電熱帶技術(shù)的應(yīng)用，并通過對(duì)于厚度在10～20 mm的保溫材料對(duì)其他的油、氣管線采取一定的保護(hù)措施。此外，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合油、氣管線的各方面實(shí)際情況高質(zhì)量落實(shí)防靜電處理工作，結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行分析，為了能夠有效減少管線同甲板面之間所產(chǎn)生的摩擦，應(yīng)當(dāng)對(duì)每一個(gè)管線都進(jìn)行相應(yīng)管線支架的設(shè)計(jì)工作，不同的管線在型號(hào)上面也存在一定的差異性，所以設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)其型號(hào)的不同，按照800～1 000 mm/只的距離進(jìn)行管線支架的設(shè)置。若想減少各個(gè)管線之間出現(xiàn)靜電的情況，均需要采用φ3～4 mm的銅線對(duì)每一個(gè)管線法蘭和法蘭之間進(jìn)行連接。在原油外輸方面，文章所闡述的平臺(tái)進(jìn)行了外輸泵的設(shè)置，可以應(yīng)用于從儲(chǔ)油罐吸入，接下來將其排放到來拉油的油船當(dāng)中，與此同時(shí)，將原有流量計(jì)設(shè)置在其外輸管線上，這樣一來便能夠第一時(shí)間實(shí)現(xiàn)對(duì)于外輸原油數(shù)量的高質(zhì)量測(cè)量。除此以外，設(shè)計(jì)人員還需要科學(xué)開展對(duì)于采油流程的掃線和外輸后掃線設(shè)計(jì)工作，該平臺(tái)中所涉及到的蒸汽鍋爐功能相對(duì)較為復(fù)雜，既要滿足日常生活、取溫以及為儲(chǔ)油罐加溫等功能，同時(shí)還要應(yīng)用在清臘或者是掃線方面。通常情況下來說其掃線的次數(shù)不頻繁，原有干線的掃線大多應(yīng)用在原有管線在停產(chǎn)或者是生產(chǎn)當(dāng)中出現(xiàn)蠟堵問題的時(shí)候[2]。

2.3 工藝流程設(shè)計(jì)與改進(jìn)

以往所進(jìn)行的試采平臺(tái)建設(shè)基本上都是基于陸地配套設(shè)置開展對(duì)于采油工藝設(shè)施配套布置工作，但由于淺海開發(fā)相對(duì)于陸地來說有著更加突出的復(fù)雜性，所以其在正式投入到生產(chǎn)工作之后往往難以更加方便地對(duì)故障進(jìn)行有效排除。文章所闡述的淺海試采平臺(tái)本身屬于一個(gè)具有綜合性的平臺(tái)，有著儲(chǔ)油、生活以及采油等功能，所以其正式投入到淺海區(qū)域進(jìn)行生產(chǎn)之后，其井口的原油將會(huì)在采油工藝流程設(shè)施的基礎(chǔ)上向儲(chǔ)油罐中進(jìn)行注入。從實(shí)際情況來看，其氣管線中也廣泛分布著天然氣，一旦產(chǎn)生管線漏氣、漏油以及油氣截止閥損壞等問題便會(huì)嚴(yán)重降低其本身的安全性。由于其平臺(tái)在布置方面呈現(xiàn)出相對(duì)緊湊的特點(diǎn)，并且對(duì)于采油以及油罐區(qū)來說不應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)明火，所以工作人員在實(shí)際開展平臺(tái)設(shè)計(jì)和建設(shè)工作的過程中，需要強(qiáng)化開展對(duì)于油罐區(qū)、采油區(qū)所涉及到的全部管線的控制工作，嚴(yán)格掌控其焊接和閥件連接方式的科學(xué)性以及合理性，進(jìn)而為其高效應(yīng)用創(chuàng)造良好的條件。此外，相關(guān)工作人員需要針對(duì)儲(chǔ)油罐以及整體的采油流程展開系統(tǒng)化的水壓試驗(yàn)工作，確保其能夠同相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求相適應(yīng)。在正式將其投入生產(chǎn)之后，工作人員應(yīng)當(dāng)按照相應(yīng)的操作規(guī)程執(zhí)行操作，針對(duì)那些關(guān)鍵性的部位，應(yīng)當(dāng)對(duì)其操作進(jìn)行定崗，并將其責(zé)任落實(shí)到每一個(gè)人身上，從根本上降低違章操作現(xiàn)象出現(xiàn)的可能性。

文章所闡述的淺海試采平臺(tái)主甲板的長(zhǎng)度和寬度分別為63 m和29 m，由沉墊底部至甲板表面的高度為14 m，開采工作集中在淺海區(qū)域9 m以下的油井當(dāng)中，其整體分成艏部、中部、尾部三個(gè)區(qū)域，其分別為儲(chǔ)油罐區(qū)、生活動(dòng)力區(qū)以采油作業(yè)區(qū)。本平臺(tái)是在固有試采平臺(tái)基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)的，其在設(shè)計(jì)過程中將原本所使用的水套加熱爐轉(zhuǎn)變成為了蒸汽換熱器。具體來看，其在應(yīng)用的過程中將按照如下原理運(yùn)行，原油將會(huì)從井口處流出并進(jìn)入到相應(yīng)的蒸汽換熱器當(dāng)中，接下來便會(huì)通過蒸汽對(duì)原油展開再次的加熱工作，并進(jìn)入到分離器當(dāng)中實(shí)現(xiàn)分離，最終進(jìn)入到原油儲(chǔ)罐中。該平臺(tái)中所采用的蒸汽鍋爐本身具有加溫儲(chǔ)油罐、取溫以及供給生活等功能，與此同時(shí)，其還能夠起到輸給從井口至儲(chǔ)油罐管線的蒸汽掃線的作用，原有干線的掃線基本上能夠緩解在油井停產(chǎn)以及生產(chǎn)過程中所出現(xiàn)的原有管線蠟堵問題。除此以外，為了能夠有效避免油污滴到海水中的問題，在每次外輸泵、管線以及輸油臂工作之后都要采取相應(yīng)的清潔措施，最大限度緩解原油在輸油泵中凝固的問題，對(duì)后續(xù)的再次外輸工作造成阻礙?；诖?，本設(shè)計(jì)在每一次外輸油畢將會(huì)對(duì)儲(chǔ)油罐的加溫蒸汽截止閥進(jìn)行關(guān)閉，并第一時(shí)間將通往外輸管線的蒸汽截止閥打開，及時(shí)對(duì)外輸管線中的殘油污進(jìn)行清掃，并將其向油船上進(jìn)行排放[3]。

最開始在進(jìn)行采油工藝流程設(shè)計(jì)工作的時(shí)候是完全根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書進(jìn)行的，而其實(shí)際的采液量170 m3/d要在極大程度上比設(shè)計(jì)采液量高。由此可見，若是沿用以往的采油工藝流程流量設(shè)計(jì)方案和相應(yīng)的配套設(shè)備勢(shì)必難以同當(dāng)前現(xiàn)場(chǎng)具體的工作需求相適應(yīng)。為了切實(shí)提升其實(shí)用性，本次設(shè)計(jì)取消了以往的水套加熱爐，并增加了兩臺(tái)浮頭式換熱器。原油在井口流出之后，便會(huì)進(jìn)入到第一臺(tái)浮頭式換熱器當(dāng)中，接下來則會(huì)進(jìn)入到第二臺(tái)換熱器內(nèi)部，并使用蒸汽對(duì)其進(jìn)行加熱，在分離器的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)其的多級(jí)分離。完成分離工作的原油將會(huì)返回到第一臺(tái)換熱器的內(nèi)部，并通過對(duì)于熱原油的應(yīng)用加熱第一次進(jìn)入到第一臺(tái)換熱器中的原油，接下來便會(huì)在平臺(tái)儲(chǔ)油罐中進(jìn)行儲(chǔ)存。在這一階段，蒸汽僅僅會(huì)加熱進(jìn)入到第二臺(tái)換熱器中的原油，基于第一臺(tái)換熱器，當(dāng)熱油通過加熱盤管之后，其溫度能夠上升至70 ℃左右，并在冷熱油置換的過程中進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)原油進(jìn)入到油罐中溫度的降低，該設(shè)計(jì)改造工作的開展切實(shí)提升了其應(yīng)用成效。

3 結(jié)語

綜上所述，高質(zhì)量的采油工藝流程設(shè)計(jì)能夠有效提升淺海試采平臺(tái)的運(yùn)行效果，對(duì)于后續(xù)工作的持續(xù)平穩(wěn)開展有著積極的促進(jìn)作用。因此，相關(guān)研究人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合時(shí)代發(fā)展，綜合考慮各方面要求優(yōu)化落實(shí)工藝流程設(shè)計(jì)，進(jìn)而為海洋石油工業(yè)的開采創(chuàng)造良好的條件。