周哲(大慶油田有限責(zé)任公司第四采油廠)
隨著杏北油田開發(fā)的不斷深入,地面系統(tǒng)站庫負(fù)荷逐漸出現(xiàn)不均衡的現(xiàn)象[1],其中東部、西部過渡帶地區(qū)的站庫負(fù)荷率處于油田偏低水平,特別是東部過渡帶X 轉(zhuǎn)油站油氣處理負(fù)荷率僅為36.3%,站庫運(yùn)行單耗高居全廠轉(zhuǎn)油站首位。隨著油田的開發(fā)形勢(shì)和投資形勢(shì)日益嚴(yán)峻[2-3],提質(zhì)增效的需求日益增大[4],地面系統(tǒng)也大力開展了優(yōu)化簡(jiǎn)化工作[5-6]。因此,有必要對(duì)低負(fù)荷、高能耗的站庫進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,達(dá)到節(jié)能降耗和高效運(yùn)行的目的。
X 轉(zhuǎn)油站位于杏北油田東部過渡帶南塊,始建于1993 年,現(xiàn)管轄計(jì)量間7 座,油井106 口,站外采用雙管集油摻水工藝。站內(nèi)采用“三合一”工藝,設(shè)計(jì)油氣處理能力6 750 t/d,設(shè)計(jì)外輸能力2 208 m3/d,站內(nèi)主要設(shè)備見表1。
表1 X 轉(zhuǎn)油站主要設(shè)備建設(shè)情況
1.2.1 油井開井率低,產(chǎn)液量低
X 轉(zhuǎn)油站轄油井106 口,自2013 年以來,該站開井?dāng)?shù)均小于40 口,開井率長(zhǎng)期保持在35%以下。受開井率低影響,該站產(chǎn)液量及產(chǎn)油量均維持在較低水平。目前,X 轉(zhuǎn)油站正常開井27 口,間抽井3口,提撈井2 口;關(guān)井74 口,其中高含水臨時(shí)關(guān)井6 口,長(zhǎng)關(guān)井68 口。30 口生產(chǎn)油井單井平均日產(chǎn)液23.5 t,日產(chǎn)油 0.97 t。
1.2.2 站庫運(yùn)行負(fù)荷較低
由于X 轉(zhuǎn)油站開井?dāng)?shù)較少,產(chǎn)液量長(zhǎng)期保持在較低水平,因此站內(nèi)主要設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷偏低,其中油氣分離負(fù)荷率僅為36.3%,外輸負(fù)荷率僅為35.0%站內(nèi)主要設(shè)備負(fù)荷情況見表2。
表2 X 轉(zhuǎn)油站主要設(shè)備負(fù)荷情況
1.2.3 生產(chǎn)運(yùn)行能耗較高
由于開井率較低,部分長(zhǎng)關(guān)井冬季需要摻水保證運(yùn)行,導(dǎo)致?lián)剿疅o效循環(huán),增加了生產(chǎn)耗氣。同時(shí),由于該站地處東部過渡帶地區(qū),單井產(chǎn)液量低,集輸半徑長(zhǎng),平均單井集輸半徑1.7 km(最長(zhǎng)3.1 km),導(dǎo)致集輸能耗較高,近五年平均噸液耗電2.72 kWh/t,噸液耗氣6.42 m3/t,遠(yuǎn)高于廠平均水平。
1.2.4 站庫腐蝕老化問題突出
X 轉(zhuǎn)油站自1993 年投產(chǎn)以來已連續(xù)運(yùn)行26年,站內(nèi)主要設(shè)備及工藝管網(wǎng)均為建站初期建設(shè),未進(jìn)行過整體更新改造,只是對(duì)部分老化設(shè)施進(jìn)行更新維護(hù)。受運(yùn)行年限影響,目前該站的老化腐蝕問題日益突出,表現(xiàn)為設(shè)備設(shè)施故障頻發(fā)、站內(nèi)管網(wǎng)腐蝕穿孔、閘門滲漏開關(guān)不嚴(yán)等問題,同時(shí)站內(nèi)房屋為大板結(jié)構(gòu),室內(nèi)漏雨嚴(yán)重,給生產(chǎn)管理帶來較大不便。
在地面系統(tǒng)優(yōu)化中,老區(qū)轉(zhuǎn)油站通常采取鄰近轉(zhuǎn)油站合并的改造方式[7-9]。從X 轉(zhuǎn)油站所在區(qū)域站庫分布情況來看,該站距離周邊站庫較遠(yuǎn),不具備能力整體轉(zhuǎn)移的條件。針對(duì)X 轉(zhuǎn)油站低負(fù)荷、高能耗、老化程度高的運(yùn)行現(xiàn)狀,明確優(yōu)化調(diào)整改造的關(guān)鍵是解決開井率低、站庫運(yùn)行負(fù)荷率低的問題,從而達(dá)到節(jié)能增效的目的。經(jīng)與多方結(jié)合,最終確定了“轉(zhuǎn)、調(diào)、核”的優(yōu)化調(diào)整思路。
結(jié)合油藏開發(fā)安排,該站所處區(qū)塊未來十年均無產(chǎn)能建設(shè)安排,已建油井深度開發(fā)潛力小。同時(shí),經(jīng)地質(zhì)部門對(duì)長(zhǎng)關(guān)油水井逐一進(jìn)行單井分析,確定長(zhǎng)關(guān)井治理潛力較小,無治理開井必要性。因此對(duì)X 轉(zhuǎn)油站所轄采油井進(jìn)行綜合治理,由地質(zhì)部門編制具體治理方案,改變部分采油井生產(chǎn)方式。
2.1.1 生產(chǎn)油井
根據(jù)X 轉(zhuǎn)油站目前開井油井生產(chǎn)情況,對(duì)于日產(chǎn)油大于1 t/d 的13 口油井依然保持機(jī)抽的生產(chǎn)方式;對(duì)于日產(chǎn)油小于或等于1 t/d 的、含水低且剩余油相對(duì)富集的17 口油井轉(zhuǎn)變?yōu)樘釗撇捎偷纳a(chǎn)方式。
2.1.2 長(zhǎng)關(guān)油井
根據(jù)X 轉(zhuǎn)油站目前長(zhǎng)關(guān)油井關(guān)前生產(chǎn)情況、周圍水井開井及預(yù)計(jì)開井的情況,將25 口仍具備開井潛力的長(zhǎng)關(guān)井轉(zhuǎn)為提撈采油方式開井;其他不具備開井潛力的油井暫不治理。
經(jīng)過對(duì)X 轉(zhuǎn)油站現(xiàn)有油井進(jìn)行采油方式調(diào)整,最終僅剩13 口生產(chǎn)井保持機(jī)械采油方式,分布在5個(gè)不同計(jì)量間,單個(gè)計(jì)量間轄井1~4 口。由于計(jì)量間轄井較少,為進(jìn)一步降低集輸能耗,減少管理節(jié)點(diǎn),結(jié)合站外整體布局,對(duì)7 口單井集油方向進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整,其中2 口單井調(diào)整至鄰近Y 轉(zhuǎn)油站下轄的Y-8 計(jì)量間,5 口單井調(diào)整至本站的鄰近2 個(gè)計(jì)量間(圖1)。通過同步調(diào)整單井集輸方向,X 轉(zhuǎn)油站最終僅保留X-4、X-9 兩座計(jì)量間,其余5 座計(jì)量間全部取消,油井管理更加集中,站外集輸關(guān)系得到極大優(yōu)化。
圖1 井間關(guān)系優(yōu)化調(diào)整示意圖
通過轉(zhuǎn)變采油井生產(chǎn)方式并調(diào)整機(jī)采井集輸方向,X 轉(zhuǎn)油站最終僅轄井11 口。考慮到該站腐蝕運(yùn)行年限長(zhǎng)、腐蝕老化問題突出,且優(yōu)化后處理量較小,已不具備保留該站的必要性。通過對(duì)鄰近的Z轉(zhuǎn)油站進(jìn)行能力核實(shí),具備接收X 轉(zhuǎn)油站處理負(fù)荷的能力,因此最終確定利用Z 轉(zhuǎn)油站剩余能力、核減X 轉(zhuǎn)油站的優(yōu)化調(diào)整思路。在改造方式上,由于X 轉(zhuǎn)油站僅保留2 座計(jì)量間,轉(zhuǎn)油站內(nèi)閥組間保留意義不大,綜合考慮生產(chǎn)管理及改造投資,采取了取消閥組間,將2 座計(jì)量間集輸方向調(diào)整至Z 轉(zhuǎn)油站鄰近計(jì)量間的改造方式[10]。分別為保留的X-4、X-9 兩座計(jì)量間新建站間集油、摻水管道,就近掛接至Z 轉(zhuǎn)油站的Z-7、Z-3 計(jì)量間站外集油、摻水匯管上(圖2)。
圖2 站外系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整示意圖
X 轉(zhuǎn)油站及站外系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整于2019 年10 月改造完成并投運(yùn)。對(duì)優(yōu)化調(diào)整后轉(zhuǎn)油站及計(jì)量間運(yùn)行情況進(jìn)行連續(xù)一年跟蹤,Z 轉(zhuǎn)油站整體運(yùn)行情況基本無變化,掛接生產(chǎn)的Z-3、Z-7 計(jì)量間運(yùn)行平穩(wěn),各項(xiàng)生產(chǎn)參數(shù)變化不大。X-4、X-9 計(jì)量間外輸油管道壓力升高,平均由0.33 MPa上升至0.49 MPa,所轄單井平均回壓達(dá)到0.58 MPa,井口回壓普遍升高,但均低于1 MPa,可以保持正常生產(chǎn)。優(yōu)化前后計(jì)量間運(yùn)行情況見表3。
表3 X 轉(zhuǎn)油站取消前后計(jì)量間運(yùn)行情況對(duì)比
通過優(yōu)化調(diào)整,核減轉(zhuǎn)油站1 座,計(jì)量間5座,減少勞動(dòng)用工20 人,減員效果明顯。同時(shí)由于低效井轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式,1 座轉(zhuǎn)油站設(shè)備停運(yùn),將其處理負(fù)荷轉(zhuǎn)移至相鄰轉(zhuǎn)油站,區(qū)域整體負(fù)荷率及運(yùn)行效率得到提高。優(yōu)化后Z 轉(zhuǎn)油站油氣分離負(fù)荷由8 306 t/d 提高至8 778 t/d,負(fù)荷率由69.2%提高至73.2%。X 轉(zhuǎn)油站核減后,機(jī)泵、加熱爐等耗能設(shè)備停運(yùn),區(qū)域生產(chǎn)運(yùn)行能耗大大降低,節(jié)能降耗效果顯著。其中X 轉(zhuǎn)油站年減少耗電70.8×104kWh,Y 轉(zhuǎn)油站年增加2 口井集輸耗電1.2×104kWh,Z 轉(zhuǎn)油站年增加11 口井集輸耗電6.6×104kWh,優(yōu)化后區(qū)域整體年節(jié)電63×104kWh。X 轉(zhuǎn)油站年減少耗氣131×104m3,Y 轉(zhuǎn)油站年增加2 口井集輸耗氣2.4×104m3,Z 轉(zhuǎn)油站年增加11 口井集輸耗氣18.6×104m3,優(yōu)化后區(qū)域整體年節(jié)氣110×104m3。
1)隨著油田開發(fā)不斷深入,過渡帶區(qū)域轉(zhuǎn)油站受開井率低、產(chǎn)液低及集輸半徑長(zhǎng)等因素影響,站庫運(yùn)行效率低,生產(chǎn)運(yùn)行能耗高于其它轉(zhuǎn)油站。
2) 低效高耗轉(zhuǎn)油站在進(jìn)行地面優(yōu)化調(diào)整時(shí),應(yīng)統(tǒng)籌結(jié)合開發(fā)安排,實(shí)施地下地上一體優(yōu)化,保障地面系統(tǒng)調(diào)整的整體性、長(zhǎng)遠(yuǎn)性。
3)低效高耗轉(zhuǎn)油站在進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整時(shí)采取站庫核減、能力轉(zhuǎn)移的改造方式,結(jié)合站外集輸關(guān)系優(yōu)化調(diào)整,可有效提高區(qū)域整體負(fù)荷率及布局合理性,取得較好的節(jié)能降耗效果。