海拉爾油田地面系統(tǒng)優(yōu)化調整效果分析

計鵬 由丹 辛亞玲 魯永強

1大慶油田呼倫貝爾分公司

2大慶油田有限責任公司

海拉爾油田地處草原深處，南北跨度100 km，冬季嚴寒，區(qū)塊零散，無社會依托，地面系統(tǒng)在大慶老區(qū)成熟工藝基礎上不斷優(yōu)化、改進、創(chuàng)新，形成了適合海拉爾油田的地面工藝技術?，F(xiàn)有聯(lián)合站5 座、轉油站4 座，區(qū)塊間有輸送管道，基本滿足生產需要[1]。近幾年，面對新建產能區(qū)塊評價效益差、已建系統(tǒng)運行效率低以及安全環(huán)保要求越來越嚴格的實際情況[2]，地面工程堅持優(yōu)化簡化、效益建產的方針，同時并采取“降、停、并、調”的措施對已建地面系統(tǒng)進行綜合優(yōu)化調整[3]，努力控制新增規(guī)模、提升地面系統(tǒng)運行效率。

1 堅持效益建產

面對復雜的地質環(huán)境、緊迫的投產時間、嚴格的效益界限、嚴峻的環(huán)保形勢，地面工程系統(tǒng)以“效益建產”為核心，以“規(guī)劃方案最優(yōu)、設計質量最高、建設投資最低、施工周期最短、運行參數(shù)最佳”為目標，通過優(yōu)化建設模式[4]、地上地下一體化、加強方案優(yōu)選、加大設施利舊等措施，14項產能項目效益全部評價達標，順利實施。

1.1 優(yōu)化建設模式

近兩年產能區(qū)塊以加密外擴和零散小區(qū)塊為主，為控制規(guī)模、降低投資、規(guī)避開發(fā)風險，地面工程按照“加密外擴就近掛接、零散區(qū)塊集中拉油”模式建設，僅建設井場、工藝管道、電力線路、變壓器及道路等最基本設施，實現(xiàn)建投227 口油水井“零”建站。

1.2 優(yōu)化地面工藝

（1）地上地下一體化。加強地面工程與油藏工程結合，加大叢式井平臺推廣力度，92 口油水井布置叢式平臺33 座，占新建開發(fā)井的40.5%，合建工藝管道、電加熱器、電力線路、變壓器、道路等，節(jié)省建設投資1 218 萬元的同時減少了對草原的破壞。

（2）集油工藝優(yōu)化。海參4 區(qū)塊為2022 年規(guī)模最大、時間最緊、確定方案最晚的產能區(qū)塊，為快速建產，優(yōu)選建設投資低、施工周期短的電加熱集油工藝，對比摻水集油工藝，減少建設摻水爐1 座、閥組間2 座、管道16.67 km，節(jié)省投資430 萬元。同時減少能耗797 t/a(標煤)、碳排放2073 t/a，努力實現(xiàn)效益、環(huán)保雙贏。

（3）輸油工藝優(yōu)化。貝X4105 區(qū)塊相對獨立，與德二聯(lián)和呼一聯(lián)距離相當，綜合考慮介質流向、投資及10 年運行費用現(xiàn)值、建設周期等因素，優(yōu)選集中拉油工藝，與電加熱掛接方式相比，減少建設管道11.96 km，節(jié)省投資421 萬元。投產方便靈活，同時規(guī)避了開發(fā)調整導致輸油管道低效運行的風險。

（4）供注水工藝優(yōu)化。為充分利用德二聯(lián)注水站注水能力，貝X4105 產能項目中同時比選新建注配間和利用系統(tǒng)注水兩種工藝，綜合考慮新建工程量、投資及10 年運行費用現(xiàn)值、管理難易程度后，優(yōu)選利用現(xiàn)有系統(tǒng)注水工藝，減少建設管道5.4 km，節(jié)省投資440 萬元，德二聯(lián)注水站負荷率提高4.36%，現(xiàn)有系統(tǒng)容量大，方便后期注水動態(tài)調整。

1.3 優(yōu)化利用設備

為減少新建工程量、節(jié)省投資、提高開發(fā)效益，近2 年工程項目中利舊抽油機、電機、變壓器、電加熱器、單井罐、井口房、管線等90 臺套，節(jié)省投資1 356 萬元。

2 系統(tǒng)提效運行

為適應開發(fā)生產變化，采取“降、停、并、調”的措施，對海拉爾油田地面系統(tǒng)進行綜合優(yōu)化調整，在提高地面系統(tǒng)運行效率的同時有效降低運維成本[5]。

2.1 脫水站優(yōu)化降級

海拉爾油田各作業(yè)區(qū)之間的輸油管道均需摻水輸送，德一聯(lián)、呼一聯(lián)、德二聯(lián)和烏東聯(lián)加熱爐燃油管線引自凈化油輸油管線，為保證正常生產，4 座脫水站產液都在本站脫水后再輸送，回油溫度高且重復加藥破乳，集輸系統(tǒng)運行能耗高。對4 座脫水站進行優(yōu)化改造，建設燃油沉降罐及燃油緩沖罐，輸油計量調整為質量流量計量，4 座脫水站降級，集輸系統(tǒng)密閉運行。站內儲油罐揮發(fā)性有機物（VOCs）治理改造，節(jié)省投資1 200 萬元；密閉集輸減少損耗1.5%，可增油5 000 t；降級運行后回油溫度降低10 ℃，減少燃油1 390 t/a。

2.2 污水站停運、注水站合并

由于滾動開發(fā)，呼一聯(lián)和德一聯(lián)均建有2 座注水站，不方便管理及數(shù)字化油田實施，統(tǒng)籌規(guī)劃德一聯(lián)、德二聯(lián)、呼一聯(lián)區(qū)域注水及污水處理系統(tǒng)優(yōu)化改造。停運德一聯(lián)污水站，產出污水輸至德二聯(lián)集中處理，在德二聯(lián)處理后返輸?shù)乱宦?lián)回注地下，減少崗位人員8 人，實現(xiàn)減員降本；合并呼一聯(lián)新、老注水站，整合德一聯(lián)站內、外注水站，注水單耗分別降低0.3 kWh/m3和0.25 kWh/m3，年節(jié)省電費7.2 萬元，減少管理點2 處。

2.3 集油管網優(yōu)化

由于油井轉注、轉提撈、報廢更新及低產關井等，部分集油環(huán)、集油干線、閥組間低效運行，結合開發(fā)預測對集油管網進行優(yōu)化調整，共對240 口井的集油管網進行優(yōu)化調整。停運閥組間3 座、集油環(huán)5 個、摻水集油管道106.5 km，減少摻水40.75×104m3/a，減少燃料油消耗360 t/a，空出集油閥組可用于新建產能建設，縮短建產周期；停運電加熱集油管道6.33 km，年節(jié)省電費36.55 萬元；33 口拉油井接入已建系統(tǒng)，回收伴生氣81.95×104m3/a，減少燃料油消耗819.5 t。

2.4 利用摻水系統(tǒng)輸送富余污水

德一聯(lián)產液上升，不能通過現(xiàn)有集輸管線全部輸送，剩余污水由罐車拉運至德二聯(lián)，成本高，難度大。通過對比、論證，建設德1～5#閥組間至德二聯(lián)下轄貝14～4#計量間管線1.5 km，利用摻水系統(tǒng)輸送富余污水，德一聯(lián)污水全部管輸，年節(jié)省拉運費用65 萬元。

3 下步優(yōu)化調整措施

“十四五”后三年，油田產能區(qū)塊仍以加密、外擴為主，有較完整的地面系統(tǒng)依托[6]，油水井就近接入已建系統(tǒng)快速建產，油氣處理、供注水及供配電能力均有較大剩余，無需擴建。地面系統(tǒng)已完成一輪次綜合優(yōu)化調整，短期內再次進行大規(guī)模優(yōu)化調整空間有限。下步地面工程以區(qū)域優(yōu)化、提效運行為重點開展工作，解決運行效率低、能耗高、不平衡的問題。

3.1 轉油站優(yōu)化降級

貝14 轉油站距德二聯(lián)僅2.0 km，為保證CO2混相驅與水驅的分開管理，于2015 年建成投產。2021 年CO2試驗結束，采出液中CO2濃度降低，貝14 轉油站“四合一”單臺檢修時的設備負荷率為57.6%，處于低負荷運行狀態(tài)，轉油站除必要的生產消耗外，還需人員管理及維護，運維成本高。

優(yōu)化思路：轉油站降為集油間，功能上移至德二聯(lián)。減少管理點1 處，減少崗位人員14 人，提高德二聯(lián)處理設備負荷的利用率，閑置場地可規(guī)劃建設光伏發(fā)電。

3.2 能源結構優(yōu)化調整

海拉爾油田耗電和燃油占總能耗的77.15%，燃氣占比不足，能源結構不合理。多措并舉，“降”“替”結合，優(yōu)化能源結構。通過及時優(yōu)化調整集油管網、更新高能耗設施等持續(xù)為油田“瘦身”，減少能耗；推廣應用光伏發(fā)電、電熱爐以及煤層氣資源等優(yōu)化能源結構。

3.3 繼續(xù)開展降溫集輸

集油系統(tǒng)凝固點回油已納入設計文件，大慶老區(qū)已開始嘗試黏壁溫度回油，海拉爾油田繼續(xù)開展降溫集輸工作。2023 年，控制摻水溫度，初步實現(xiàn)集油系統(tǒng)凝固點回油；2024 年，繼續(xù)調整回油溫度，計劃實現(xiàn)凝固點下3～5 ℃回油；2025 年，夏季常溫摻水集油，冬季低溫摻水集油，有效降低集油系統(tǒng)能耗。

4 認識及建議

（1）新建產能通過優(yōu)化簡化達到了控制新建工程量、節(jié)省投資、快速建產的目的，在充分利用已建設施能力的同時產能項目評價全部達標，實現(xiàn)了“效益建產”[7-8]。

（2）已建系統(tǒng)通過綜合優(yōu)化調整實現(xiàn)了減員降本、節(jié)能降耗和安全環(huán)保的目標[9]，油田進一步“瘦身”，為下步優(yōu)化能源結構及無人值守改造提供了基礎，實現(xiàn)了“提效運行”。

（3）地面系統(tǒng)綜合優(yōu)化調整硬件工程已基本完成，下步應推進降溫集輸和輸油運行參數(shù)優(yōu)化調整，通過加強技術管理，進一步優(yōu)化系統(tǒng)運行能耗。

（4）優(yōu)化簡化是一項系統(tǒng)工程，不可能一蹴而就，應隨開發(fā)生產形勢變化而持續(xù)開展，提高油田開發(fā)效益，促進高質量發(fā)展[10]。

5 結束語

通過不斷優(yōu)化、改進、創(chuàng)新，海拉爾油田已形成了一套適合自身特點的地面工藝技術，采用“加密外擴就近掛接、零散區(qū)塊集中拉油”建設模式、加大叢式井平臺推廣力度、優(yōu)選電加熱集油與集中拉油工藝、充分利舊設備等多種行之有效的優(yōu)化調整手段。面對地面系統(tǒng)低效運行、污水產注不平衡以及能源結構不合理等問題，提出脫水站優(yōu)化降級運行以減少集輸損耗與能源消耗，停運低負荷污水站并集中處理污水實現(xiàn)減員降本，合并注水站降低運行能耗，優(yōu)化停運低效冗余集油管道以減少能源消耗，利用摻水系統(tǒng)輸送污水以減少拉運費用等措施。多項針對性措施的應用完善了海拉爾油田地面工程系統(tǒng)，優(yōu)化調整手段的總結與對策的提出可為油田零散區(qū)塊中長期地面規(guī)劃提供具體的參考意見。