数字化增压智能式翼装集成装置的应用

数字化增压智能式翼装集成装置的应用

1阴山面广、点少、线长、上千座站长清油田位于陕西省、甘肃省、山西省和山西省的五个省（区），面积37万平方公里。劳动力广泛，点多，线长，生产设施分散。5万多口井和上1000个车站分布在干旱沙漠和洛杉矶高原的偏远边境地区，自然环境差。生产区域大部分分布在生态脆弱和环境敏感区域,且地形地貌复杂、突发性自然灾害频发,环保风险大。2优化油气地面工艺的建设模式在数字化建设的实践中,坚持一切从实际出发,不断探索、实践、总结,根据油气田地面工艺、地下储量实际情况,针对油气田不同时期建设的地面工艺模式,探索出不同的具有针对性地面工艺优化简化配套数字化管理建设模式。2.1关、停、转、减对于不具备生产数据自动采集的老油气田,按照“关、停、并、转、减”的建设思路,进行流程优化简化,减少管理站点的数量,污水就地回注,实现井上无人值守和作业区劳动组织架构扁平化管理。2.2同时采过程数字地层管理,优化单网流井场对于新建油气田,按照地面装备小型化、集成化、橇装化的技术思路,推广应用数字化新设备、新工艺,优化简化工艺流程。建设中按照“三同时”(即同时设计、同时建设、同时运行)的原则与产能建设项目同步配套数字化,达到中心管理、远程控制、无人值守、定期巡检,作业区(联合站、净化厂/处理厂)直接管理井场,下级站场无人值守。油气水井与场站实现标准化、网络化、智能化管理。3数字集成装置的运行模式和问题3.1数字化增压装置应用方式治理长庆油田数字化管理在遵循井站“一级半”生产管理模式的原则下,推广了全自动控制的无人值守数字化增压装置技术,实现对传统开式“缓冲-加热”生产模式的革新,达到“泵-泵”连续混输的目的,从而实现密闭集输油气、现场无人值守、远程操作。经过在低渗透、超低渗透油田3年的运行,现场普遍反映数字化增压装置加热效率低、燃气处理能力差、盘管结垢严重、输油泵故障频繁等运行问题导致无法实现无人值守,甚至引起无法正常输油,停产等生产事故。当外输温度低于混合物凝固点时,系统水力损失增大,需提高混合物温度至凝固点以上,通过调节泵进口的电动三通阀往燃料气分离器(可用于事故状态临时储油)进液,补充燃料气产气源,利用分离出的伴生气供加热炉加热,提高外输混合物温度。经现场调研,数字化增压装置均采用传统开式输油方式运行,伴生气大量分离燃烧,导致输油泵原设计排量大于井组油气混合物经脱气剩余液体量,进泵物料量不能满足泵连续外输,故采用间歇方式输油。从现场存在的一系列加热、外输、设备等问题分析,传统的间歇、开式输油方式,不能满足数字化增压装置运行需求,同时对装置、工艺运行造成不良影响。3.2油气运移系统根据装置加热炉仅对井组油气混合物需要补充热能时加热的设计原理,井组油气混合物本身具备一定温度,当外输距离较长、外输管线保温效果差,热能损失致使混合物温度降低至凝固点,混合物中液体组分稠化、硬化,外输系统水力损失增大,泵外输压力随之增大,加热炉对外输液进行补充加热,提高混合物温度,降低水力损耗,保证正常压力外输,达到“泵-泵”连续混输的“无罐”生产目的。(2)燃气处理能力降低,外加气液分离器提高燃气处理质量数字化增压装置燃气分离器设计运行方式:井组来油气混合液不加热直接进泵,连续外输,在需要加热情况下,进少量液,分离伴生气作为燃气,供加热炉使用。装置采用传统开式缓冲方式运行:油气混合液经加热炉进入燃气分离器,此时燃气分离器功能从分离自用气,变化为混合液缓冲、分离伴生气,其输油采用高液位启泵输油、低液位停泵进油。燃气分离器中混合液从低液位积累至高液位需要一定时间,随着液位升高,燃气分离器中气相空间被逐渐压缩至无法有效分离的狭小空间,过湿伴生气无足够的冷却空间,同时大量的高温进液产生的过湿伴生气导致气相压力升高,混合液初馏点提高,形成“高压锅”式气液平衡体系,燃气中轻烃成分增加,燃气处理效果不能达到燃烧要求,为保证加热效果,需要外加一套气液分离器对产生的伴生气进行处理。(3)装置结垢严重,加药量增大现场目前采用定期更换装置盘管、装置定期返厂清垢、增大加药量的方式保证正常生产。采油二厂华池作业区、采油八厂樊学作业区及采油六厂武峁子作业区的装置均存在不同程度的结垢情况,采油二厂及采油八厂已经将部分装置返厂清垢,增加了运行和费用压力。(4)泵损坏率高,维护难度大数字化增压装置混输泵设计运行方式:变频连续混输。装置采用传统开式输油方式:当液处于罐中高位时,启泵输油,当液处于罐中低位时,停泵进液。输油泵在启动时,由于泵体内部液体处于静止状态(冬季高含水原油结冰),外输管线原油温度降低,启动扭矩较大,对泵体及电机性能瞬间要求倍数提高,在高低液位频繁启停泵的事故状态运行时,泵体及电机寿命降低严重,导致输油泵维修频率、费用高。采油六厂武峁子作业区两台泵泵体定子胶皮每年平均更换两次。4数字化岗运行工艺优化根据现场调研分析,数字化增压装置本身管理归属于设备类岗位,运行归属于工艺岗,控制部分归属于数字化