精準(zhǔn)“三條線”管理 降低油田生產(chǎn)耗氣

姬生柱（大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠）

某廠屬大慶外圍低滲透油田，原油集輸系統(tǒng)主要采用單管環(huán)狀摻水流程，具有“三低一高”的特點(diǎn)，即油井產(chǎn)液量低（4.1 m3/d）、生產(chǎn)氣油比低（16.8 m3/t）、井口出液溫度低（15℃）、原油凝固點(diǎn)高（37℃）。同時(shí)，隨著油田產(chǎn)量遞減，綜合含水不斷上升，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，耗氣指標(biāo)逐年升高。為了降低能耗，建立“三條線”管理方法，取得了較好的效果。

1 “三條線”做法及效果

控制耗氣是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，更是一項(xiàng)精細(xì)管理工程。針對(duì)各個(gè)區(qū)塊的特點(diǎn)，制定相應(yīng)的指標(biāo)[1]，畫好“摻產(chǎn)比、噸液耗氣、生產(chǎn)氣油比”三條動(dòng)態(tài)線，為技術(shù)人員、管理人員、操作人員提供了科學(xué)研判的依據(jù)，通過“三條線”的變化可以尋找關(guān)鍵環(huán)節(jié)，節(jié)點(diǎn)分析挖掘潛力。

圍繞“多回收、少消耗”目標(biāo)，以摻產(chǎn)比、噸液耗氣、氣油比指標(biāo)為抓手，靠實(shí)“五個(gè)一”管理，全力控制天然氣消耗。細(xì)化完善節(jié)氣工作的“三條線”管理，突出管理的基礎(chǔ)作用，具體措施為“一環(huán)一策”降集輸溫度，“一站一策”降摻產(chǎn)比，“一線一策”降回油壓力，“一井一策”提生產(chǎn)氣油比，“一爐一策”提爐效。

1.1 “一站一策”降摻產(chǎn)比

隨著油田開發(fā)，綜合含水不斷上升，集油管路運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生變化。為進(jìn)一步降低生產(chǎn)耗氣，針對(duì)環(huán)狀摻水流程的特點(diǎn)，需研究摸索摻水量、產(chǎn)液量、摻水溫度的合理匹配關(guān)系，指導(dǎo)生產(chǎn)優(yōu)化運(yùn)行[2-3]。

初期投產(chǎn)，DN65管徑按照單井摻水量0.8～1.0 m3/h設(shè)計(jì)，DN50管徑按單井摻水量0.4～0.7 m3/h設(shè)計(jì)。隨著產(chǎn)液量的變化及管道結(jié)蠟程度的不同，采用現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，反算管徑及管道傳熱系數(shù)[4]。以凝固點(diǎn)以上3℃，同時(shí)保證進(jìn)站壓力，建立水力、熱力計(jì)算模型。模擬摻水溫度55～80℃，每5℃一個(gè)點(diǎn)，計(jì)算各區(qū)塊的摻水量。依據(jù)理論計(jì)算結(jié)果，現(xiàn)場調(diào)控。根據(jù)產(chǎn)量、含水、溫度、管徑、集輸距離的不同，結(jié)合摻水泵的特性曲線，摸索摻水量、產(chǎn)液量的合理匹配關(guān)系。把離心泵特性曲線、摻產(chǎn)比、摻水溫度、耗氣量疊加到一張圖板上。離心泵高效區(qū)范圍內(nèi)即為合理摻產(chǎn)比、摻水溫度控制區(qū)域。

各區(qū)塊需根據(jù)各自的特點(diǎn)，在保證安全進(jìn)站壓力、溫度的情況下，盡量減少摻水量。對(duì)照理論摻產(chǎn)比控制圖板與現(xiàn)場實(shí)際進(jìn)行修定完善，最終使各區(qū)塊摻產(chǎn)比（摻水量與產(chǎn)液量比值）趨于合理化[5]?，F(xiàn)場優(yōu)化后，全廠轉(zhuǎn)油站摻產(chǎn)比為2.5，較2017年同期對(duì)比降低2.3，降低47.9%，日減少系統(tǒng)無效摻水循環(huán)2.65×104m3，優(yōu)化運(yùn)行后摻產(chǎn)比變化情況見表1。

表1 優(yōu)化運(yùn)行后摻產(chǎn)比變化情況

1.2 “一環(huán)一策”降集輸溫度

由于提撈、關(guān)井、轉(zhuǎn)注，油井從集油環(huán)中分離，環(huán)走向不合理，回油溫度較高[6-7]。全廠集油環(huán)共1 313個(gè)，轄2口井及以下217個(gè)，占16.5%，轄5口井以下閥組間5座，16座閥組間存在摻水壓損大或熱損大問題。采油礦自行在閥組間外，將低效集油環(huán)的首末端連接合并，優(yōu)化了系統(tǒng)運(yùn)行，累計(jì)合并38個(gè)環(huán)，解決了無效摻水管路長、熱損大的問題，日減少摻水量650 m3，日節(jié)氣1 800 m3。

同時(shí)，夏季優(yōu)選了4個(gè)高含水集油環(huán)，嘗試了低產(chǎn)油井冷輸試驗(yàn)，實(shí)施后日節(jié)約摻水量199 m3，平均回油溫度由41.8℃下降到21.5℃，下降了20.3℃，井口監(jiān)測壓力基本保持在1.8 MPa左右，運(yùn)行三個(gè)月后正常摻水，累計(jì)節(jié)氣約2×104m3。

根據(jù)環(huán)狀集油流程的工藝特點(diǎn)，開展室內(nèi)外試驗(yàn)，通過調(diào)整摻水量和摻水溫度等參數(shù)，確定安全回油溫度界限[8-10]。根據(jù)季節(jié)性生產(chǎn)、各區(qū)塊凝固點(diǎn)及集油環(huán)的特點(diǎn)，編制降溫集輸方案，制定了優(yōu)化運(yùn)行管理方式，全廠平均回油溫度36.1℃，方案符合率95.5%，平均回油溫度變化情況見表2。

表2 平均回油溫度變化情況

1.3 “一井一策”提生產(chǎn)氣油比

強(qiáng)化套管封堵，以采油隊(duì)實(shí)際日回收伴生氣量為目標(biāo)，加強(qiáng)對(duì)套管閥門的檢查，對(duì)加藥后不及時(shí)關(guān)閥的現(xiàn)象嚴(yán)格追責(zé)考核，實(shí)現(xiàn)套管封堵率100%，生產(chǎn)氣油比由16.8%提高到18.9%，生產(chǎn)氣油比變化情況見表3。

表3 生產(chǎn)氣油比變化情況

1.4 “一爐一策”提效率

全廠在用加熱爐239臺(tái)，運(yùn)行15年以上的69臺(tái)，占28.9%。部分加熱爐負(fù)荷率較低、煙火管結(jié)垢、腐蝕、老化，爐效低于80%的加熱爐有近30臺(tái)。低效運(yùn)行導(dǎo)致的能源浪費(fèi)仍比較嚴(yán)重，維護(hù)與改造壓力逐年加大。采取“健身”與“瘦身”相結(jié)合，優(yōu)化運(yùn)行提效率。精細(xì)調(diào)控燃燒器157臺(tái)次，煙氣排放中的氧含量控制在3.5%～7.0%，火嘴清焦324臺(tái)次，清理煙管及煙箱226臺(tái)次，盤管通球6臺(tái)，加熱爐季節(jié)停運(yùn)105臺(tái)，爐效保持在80%以上，加熱爐爐效變化情況見表4。

1.5 “一線一策”降系統(tǒng)壓力

為解決集輸系統(tǒng)管道結(jié)蠟造成堵管，廣泛推廣管道通球。統(tǒng)計(jì)九條站-間、站-站管道通球前后平均運(yùn)行壓力下降0.5 MPa，降幅25.2%，不同規(guī)格管道通球前后變化情況見表5。

表5 不同規(guī)格管道通球前后變化情況

與2017年相比，三年來噸液耗氣從17.14 m3下降到12.41 m3，總耗氣量減少1 421×104m3，多回收伴生氣1 619×104m3，少用外購氣2 887×104m3，節(jié)省成本577萬元。

2 結(jié)語

1）現(xiàn)場管理“多回收”。強(qiáng)化“一方氣的節(jié)約靠的是24 h精細(xì)管理”的意識(shí)，嚴(yán)抓套管封堵和井口伴生氣回收，精細(xì)管理，“一井一策”提生產(chǎn)氣油比，確保把伴生氣全部收回來。

2）優(yōu)化運(yùn)行“少消耗”。摸索最佳運(yùn)行模式，通過“一環(huán)一策”降集輸溫度、“一站一策”降摻產(chǎn)比、“一線一策”降回油壓力、“一爐一策”提爐效，確保把外購氣量控制下去。

3）探索實(shí)施了“三條線”節(jié)氣工作模式，全廠轉(zhuǎn)油站摻比2.5，日減少無效摻水循環(huán)2.65×104m3；平均回油溫度36.1℃；生產(chǎn)氣油比由16.8%提高到18.9%；平均爐效85.5%，同比提升2.3%；平均運(yùn)行壓力下降0.5 MPa。在生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大的情況下，實(shí)現(xiàn)了耗氣量大幅下降。