自然保護區(qū)內油氣集輸工藝探討

張瑞華

（勝利油田勘察設計研究院山東東營 257026）

自然保護區(qū)內油氣集輸工藝探討

張瑞華

（勝利油田勘察設計研究院山東東營 257026）

本文介紹了位于黃河三角洲國家級自然保護區(qū)內的油田油氣集輸系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在問題，探討了自然保護區(qū)內集輸工藝的優(yōu)化方向。通過對油田集輸工藝的優(yōu)化、生產自動化和信息化的提升，達到油田可持續(xù)發(fā)展和自然保護區(qū)環(huán)境保護相協(xié)調的目的。

自然保護區(qū)；油田；集輸工藝

黃河三角洲國家級自然保護區(qū)位于東營市黃河入海口，是以保護黃河口新生濕地生態(tài)系統(tǒng)和珍稀瀕危鳥類為主題的濕地類型自然保護區(qū)，總面積15.3萬公頃，擁有世界上最年輕、最完整、最典型、最壯美的濕地生態(tài)系統(tǒng)，被評為“中國六大最美濕地”、“山東省十大魅力景點”國家AAAA級旅游景區(qū)。保護區(qū)內油氣資源豐富，已探明的油氣儲量不僅為中國沿海之最，而且居世界五大河口三角洲之冠。勝利油田在黃河三角洲經過四十多年的開發(fā)建設，已成為我國第二大石油基地，宏偉的圍海大堤和林立的油井構成了富有現(xiàn)代科技水平的人文景觀和油區(qū)文化。

新灘油田墾東32塊是黃河口國家級自然保護區(qū)內較大的一個采油區(qū)塊，含油面積5.7km2，地質儲量1224×104萬噸。該區(qū)塊建設初期采用放射狀管網摻水集輸工藝：油井——摻水計量站——接轉站——集中處理站的三級布站模式，摻水計量站和接轉站建設在自然保護區(qū)內，生產布局點多、線長、面廣，安全隱患較多，既不適應油田可持續(xù)發(fā)展，也不適應國家級自然保護區(qū)的環(huán)境保護。

1 油氣集輸系統(tǒng)現(xiàn)狀

新灘油田墾東32塊屬于三高、一低型稠油油藏，50℃原油粘度為 3162mPa·s、20℃密度為 0.9644g/cm3、瀝青膠質含量為41.66%、凝固點為－6℃。開采方式采用注蒸汽熱采、常規(guī)冷采與地面摻水相結合的生產方式。區(qū)塊建有6座摻水計量站、1座接轉站、1座注汽站。共有油井87口，平均產液量為2000t/d左右，綜合含水為79.9%，單井產液范圍1～50m3/d，產液小于10m3/d油井約占生產總井數(shù)的三分之一。區(qū)塊產出液含砂量高，伴生氣含量低，大部分油井基本不含氣。目前油井計量主要采用單分離器配質量流量計計量和雙分離器配液位計計量兩種方式，邊遠井和低產液井采用摻水集輸，摻水水源來自接轉站分出的熱活性水，摻水流程：接轉站→摻水計量站→油井，區(qū)塊摻水量為1100m3/d，摻水溫度為75℃（溫升30℃），摻水量大、摻水能耗高。保護區(qū)內站庫、油井及通井路分布現(xiàn)狀見圖1。

圖1 油井分布與通井路現(xiàn)狀圖

2 存在問題

2.1 管線敷設：

自2005年6月黃河調水調沙運行以來，區(qū)塊內水位升高，墾東32塊通井路、站庫及礦區(qū)瀝青路建設標高較高，黃河調水調沙對其影響較小，其它區(qū)域常年積水。油氣集輸和摻水管線呈放射狀管網布局，均敷設在水域中，流體的散熱損失大，集輸能耗高。集油和摻水管網現(xiàn)狀示意圖見圖2。

圖2 集油和摻水管網現(xiàn)狀示意圖

2.2 集輸布站方式：

區(qū)塊采出液集輸采用油井→接轉站→集中處理站的三級布站模式生產環(huán)節(jié)多，安全隱患多。

2.3 管線腐蝕：

集油和摻水管線采用鋼制管線建設，集油和摻水管線長期浸泡在水中。由于植被侵蝕及鹽堿腐蝕，防腐保溫層的破壞及采出水的結垢等內外影響造成保護區(qū)內管線腐蝕嚴重、穿孔頻繁。管線敷設在水域和植被中，由于植被茂密，水域面積大，集油和摻水管線泄露時不易被及時發(fā)現(xiàn)。一旦管線穿孔將造成大面積的水體污染，嚴重影響了自然保護區(qū)的生態(tài)環(huán)境。

2.4 油井計量：

由于油井采出液伴生含量較少，部分油井甚至不含氣，采用單分離器配質量流量計計量，分離器排液困難，無法進行單井計量；采用雙分離器配液位計計量雖然能夠實現(xiàn)單井計量，但需要人工操作，工人的勞動強度較大。

2.5 接轉站工藝：

采用進站加熱、一次沉降、油水緩沖、外輸升壓及外輸加熱工藝，一次沉降罐、油水緩沖罐均為?？谌萜?，站內為開式流程，油氣蒸發(fā)損耗大，影響保護區(qū)的大氣環(huán)境。

3 集輸工藝優(yōu)化方向

根據(jù)區(qū)域內通井路的建設現(xiàn)狀，油井集油管線沿通井路敷設，采用串聯(lián)集輸方式，取消摻水計量站和摻水系統(tǒng)，布站方式由三級布站改為二級布站，同時提高油田地面設施的自動化和信息化水平，對生產管理遠程化、實時化，對生產過程進行實施診斷，及時制定措施。對生產異?？焖俜磻茖W處置，降低損失和保護自然保護區(qū)的生態(tài)環(huán)境，可從以下幾個方面實施：

3.1 管線敷設：自然保護區(qū)常年積水，修建道路取土困難，利用自然保護區(qū)已建道路和站庫相對高程較高，且不易積水的有利條件，把油井出油管線和集油干線沿已建通井土路敷設，敷設深度在凍土層以下。集油干線兩側的油井分別與主干線連接，并在每條單井出油管線的末端增設1套單流閥。單井出油管線穿孔時，避免集油干線內大量油水外泄，造成大面積污染。集油管網走向見圖3。

圖3 串聯(lián)集油管網走向示意圖

3.2 管線材質選擇：提高自然保護區(qū)內管線的材質標準，采用尼龍內襯復合鋼管、高壓玻璃鋼管及鋼絲纏繞復合管等非金屬管線，提高自然保護區(qū)集油管線耐磨性能和防腐性能，改善集輸管線的運行狀況，延長管線的使用壽命；1

3.3 管線泄漏檢測及報警：應用管道泄漏檢測技術及報警系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)管線泄漏，并實現(xiàn)油井的自動停井和報警，減少環(huán)境污染和產量損失。

3.4 井場數(shù)字化：提高井場信息化建設水平，在井場設置RTU、油井示功圖參數(shù)采集設備、抽油機運行監(jiān)測與控制設備、井場視頻監(jiān)視設備、井場通信設備等，對生產運行數(shù)據(jù)自動采集和集中監(jiān)控，實現(xiàn)井場的數(shù)字化生產管理。

3.5 泵站工藝優(yōu)化：優(yōu)化接轉站內工藝，取消進站分水系統(tǒng)，采用進站加熱、壓力緩沖罐緩沖、外輸泵提升工藝，把接轉站改造為小型密閉增壓泵站，并對站內生產過程數(shù)據(jù)、外輸壓力及溫度等數(shù)據(jù)自動采集、自動控制和集中監(jiān)控，并與上位管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)通信，上傳本站重要生產運行數(shù)據(jù)，接收上位系統(tǒng)的調度指令。

3.6 建立廠級指揮中心和區(qū)域監(jiān)控中心數(shù)字化生產指揮應用系統(tǒng)，涵蓋油田生產全過程。應用廠級生產指揮中心功能、報警監(jiān)控及處理功能，實現(xiàn)示功圖監(jiān)控、電工圖監(jiān)控、管線防泄漏等報警信息的集成，建立各類報警事件處理的信息化流程，實現(xiàn)報警信息的分級處理、多級監(jiān)視。區(qū)域監(jiān)控中心實現(xiàn)上取廠級指揮中心，下聯(lián)生產現(xiàn)場，提升有油區(qū)安全生產、清潔生產能力。

4 結束語

采用串聯(lián)集輸工藝，管線沿通井路敷設，不僅可減少集輸管線的長度，比枝狀管網敷設可減少50%，而且可改善邊遠井、低產液井的熱力條件，可取消摻水系統(tǒng)和摻水計量站，節(jié)約摻水加熱能耗和土地資源。采用密閉流程優(yōu)化泵站工藝，既可減少油氣蒸發(fā)損耗，又可控制大氣污染。提高油井、泵站及管線等生產設施的自動化、信息化水平，對油田生產過程進行實時監(jiān)控、實施診斷；對生產異?？焖俜磻?，科學處置，使油田生產和環(huán)境保護相協(xié)調，對油田長期穩(wěn)定生產和自然保護區(qū)的生態(tài)環(huán)境保護具有重大的經濟效益和社會效益。

[1]田家怡論我國自然保護立法的必要性 濱州師專學報1999（9）。

[2]龐誠張乃祿油田數(shù)字化井場建設與施工 油氣田地面工程

張瑞華（1964.09.—）女，山東東營人，副高。本科，研究方向：油氣儲運。