大港南部油田集油工艺技术试验及优化措施.pdf

第 2 1卷第 4期 石 油 规 划 设 计 2 0 1 0年 7月 41 刘 碧 峰 佟 -； t - 李 才 雄 齐 宝 泉 刘 小 芳 李 建 军 ( 大港油田公司第三采油厂 ) 刘碧峰等大港南部油田集油工艺技术试验及优化措施石油规划设计 ，2 0 1 0 ，2 1( 4)：4 14 2 ，4 8 摘要 大港 南部 油 田经过 2 0多年 的开发 ，随着综合含水率 的大幅度上升 ，一直沿用的双管 掺水集油流程的适应性越来越 差。针对原 油集输 系统运行能耗 高、设施 腐蚀严重 、存在安 全环保 隐患等 问题 ，大港油 田 自 2 0 0 4年 开始进行 了原 油流 变性分析与试验、集输管材 的选择试验 、油 井远程 自动计量技 术试验等集油工艺优 化研 究 ，取得 了显著的效果。阐述 了大港南部油田集油工 艺优化过程应用的主要技 术措施 及参数 范 围，为今后 开展 集输工艺优化提供 了经验 。 关键词 大港油田 集输管网 双管掺水流程远程 自 动计量腐蚀漏失复合管 1 大港南部油田存 在 问题 高 达2 0 0 0 万 元 a ， 同 时 也 存在 较大的 安 全环 保隐 患。 大港南 部油 田属于典 型的 “ 高凝 高黏”油 田， 原油平均凝 固点为 3 4 8 c i = 、平均黏度为 6 8 3 mp a s ( 5 0 ) ，蜡含量 2 2 6 ，胶质含量 2 7 3 ，地面集 油系统一直沿用双管掺水流程 。地 面建有油井 1 0 3 2 口、计量站 1 0 9座 、集 中处理 站 9座 、转油站 1 3 座、集输管 网 1 3 0 5 k m。处理液 量 3 4 4 4 0 m d 、掺水 量 1 6 0 0 0 m d 。 经过 2 o多年 的生产开发 ， 大港南部油 田已进入 高含水开发期 ， 主力区块综合含水率 已经达到 8 7 。 一 直沿 用 的双 管掺 水 流程 已经 不适 应 油井 生产 变 化，一部分油井不再需要掺水就可以正常生产。 由于大港南部油田 “ 高凝高黏”的特点 ，开发 初期配套 建设 了庞大的伴热掺水系统 ，掺水温度高 达 8 0 c c，掺水量 约 5 9 01 0 1 2 c l a ，耗 气约 1 7 7 5 x 1 0 m a ，耗 电约 4 7 4 x 1 0 k w h a ，运行成本 高 ，企 业难 以承受 。 大港南 部油 田采 出液具有较强 的腐蚀性 ，地 面 集油 、掺水 管网腐蚀严 重 ，月平均漏失 约 5 3 0次 ， 年均污染赔偿 费用约 5 0 0万元 ，集油管网维护费用 2 集 油工 艺优 化技 术研 究及试验 为 了解决 大港南部油 田双管集输流程运行 成本 高 、生产维护难 、安全 隐患大等问题 ，自2 0 0 4年对 南部油 田地面集输工艺进行简化和优化 ，总体思路 是在保证生产 的前提下 ，尽量缩减地面集油管 网、 缩小系统运行 规模 。 2 1 原油流变性分析与试验 经过筛选 ，从 2 2个计量站选 出 5 6口具有代表 性的典型油井，黏度为 1 0 0 l o 0 0 m p a s 、含水率 为 1 0 8 0 、产液温度为 2 06 5 ，对油样进行 黏度与温度 、含水率 、剪切速率 的关 系试验 。通过 试验发现 ，南部原油含水率 为 4 0 6 5 时 ，呈现 较高 的黏度 ，在含水率大于 7 5 以后 ，黏度急剧下 降 ，管道输送阻力明显减小 。 根据这一特点 ，对南部助理 区块油井产 出液含 水率大 于 7 5 的油井 ( 占总生产井的 7 8 9 ) ，结合 产液量 、产液温度进行归类分析试验，分别选取产 液量在l o m d 、2 0 m d 、3 0 m d的油井 ，通过调整 伴热掺水量 、掺水温度，使集油管道含水率保持在 $ 刘碧峰 ，男 ，高级工程 师。1 9 8 8 年毕业于石油大学采油专业 ，获硕士学位，现在大港油田公司第三采油厂工艺研究所从事地面工艺技术的管理工作 ( 担任副所长 )。通信地址 ：河北省沧州市大港油田公司第三采油厂工艺研究所 ，0 6 1 0 3 5 4 2 刘碧峰等：大港南部油田集油工艺技术试验及优化措施 2 0 1 0年 7 月 7 5 、8 0 、8 5 ，测取管道首末端 的压力 、温度 。 得 出结论 ：产 出液含 水率大于 8 0 、产液量 大 于 3 0 m。 d 、产液温度高于凝 固点 5 以上 的油井 ， 可直 接停止掺水 ，常温输送完全可以平稳生产。现场试 验证实，符合这些条件的油井停止掺水后 ，生产正 常。而且 ，经过冬季气候条件考验 ，管道输送阻力 也没有大变化 ，生产平稳 。对于达不到上述条件的 油井，则根据原油含水率、产液温度等不同情况， 通过控制掺水 、井 口加热等措施进行调整 ，达 到了 降黏减阻的 目的。 2 2 集输管材的选择试验 为了减少钢管腐蚀、降低流动阻力 ，对地面集 输管材进行了探索试验，通过调研、筛选 ，分别对 玻璃纤维增强复合管 、钢管内衬高密度 p e 等复合 管材进行 了试验应用 。一是 ，在室内模拟生产环境 ， 用典型油井油样试验各种复合管材的耐温性能、防 蜡性能、防腐防垢性能等；二是 ，将各种复合管材 制作成观察管段 ，分别接在不 同温度 的掺水 管道 、 集油管道中 ，经过 61 2个月的观察 ，拆下观察管 进行检测分析 ；三是 ，对经受考验的复合管在单井 上进行小规模现场应用 ，经过 1 2年试用后 ， 再对 没有缺陷的种类扩大规模 。最终得出结论 ：玻璃纤 维类复合管具有耐腐蚀 、不结蜡 、重量轻等优点 ， 可用于温度低 于 8 0 的中低压集油 、掺水支线 、单 井管道；而钢管内衬高密度 p e管道不仅具有耐腐 蚀、不结垢的优点，而且克服了玻璃纤维增强复合 管容易挤压损坏的缺点 ，可用于温度 低于 7 5 c c的中 低压系统集油干线 ，可使管道寿命延长 5年 以上 。 2 3 油井远程 自动计量技术试验 油井远程 自动计量技术集采油工程技术 、数据 采集及传感技术、通信技术、计算机技术于一体 ， 具有 油井 自动检测和控制 、实时数据采集 、油井液 量计量 、 工况诊断等功能 。 其中的关键技术 “ 功 图法 ”油井液量计量技术是通过建立有杆泵抽油系 统振动的数学模型，将传感器采集到的油井载荷与 位移数据 ，即地面示功图数据应用于该数学模型 ， 同时考虑泵挂深度 、杆柱组合 、气油 比、出砂情况 、 油品性质等边界条件求解 ，得到井下泵功 图，并通 过计算机泵功图识别技术来计算油井产液量。 油井远程 自动计量技术 首先在南部的枣 园油 田 进行试验 ，在井 口安装 载荷 、位移 、压力 、温度等 传感器及远程控制终端 r t u ， 由 r t u将采集到的数 据点加密打包，通过 g p r s无线传输到与油田局域 网相连 的监控机和服务器 ， 进行保存 、解释 、查询 。 远程监控软件可以实现对油井产液量 、电量等生产 数据进行实时监测 、查询。南部油 田 2 6 2口油井 的 试验应用情况表明，该技术能够实现 2 4 h对油井的 产量、 电量等参数进行实时监控， 经过用罐车标定、 计量分离器核实，计量误差均小于 1 0 ，能够满足 生产需要 。 3 集 油工 艺优化 措施 在解决 了油井计量问题后 ，对原有 的集输流程 进行 了大幅度 简化和优化 ，主要技术措施为 ： 一 是将单井计量方式 由分离器计量改为远程 自 动计量，在井 口安装相应的传感器、远程控制终端 r t u，具备测温 、测压 、 自动计 量功能 ，在原有标 准井 口回压 阀门下游配备 d n 6 5 m m 自动补偿式球 阀 一 个 ，可以定期通过标定车对 自动计量 系统进行标 定，各管理层通过局域网内的电脑可随时查询油井 产量等生产参数 ，代替以往的分离器计量方式。 二是在集油工艺优化中，打破原有油井与计量 站 的归属关系 ，根据邻近多 口油井综合含水率 、产 液量、井口出油温度的不同，尽可能将符合停掺水 条件 、能够常温输送的油井作为源头井 ，选 择合理 路由， 沿途串接邻近多口单井后就近 “ ri、 接集输干 线，形成树状或环状集输流程 ，大幅减少了管道长 度和输送距离。 三是对于不符合停掺水条件的油井 ，也尽量采 用多井 串接 ，通过 源头油井掺水 ，使得该支线原油 含水率达到 8 0 ，可大幅减少掺水用量 ；个别距离 较远 、又不具备常温输送条件 的油井 ，可采取井 口 电加热 、燃气加热等措施 。 四是为了缩减掺水系统的运行规模 ，对部分高 含水、原油物性较好的区块，整体关停大站掺水系 统 。结合原油流变特性分析 ，在简化 改造工程 中， 针对个别边远区块 、稠油区块 、新井 区块等特殊 区 块 ，采取就地配套 简易分离装置 ， 将来液 就地切水 ， 小范围供掺等措施，大幅度缩减掺水规模。 五是为了防止支线管道漏失对整个集油系统造 成的影 响，在每条支线 与干线 “ 1 ， 接部位均设置 了 切断阀门和单流阀， 可以快速处理管道漏失等问题 ， 并将损失降到最低。切断阀门和单流阀设置于阀门 池 内 ，便于及 时操作。 六是对于管径小于 d n 1 0 0 m m 的 9 5 集输支线 及全部单井集油 、掺水伴热管道应用了玻璃纤维增 强复合管等非金属复合管 ； ( 下转第4 8页) 王艳 ：水力调压泵技术在吉林油田的应用 2 0 1 0年 7月 高油压 的高低 ，所 以水力调压泵一般不会 出现憋泵 爆管事故 ，同时水力调压泵工作期间没有外部活动 的部件 ，工作安全可靠 ；四是工作冲次低 ，日常维 护的工作量很小 ，不需要大量的维修费用 ，与 目前 使用的三柱塞增注泵相比，维护费用大大减少，使 用寿命长 。 4 注意事项 一 是在使用水力调压泵前，要先检查来水压力 是否满足水力 自动调压装置的调压需求。 二是在使用过程中，一定要检查来水压力表 、 低压井压力表 、高压井压力表 。如果高压井 压力表 的压力和低压井压力表 的压力一样 ，并且低 压井注 入量特别大 、高压井注入量几乎为零时 ，说 明插装 换 向阀阀球 阀座 的密 封或 调压缸 中 的密封 已经损 坏 ，应更换零件 。 三是检修周期为每月一次 ，主要检查各连接部 位有没有松动 ，液体有没有泄露 ，反 冲洗过滤器有 没有堵塞，以及插装换向阀中往复运动密封件的磨 损情况。 四是油箱 中的液压油要加入到油标的上 限，液 压油液位 降低到油标的 中部位置 以下时要及时进行 补充 ，如果液压油受到污染要及时进行更换 。冬季 要加入 3 2号液压油 ，夏季要加入 4 6号液压油 。 新立油 田 1 3 配水间水力调压泵的试验成功 ， 为吉林油 田解决注水井欠注问题找到了新方法 。目 前，该项目已在吉林油田其他 7座配水间进行推广 试验 。 收稿 日期 ：2 0 0 9 - 1 1 1 7 编辑 ：谷风桦 ( 上接第 4 2页 ) 对于管径大于 d n 1 0 0 m m 、腐蚀严重的集输干线，采 用 不停 产 内衬 高 密度 聚 乙烯 ( hd p e)技 术 进行 维修 。 4 应 用效果分析 大港南部油田自2 0 0 4年 1 0 月开始集输工艺优 化先导试验 ，截至 2 0 0 9年 1 0月 ，共对 6 7 3口油井 实施单井集油工艺优化技术 (占开井数 的 6 5 ) ， 简 化 了原有 的双管集输 流程 ，撤销 了大部分原有的计 量站。优化调整后地 面生产设施规模大幅缩减 ，运 行成本 明显降低。油井 自动计量、数据实时采集等 系统 的应用 ，提高了管理水 平 ，经济和社会效益显 著 。具体体现在 4个方面： 一 是撤销在用计量站 5 4座 ， 单井集油管网长度 缩减 了 5 9 ，可节约维护费用 1 2 6 0万元 a ，单井 回 压降低 0 2 m p a ，系统运行效率明显提高； 二是掺水 量比原来减少 3 7 ，节电 1 7 3 x 1 0 k w h a 、折合 1 1 0 7万元， a ，节气 4 7 01 0 m a 、折合 9 0 2万元 a ， 节约 脱水 药剂 费用 4 7 万元 a ，合 计创效1 0 5 9 7 万元 a ；三是集输管网年漏失次数由 2 0 0 5 年的月均 5 4 7 次降为目前的 2 5 3次 ( 降幅为 5 3 7 ) ，减少管 网漏失 3 5 3 0次 ，共节约污染赔偿费用约 2 8 0万元 ； 四是修复集输干线 1 9条 7 6 k m，节省集输干线更新 资金约 1 8 9 0万元 。 大港南部油田通过对双管集输工艺进行优化， 大幅度 缩减 了地面集输规模 、减少 了掺水用量 ，提 高了集输 系统效率 ，降低 了运行成本 ，节能创效效 果十分明显 ，是油田节能降耗的一大方向。特别是 油井远程 自动计量、非金属复合管等技术的规模应 用 ，为今后集输工艺 的优化提供了有力 的技术支撑 和经 验 。 参考文献 ： 1 谭 朝 东 等 油井 远 程 在