胜利油田临盘油区油气集输工艺研究探讨.pdf

石油天然气学报 江汉石油学院学报 2 0 1 0 年 2 月第 3 2 卷第 1 期 J o u r n a l o f Oi l a n d G a s T e c h n o l o g y J ． J P I F e b ． 2 0 1 0 V o 1 ． 3 2 N o ． 1 3 6 5 胜利油 田临盘油 区油气 集输工艺研究探讨 刘云龙 胜利油田分公司临盘采油厂， 山东临邑2 5 1 5 0 7 [ 摘要]以I临盘油区油气集输工艺为例 ，论述 了高含水开发 油田的油气集输技 术。研 究产 出液 的特性，设 计不同的集输 工艺，选用 多相混输泵 、多相流量 计等进行 工艺 改造 。实践证 明，油气集输工 艺是提 高效 益、节能环保 的重 要途径 ；它是一项系统工程，必须组 织多学科 协同攻关 ，做到安全高效 、节能环保。 [ 关键词]集输工艺；高含水油 田；多相混输 ；临盘油 区 [ 中图分 类号]T E 8 3 [ 文献标识码]A [ 文章 编号]1 0 0 09 7 5 2{ 2 0 1 0 0 1 0 3 6 5 0 4 随着油田开发进行到后期 ，陆上油田开发已相继进入高含水 、特高含水期 ，传统的油气集输工艺模 式处理原油 ，造成系统生产矛盾 日益突出，效率下降，生产成本高 ，而且不利于环境保护 。随着开发 条件 的变 化 ，油气集 输工 艺要适 应 油 田开 发 的需 要 ，采 用 新 工艺 新 技 术 ，提 高 油气 集 输 工 艺水 平 。 笔者通过对胜利油 田临盘采油厂油气集输工艺的分析研究，探讨 了油田开发后期油气集输工艺 的特点 ， 提 出了新 的油 气集输 工艺并 在 实际 中得到应 用 。 1 集输系统现状 1 ． 1 基 本概况 临盘 采油 厂是胜 利油 田分公 司 主要 的原 油 、天然气 生产 基地 之一 ， 自投入 开发 至今 ，油气 集输 系统 已成规模 ，全厂共有 4座联合站 含污水处理系统 ，8座接转站 ，分别分布在临南 、商河、临盘、江 家店等油 田，油区点多、面广、战线长、管理难度大。共有油井 1 7 8 9口，综合含水 8 7 ． 4 ，单井油管 线 5 2 0 k m，集油管线 3 8 6 k m，含水原油外输线 1 1 2 k m，净化油外输线 1 2 6 k m，污水管线 1 9 3 k m，设计 原油脱水能力 2 5 0 1 0 t ／ a ，污水处理能力 1 0 0 0 1 0 t ／ a ，拥有各种储油罐 5 1座 ，污水除油设备 1 8台， 污水 过滤设 备 2 8台。 1 ． 2 生产 工艺流 程简 介 全厂地面集输工艺 流程 见 图1 ， 主 要 特 点 如 下 ①流 程 采 用 3级 布 站 形 式 ， 联合站和部分接转 站采 用开 式工 艺 流 程 ，增 压 加 热 进 行 油气处理。随着油田的开发， 采 出液综 合 含水 率 达 9 O 以 上 ，使 得联 合 站 原 有 的沉 降 脱水预处理设备超负荷严重 ， 满足不 了 高含 水 期 密 闭 工 艺 的需要 ，而 且 该 工 艺 存 在 着 油气损耗大 、原 油在站 内通 计量站 一 接转站 图 1油气集输工艺流程示意 图 [ 收稿日期]2 0 0 91 02 0 [ 作者简介 ]刘云龙 1 9 6 3 一 ，男 ，2 0 0 4年中国石 油大学 华东毕业 ，工程师 ，现主要从事注水技术管理工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石油天然气学报 江汉石油学院学报 2 0 1 0年 2月 过的设备多 、停留时间长的缺点；增压加热消耗大量能源 ，使用常压容器不安全、易造成环境污染等问 题 。②不 同区块的井V I 来液经计量站 、接转站输至联合站。如果不同区块污水性质不 同，水性不配伍 ， 造成油气处理设备集输管网结垢严重 ，污水注入地层 ，易造成低渗透油 田地层孔道阻塞，影响该区块的 注水和原油产量。③接转站进行简单气液分离后 ，油水混合液经泵输送至联合站进行油水分离；伴生气 输至联合站或天然气处理站 ；污水经处理后 ，泵输至注水站。④污水处理技术落后 ，不能适应污水水性 的变化，使得回注污水水质不达标 ，严重影响注水质量和效果 。⑤油气集输工艺 自动化水平低 ，大多是 手动操作 ，控制和管理难度大，劳动强度高 ，生产效率低 。 1 ． 3 输油 设备及 系统 效率 分析 全厂输油设备及系统效率见表 1 。从表 1 可知，目前运行的 4座输油泵站中系统效率在 4 O 以上的 2座占 5 0 ，其余均低于局颁标准 。 表 1 油气 集输泵 站设备经济运行状况对 比表 2 集输系统工艺流程 随着 油 田开 发 进 行 到 后 期 ，高智 能的仪表 、仪 器及 计算机处理技术 的发展，集 输工艺 向智 能、高效、节 能 环保 的方 向发展 l 2 ] 。 2 ． 1 系统 工艺流 程模式 一 模 式 一 的工 艺 流 程 见 图 2 。该流程适合于综合含水率 高 、进站 液 量 大 、需 要 回 注 污水 而外输 能力不 足 的油 田 。 主要特点 ①工艺流程简单 ， 蝻 注 水 站 I l 牟 计量站 ⋯ 蛹 图 2 模式一 油气集输工艺流程示意 图 生产连续性强。②不需建接转站，对需要回注污水 的油 田，建小型联合站 ，实行污水达标回注，避免了 站间污水打循环，降低了输油成本 ，防止不 同污水混合后 出现不配伍现象 ，保证 了注水质量和注水效 果。目前已在江家店油田、临南油田的部分注水中得到应用。③油气输送采用混输泵方式 ，降低了计量 站、井 口压力 ，提高了井 口产油量 ，已应用于临中站。 2 ． 2 系统工 艺流程模 式 二 模式二的工艺流程见图 3 。该流程适合于距离较远的新建产能区块。这类 区块不需注水 ，油井来液 通过计量 站 、油 气混输 泵进 入 已建集输处 理 系统 。主要特 点是 工艺 流程简 单 、适 用 、安全 、可靠 、满 足生产 ，能够实现低投入、低能耗、高速度 、高效益的 目标 ，如江家店 夏 5 0 2 、夏 5 0 9块 的油气集输 工艺 。 2 ． 3 小 型联合 站工 艺模式 1 小型联合站工艺流程油井采出液通过单井管线进入计量站计量后 ，输入高效分水器除去采 出 污水 ；分 离 出的污水进 入污水处 理 系统处理 后 回注 ，分 离 出的油气通 过混输 泵进 入联合 站进 行进一 步处 弹 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 2卷第 1 期 刘云龙 胜利 油田临盘油区油气集输工艺研究探讨 2 采 用 多相 流量计 计 量 在小型联合站 内安装多相 流量计 ，根据计量 站进站管 线 的多 少 ，采 用 间 隔 计 量 方 式 ，分 别 对 各 计 量 站 的 油 、 气 、水量进行计量。该计量 设备体积小，自动化程度高， 其测量过程不受流体的流速、 流态 、粘 度 、压 力 及 温 度 的 影响；使用该设备无需将油、 气、水分 离，就 可实现分 计 量站计量，为油井 的开发提 供了准确 、可靠 的数据 ，该 流量计可利用工业计算机控 制，实现智能化数据处理。 已建处理系统 图 3模式二 油气 集输工艺流程示意图 3 采 用 多相 混输 泵输 送 技术对油、气采用混输泵输至联合站。多相混输技术的应用不仅可以增大油井集输半径 ，简化集输流 程，降低油 田建设投资 ，而且可降低井口回压 ，提高油井产量。由于多相混输是在同一管道内同时输送 油气水 ，工艺流程简单 、投资小，降低能耗 ，因而可以大大节省管输投资、降低运行费用 ；对于地面集 输 系统 ，多相 混输 可以 简化 油 气水处理 设施 ，油 井采 出物无 须进行 气液分 离 ，方便生 产管 理 。亦 可用 于 接转站的密闭改造工程和边远区块 ，该项技术已在夏 5 0 2区块 的产能建设 中得到应用，特别对低产边际 油田，应用多相混输技术可以取得较好 的经济效益。 3 联合站工艺模式 3 ． 1 联 合站无 泵无罐 原油 密闭处 理的 集输工 艺 联合站无泵无罐原油密闭处理的集输工艺 ，是指无脱水泵 、无高含水沉降罐 ，站外来油不经加热就 进行 脱水处 理 的集输 工艺 。 工艺流程为 油井生产的油气水混合物经各计量站汇人各采 油区集输干线 联合站进站 阀组 高效分 水器 原油稳定塔稳定 外输罐 外输泵 流量计计量 加温外输 。 该 工艺 充分利 用油 井产 出液 的热能 ，从井 口至计 量站再 到联 合站 直至原 油稳定 塔 、外 输罐 ，不用 任 何设备增压 ，油气 自始至终在管道和压力容器 中连续流动 ，原油在联合站 内的停 留时问短 ，油气损耗 小，大大降低了热力损耗和动力损耗 。 3 ． 2 仪表 自动化控 制及 计算 机监控 技术 由于处理流程的缩短，需加强各环节的 自动控制管理 ，对高效分水器、原油稳定塔 、压缩机及外输 泵等的生产参数实现计算机 自动控制 ，同时还对其他生产参数进行监控和显示。该技术有以下特点 ① 自动化控制及计算机监控是联合站短输流程生产的技术保证 ，它不仅能对生产全过程进行了监控，同 时能对整个系统过程及时反馈 ，提高了管理水平 ，降低 了劳动强度 ，增强了安全性和可靠性。②计算机 集中控制的应用 ，可连续监控生产中的运行参数并记录传送 ，提高集输工艺水平 。 ‘ 3 ． 3 变频 调速 技术 在油气集输 、油 田注水 、含油污水处理等主要生产工艺都要通过各种泵及压缩机完成 ，其用电量 占 油田总用电量的 6 O 左右。目前 ，这些油泵、水泵和压缩机大都处于电动机恒速运转状态 ， ‘ 在运行 中 普遍存在离心泵节流 、往复泵打回流现象，造成极大的电能浪费。采用变频调速技术来控制流量 ，替代 阀门节流调节 ，是一条行之有效的节能途径。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石油天然气学报 江汉石油学院学报 2 0 1 0年 2 月 该生产工艺中，原油经稳定塔至外输罐 ，其原油稳定塔的液位 、负压压缩机 、外输泵转速控制至关 重要。液位低了，会使外输泵抽空；液位高了，负压压缩机会把原油抽出来 ，造成事故 。负压压缩机进 口负压太低，可能将原油稳定塔抽瘪 ，造成事故。针对这一问题 ，将稳定塔的高、中、低液位控制与外 输泵、负压压缩机的调频装置配套 ，当稳定塔 的液位偏高时 ，调频外输泵 自动增大排量；当液位偏低 时 ，调频外输泵 自动降低排量，使稳定塔 的液位始终保持在中液位。当稳定塔负压低时 ，压缩机转速调 频 ，使其在最优化工况下运行，提高轻烃收率 。 3 ． 4 全 系统实现 密 闭处理输 送 对沉降罐、净化油罐进行全系统密闭，提高系统密闭率 ，多回收天然气 ，减少大气污染 。上述工艺 适用于有稳定装置的联合站 ，也可用于新建联合站。 3 ． 5 完善 配套污 水处理 技术 。实现 污水 的达标 回注 随着环保要求的提高和回注污水水质的达标 ，要求污水处理必须达标外输 。污水处理根据不同地层 对回注污水水质的要求 ，采用简单实用的处理工艺处理含油污水，使其达到回注污水水质标准 。临南站 充分利用现有设备 ，实现重力一级、二级除油罐一旋流反应器一一级沉降罐一二级沉降罐一压力过滤器 一 计量外输的处理工艺；盘二联站在改造旧设备的基础上 ，新增 2座 l O 0 0 m。除油罐 ，实现重力一级 、 二级除油罐一提升泵一旋流反应器一沉降罐一精细过滤器一计量外输 ；配套加药设备，在旋流反应器进 口加入复合碱、混凝剂，在压力罐 的进 口加入水质稳定剂 ，整个系统操作采用全 自动控制 。 4 讨 论 从临盘油区油气集输工艺实例 ，可以看出油气集输工艺的重要性、复杂性和科学性，表明油气集输 工艺 是一项 系统 工程 ，必 须组 织多 学科协 同攻关 。 1 提 高油气集输 水平 的重要 途径临盘油 区 的油气 集输 工 艺 ，采用 高 效分 水 器 ，分 水 效果 好 ，布 站模式 多样 化 ；油气输送 采用 混输泵 ，不 建接转 站 ，对 不 同的区块 采用不 同 的处 理工 艺 ，较好 地解决 了 高含水 油 田开发 中油气集 输 问题 。 2 智能新技术的采用 临盘油区的油气集输工艺在改进完善中，较好地实现 了智能化、高效环保 节能 ，提高 了劳动 生产率 ，降低 了投 资和生 产成本 。 3 组织多学科协同攻关油气集输技术涉及到许多学科 ，必须组织多学科协 同攻关 。重点要强化 油气水分离技术研究 ，尤其是回注污水处理技术研究，使回注污水达标 ；加强对油气处理设备的研究攻 关 ，不断采用新技术新设备，只有这样 ，才能使油气集输工艺适应油 田开发的需要。 [ 参考文献] [ 1 ]冯叔初，郭揆常 ．油气集输与矿场加工 [ M]．山东中国石油大学 出版社 ，2 0 0 6 ． [ 2 ] 刘印华 ． 石油地面工程技术进展 [ M]． 北京石油工业．出版社，2 0 0 6 ．1 0 5 4 [ 3 ] 油田油气集输设计手册 编写组编 ．油田油气集输设计手册 E M]．北京 石油工业 出版社 ，1 9 9 5 [ 编辑] 萧雨 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m