（石油与天然气工程专业论文）萨南油田原油集输系统优化调整措施研究.pdf

摘要 大庆油田经过4 0 多年的开发建设，油田地面工程建设经历了油田开发上产阶段、 高产稳产阶段和目前的产量战略调整阶段。随着油田开发形势的变化，萨南油田也已 从单一的水驱开发阶段转入了水、聚驱并存的开发阶段。地面工程系统面临着油水井 数增加、采出液增加、注水量增加、产油量逐年降低的总体形势。油田发展至今，已 建地面工程系统，总体上能够满足开发要求，保证了以原油生产为主的各项生产任务 的完成。但是由于开发形势的变化和产能区块接替建设等原因，造成各系统负荷并不 均衡，已建的部分地面工艺不能完全适应新的开发需要，地面设施老化严重，运行能 耗不断上升，生产运行成本控制难度不断增大。“十五 以来，我萨南油田一直致力 于地面工程系统的调整和优化，对转油站、脱水站和外输系统的调整已初见成效。本 文即对“十五期间，萨南油田原油集输系统的优化调整工作进行了概况和总结，同 时就相关技术进行了简要介绍。优化调整的实施不但解决了“十五”期间老油田存在 的矛盾和不适应性，达到了预期的效果，而且也为今后油气集输系统的优化调整探索 出了一条新的途径。 关键词：油气集输系统调整规划开发预测 a b s t r a c t a f t e r4 0y e a r so fd e v e l o p m e n t ，d a q i n go i l g a sf i e l dc o n s t r u c t i o np r o j e c t sh a v e e x p e r i e n c e dt h r e es t a g e s ：t h es t a g eo fp r o d u c t i o ni n c r e a s e 、t h es t a g eo fp r o d u c t i o nk e e p 1 1 i g ha n ds t a b l ea n dt h es t a g eo ft h ec u r r e n to u t p u ts t r a t e g i ca d j u s t m e n t w i t ht h eo i lf i e l d d e v e l o p m e n t a ls i t u a t i o nc h a n g i n g ，s a n a na l s oh a sc h a n g e df r o ms i n g l ew a t e rf l o o d i n gi n t o s i m u l t a n e o u sw a t e r f l o o d i n ga n dp o l y m e rf l o o d i n g g r o u n de n g i n e e r i n gs y s t e mf a c e st h i s o v e r a l ls i t u a t i o n ：t h en u m b e ro fo i l w a t e rw e l l si n c r e a s e s 、t h ep r o d u c e dl i q u i di n c r e a s e s 、 i n j e c t i o n w a t e ri n c r e a s e sa n do i lp r o d u c t i o nr e d u c e sy e a ra f t e ry e a r s of a r ，o i lf i e l d g r o u n de n g i n e e r i n gs y s t e mt h a th a sb e e nb u i l tc a nm e e tt h ed e v e l o p m e n tr e q u i r e m e n t so n t h ew h o l e ，w h i c he n s u r et h ep r o d u c t i o no fc r u d eo i la st h em a i n s t a y h o w e v e r , d u et o c h a n g e si nt h ed e v e l o p m e n ts i t u a t i o na n dr e p l a c i n gi nd e v e l o p m e n tb l o c k s ，t h el o a d so f s y s t e m sa r en o tb a l a n c e d ，s o m eg r o u n dt e c h n o l o g yc a nn o tc o m p l e t e l ya d a p tt ot h en e w d e v e l o p m e n tn e e d s ，t h eg r o u n df a c i l i t i e sh a v eb e e na g e ds e r i o u s ，e n e r g yc o n s u m p t i o ni s r i s i n g ，a n dc o n t r o l l i n gc o s tb e c o m em o r e a n dm o r ed i f f i c u l t d u r i n gt h e t e n t h f i v e - y e a r ”p e r i o d ，s a n a no i l f i e l dh a v e b e e na d j u s t i n ga n do p t i m i z i n gt h eg r o u n d e n g i n e e r i n gs y s t e m s ，a n dt h ea d j u s t m e n t si no i lt r a n s f e r r i n gs t a t i o n 、d e h y d r a t i n gs t a t i o na n d t r a n s p o r t a t i o ns y s t e mh a v er e c e i v e dg o o de f f e c t s i nt h i sp a p e r ，o p t i m a la d j u s t m e n t si n c r u d e - o i lg a t h e r i n ga n dt r a n s f e r r i n gs y s t e mo fs a n a no i l f i e l da les u m m a r i z e d ，a n dt h e r e l a t e dt e c h n o l o g i e sa r eb r i e f l yi n t r o d u c e d 。o p t i m a la d j u s t m e n t sn o to n l yr e s o l v et h e c o n t r a d i c t i o na n dn o n - a d a p t a t i o ni nt h e o l do i lf i e l d ，b u ta l s oe x p l o r ean e ww a yf o ro i la n d g a sg a t h e r i n ga n dt r a n s p o r t a t i o nt oo p t i m a la d j u s ti nt h ef u t u r e k e y w o r d s ：o i la n dg a sg a t h e r i n ga n dt r a n s p o r t a t i o n ，s y s t e ma d j u s t m e n t ，p l a n n i n g ， d e v e l o p m e n t a lp r e d i c t i o n 关于同意使用本人学位论文的授权书 中国科学技术信息研究所是国家科技部直属的综合性科技信息研究和服务 机构，是国家法定的学位论文收藏单位，肩负着为国家技术创新体系提供文献保 障的任务。从六十年代开始，中国科学技术信息研究所受国家教育部、国务院学 位办、国家科技部的委托，对全国博硕士学位论文、博士后研究工作报告进行 全面的收藏、加工及服务，迄今收藏的国内研究生博硕士论文已经达到1 0 0 多 万册。 学位论文是高等院校和科研院所科研水平的体现，是研究人员辛勤劳动成果 的结晶，也是社会和人类的共同知识财富。为更好的利用这一重要的信息资源， 为国家的教育和科研工作服务，在国家科技部的大力支持和越来越多的专家学者 提议下，中国科学技术信息研究所和北京万方数据股份有限公司承担并开发建设 了中国学位论文全文数据库的加工和服务任务，通过对学位论文全文进行数 字化加工处理，建成全国最大的学位论文全文数据库，并进行信息服务。 本人完全了解中国学位论文全文数据库开发建设目的和使用的相关情况， 本人学位论文为非保密论文，现授权中国科学技术信息研究所和北京万方数据股 份有限公司将本人学位论文收录到 中国学位论文全文数据库，并进行信息服 务( 包括但不限于汇编、复制、发行、信息网络传播等) ，同时本人保留在其他 媒体发表论文的权利。 论文题目：壁直油旦厦油篡捡丕统馑丝遢墼遗照研塞 毕业院校：中国石油大学( 垡丕) 一 毕业时间：2 0 1 0 生l 旦1 3 日 论文类型：博士论文 口 硕士论文日 博士后研究报告 口 同等学力论文 口 授权人签字：毫戈孔 日期：2 0 1 0 年，月7t 2 日 关于学位论文的独创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得 的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致 谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得 中国石油大学( 华东) 或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同 工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文作者签名： 日期：叫年，月2 方e t 学位论文使用授权书 本人完全同意中国石油大学( 华东) 有权使用本学位论文( 包括但不限于其 印刷版和电子版) ，使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关 部门( 机构) 送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位 论文被查阅、借阅和复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。 保密学位论文在解密后的使用授权同上。 学位论文作者 指导教师签名： 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 第1 章概述 1 1 课题研究背景 油田地面工程在油田的不同开发阶段，始终通过建设、改造和调整来不断满足开发 生产的要求。油田进入高含水后期开发后，由于产量递减、多种开发方式并存，使原有 的在单一开发方式下建立起来的系统平衡被打破，地面工程中的油、气、水、电等系统 负荷逐渐度过了生产高峰期，系统运行也逐渐偏离了经济运行状态，单位能耗上升，操 作成本控制难度越来越大，与此同时，地面系统设施腐蚀老化严重，维护工程量增大。 根据开发预测，“十五 及“十一五”期间，萨南油田9 座脱水站的电脱水器负荷 率随着产油量的递减而逐年下降，同时由于老井产油量逐年下降和产能新井的投产，造 成各地区负荷极不均衡，产能新井较多的北部地区负荷率较高，而南部地区负荷率较低， 初期全厂平均为4 6 5 ，最高为1 0 1 7 ，最低只有2 5 8 ，其中有4 座站“十五 后期 的负荷率就己均在3 0 以下。由于负荷率过低，使原油处理成本增加，而且由于外输油 量过低，造成外输温降过大，部分脱水站外输油流速己接近0 2 m s ，出现外输困难现象。 5 5 座转油站中，3 8 座运行时间已超过1 5 年，产量变化使已建机泵等设施配置不合理， 站内容器、机泵和采暖伴热系统腐蚀老化极其严重，仪表及电气设备因严重老化导致绝 缘下降、机械性能失灵，存在大量安全隐患。 鉴于萨南油田已进入特高含水开发期，油田开发形势严峻，同时经过长期运行，地 面工程原油集输系统存在的矛盾和问题也越来越突出。为落实大庆油田在“九五 末安 排部署的对地面工程已建设施进行系统优化调整的任务，提高油田开发效益，促进企业 可持续发展，“十五”期间在大庆萨南油田开展了原油集输系统优化调整措施技术研究 【1 】 0 1 2 课题研究意义 根据开发预测，“十五”期间，萨南油田年总产液量呈逐年明显上升趋势，五年间 上涨了2 3 8 ，其中水驱产液量比较平稳；聚驱产液量则呈明显上升趋势，上涨了1 6 3 8 。年总产油量基本平稳，其中水驱年产油量呈逐年下降趋势，“十五 末期与初期相 比下降了2 7 3 ，而聚驱产油量逐年上升，“十五”末期与初期相比上涨了8 5 7 。上 述开发指标的变化以及产能区块接替建设等原因，给我厂地面系统的生产和运行带来较 多的问题和矛盾，尤其是近几年老井产油量下降和产能新井的投产，特别是聚驱的开发， 1 第一章概述 造成了原油集输系统各地区负荷极不均衡的问题已十分突出。 为解决地面工程系统存在的问题和矛盾，“十五 以来，工作人员一直致力于探索 地面工程系统优化调整的措施和做法。对油田地面系统进行优化整合，是大庆油田节能 降耗、挖潜增效、降低生产运行成本的重要手段。 大庆萨南油田原油集输系统优化调整措施研究的开展，能够适时合理地调整油田地 面工程系统的生产规模，不仅可以解决老系统存在的问题，还可以充分利用已建设施的 剩余能力，减少新增规模和新建工程，降低投资，也为今后节约运行成本奠定了基础。 同时由于加强科研攻关及新技术的推广应用，使地面工程各系统在特高含水开发期能够 处于安全、平稳、经济、合理的运行状态，是油田进入特高含水期开发建设，提高系统 运行负荷率，降低改造投资和缓解生产成本不断上升压力的一个重要举措，不仅有助于 解决自身发展问题，也对其它油田的优化调整具有重要的指导意义，具有广泛的应用前 显【2 】 泵0 1 3 课题研究内容 本课题针对原油集输系统存在的问题和矛盾，结合地面系统设施密度大、情况复杂、 管理难度大的实际情况，为进一步达到降低能耗，提高生产运行效率，实现效益最大化 的目标，研究开发了一系列适应已建的脱水站、转油站及外输系统状况的优化调整的技 术措施和办法副。 l 、开展原油集输系统所属脱水站、转油站及外输管道的经济运行合理性研究，确 定各系统经济运行的界限参数。 当转油站或脱水站由于与设计能力比较处理液量及油量过低时，其运行负核率就会 大大降低，尤其是当转油站运行负核率低于4 0 ，脱水站电脱水负核率低于3 0 时， 站内正常生产每天耗气、耗电、人工等运行费用，以及相关设备固定资产折旧费用，加 上维护费、材料费和管理费后，将远远超过我厂的吨油总成本，生产运行经济合理性较 差。当外输系统的输量低于管道的最低输量要求时，将不能满足热力输送条件要求，无 法维持正常生产运行。 2 、开展原油集输系统优化调整技术措施研究，确定出适合的优化调整技术措施， 即“关、停、并、转、抽”的技术措施。 萨南油田在“十五 后期进入特高含水期开发建设，地面系统经过多年的连续运行， 地面布局、工艺流程、建设规模、技术界限和参数等已不能很好地适应油田进入特高含 2 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 水期油田开发生产的需要。因此，对地面工程中具有较大节能潜力的原油集输、注水等 系统开展以降低地面工程改造投资和生产运行费用，提高特高含水期地面工程系统的适 应性为目标的优化调整方案研究。 3 、根据上述研究成果，提出我厂“十五”期间原油集输系统优化调整的总体方案。 通过大庆萨南油田特高含水期系统优化调整及节能技术综合应用实施方案技术经 济研究，针对萨南油田的原油集输，优化出一套满足油田未来开发需要、经济高效、操 作性强的节能技术改造实施方案。全面提高油气集输和注水系统的负荷率，提高管理水 平，降低能耗。 3 第2 章萨南油田开发建设情况 第2 章萨南油田开发建设情况 2 1 油田开发建设现状 2 1 1 开发情况简介 萨南油田于1 9 6 4 年投入开发，开发面积18 2 8 5 k m 2 ，地质储量7 2 8 9 8 1 0 8 t 。按油 田开发技术的发展主要分为四个阶段。1 9 6 4 年到1 9 8 1 年，为基础井网自喷开采阶段； 1 9 8 2 年开始到1 9 9 2 年，为油田全面转抽及一次加密调整稳产阶段；1 9 9 3 年到1 9 9 8 年， 为油田二次加密调整稳产阶段；1 9 9 9 年至今，为水驱聚驱并存稳产阶段。每一阶段都根 据开发的需要发展和完善了相应的油田开发技术，促进了油田整体发展水平不断提高。 截止2 0 0 1 年底，全区已投产油水井7 2 4 6 口，其中注水井2 4 4 7 口，采油井4 7 9 9 口， 井网密度3 9 6 3d k m 2 ，累计可采储量4 5 2 2 1 1 0 8 t 。全区综合含水8 5 4 9 。2 0 0 1 年产 油量为9 8 2 1 0 4 t ，产液量为7 2 7 5 1 0 4 t 。 2 1 2 地面建设现状 截止到2 0 0 1 年底，我厂地面工程系统己建成各类站所1 5 8 座、计量间4 5 1 座，包 括：原油脱水站9 座、聚合物放水站2 座、增压集气站5 座、自压集气站3 座、转油站 6 0 座，含油污水处理站18 座、地面污水处理站l 座、生活污水处理站l 座、化工污水 处理站1 座、注水站2 2 座、聚合物配制站2 座、聚合物注入站9 座、变电所2 5 座。各 系统能力统计见表2 1 。 4 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 表2 - 1萨南油田地面工程各系统能力统计表 t a b l e2 - 1s a n a no i l f l e l ds u r f a c ee n g i n e e r i n g s y s t e m sc a p a c i t yt a b l e 2 0 0 1 年底 序号项目名称单位 能力负荷 原油游离水脱除( 转油站) 1 0 4 t d5 6 13 3 1 6 1 1 0 4 t d 原油游离水脱除( 脱水站) 2 9 5 52 1 6 3 2原油电脱水 1 0 4 t d 5 6 2 7 2 3油田注水 1 0 4 t d 3 5 3 2 7 4 ( 1 ) 注一般水 1 0 4 t d 2 1 31 7 3 ( 2 ) 注深度处理水 1 0 4 t d 8 96 6 ( 3 ) 注低矿化度水 1 0 4 t d 5 13 5 1 0 4 t d 4聚合物配制( 干粉) 2 6 0 9 5 一般含油污水处理 1 0 4 t d 2 31 7 3 6 聚合物污水处理 1 0 4 t d 6 51 8 7 含油污水深度处理 10 4 t d ll6 6 8地面污水处理 1 0 4 t d 2 51 8 9生活污水处理1 0 4 m 3 d3 2 l o化工污水处理1 0 4 m 3 d2 40 9 1 l 集气 1 0 4 m d 9 06 0 6 1 2 3 5 k v 供电 1 0 4 k v a3 4 72 2 5 2 2 油田开发安排及产量趋势预测 2 2 12 0 0 1 2 0 10 年开发安排 根据油田开发安排，2 0 0 1 2 0 1 0 年萨南油田基建油水井3 8 9 9 口( 油井2 1 2 3 口，注 水井1 7 7 6 口) ，建成产能2 9 1 5 6 1 0 4 t ，具体规划安排见表2 2 。 5 第2 章萨南油田开发建设情况 表2 2 萨南油田2 0 0 1 2 0 1 0 年产能基建安排表 t a b l e2 - 2y e a rp r o d u c t i o nc a p a c i t yi n f r a s t r u c t u r es c h e d u l ef o r2 0 0 1 - 2 0 1 0o fs a n a no i l f i e l d 基建 年份井数( 口)建成能力 区块 油井水井小计 ( 1 0 4 t ) 南二、三区西二次 1 3 4 1 1 82 5 2 1 6 0 8 2 0 0 l 南二、三区西 1 0 98 51 9 42 2 9 5 小计 2 4 32 0 34 4 63 9 0 3 南三西聚驱 7 86 71 4 51 8 3 6 2 0 0 2 南三区西部二次加密 1 5 21 1 02 6 21 7 0 4 小计 2 3 01 7 74 0 7 3 5 4 0 萨东过渡带4 0 0 米地区二次加密 2 02 04 02 4 0 南四区三次加密井 6 l 3 9 1 0 06 4 1 2 0 0 3 南四区聚驱 1 5 81 4 43 0 23 2 9 7 南六区三次加密井 1 81 73 51 8 9 小计 2 5 72 2 04 7 7 4 3 6 7 南二西聚驱补充井 4 32 26 58 6 l 南四区东块三类油层聚合物驱油现场 1 81 81 0 8 2 0 0 4试验 南六一八区三次加密井 11 11 0 l2 1 29 8 1 小计 1 7 21 2 32 9 51 9 5 0 南五区聚驱开发井1 7 71 8 83 6 5 3 1 8 6 南五区三次加密井 3 83 87 63 4 2 2 0 0 5 南二东高台子油层加密试验 1 81 02 81 6 2 小计2 3 32 3 64 6 93 6 9 0 南六区聚驱开发井 1 6 11 4 43 0 52 4 1 5 2 0 0 6 小计 1 6 l1 4 4 3 0 5 2 4 1 5 6 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 表2 2 萨南油田2 0 0 1 - 2 0 1 0 年产能基建安排表( 续) t a b l e2 - 2y e a rp r o d u c t i o nc a p a c i t yi n f r a s t r u c t u r es c h e d u l ef o r2 0 0 1 - 2 0 1 0 o fs a n a no i l f i e l d ( c o n t i n u e d ) 基建 年份 井数( 口) 建成能力 区块 油井水井小计 ( 1 0 4 t ) 南二区东部上返 1 5 61 3 92 9 51 8 7 2 萨东4 0 0 米二次加密 2 5 1 5 4 01 8 6 2 0 0 7 南二东高台子一次加密 2 72 45 l2 4 3 南二区面积二次加密遗留井 1 492 31 2 6 小计 2 2 21 8 74 0 92 4 2 7 南三区东部上返 2 0 41 7 63 8 02 4 4 8 南三东高台子一次加密 3 l1 54 62 7 9 2 0 0 8 雨三区回积二次加罾返留井 2 583 32 2 5 小计2 6 01 9 94 5 92 9 5 2 南二区西部上返1 4 111 42 5 51 6 。9 2 2 0 0 9 南二西高台子一次加密 3 1 2 96 02 7 9 小计 1 7 2 1 4 3 3 1 5 1 9 7 1 南二区西部上返1 2 81 1 42 4 21 5 3 6 2 0 1 0 南三西高台子一次加密 4 53 07 54 0 5 小计1 7 31 4 43 1 71 9 4 l 十年合计 2 1 2 31 7 7 63 8 9 92 9 1 5 6 7 第2 章萨南油田开发建设情况 2 2 2 开发指标预测 2 0 0 1 - 2 0 10 年萨南油田开发指标预测见表2 3 。 表2 - 3 萨南油田产量预测表 t a b l e2 - 3p r o d u c t i o np r e d i c t i o nt a b l eo fs a n a no i l f i e l d j 2 0 0 l2 0 0 22 0 0 32 0 0 42 0 0 52 0 0 62 0 0 72 0 0 82 0 0 92 0 1 0 项肾 年产油量 水8 8 6 8 1 97 8 47 3 86 9 l5 5 05 0 84 6 84 3 13 9 8 ( 1 0 4 t ) 驱 e 年产液量 里 6 2 1 46 2 9 06 5 5 96 7 5 76 9 3 85 7 4 95 8 7 05 9 0 56 0 4 66 1 3 5 ( 1 0 4 t ) 年产油量 聚 1 4 11 9 31 5 21 7 61 6 82 6 42 4 41 9 71 7 11 4 8 ( 1 0 4 t ) 驱 e 年产液量 里7 3 51 2 9 31 2 2 71 4 7 01 7 6 52 3 7 72 5 3 42 0 9 81 8 9 71 5 4 0 ( 1 0 4 t ) 年产油量 a 1 0 叨1 0 1 29 3 69 1 48 田8 1 57 5 26 6 56 0 25 4 6 口 ( 1 0 4 t ) 计 j i 年产液量 里6 9 4 97 5 8 3傩眩2 78 7 8 1 2 68 4 0 48 0 0 37 9 4 37 6 7 5 ( 1 0 4 t ) 由上表可见，“十五”及“十一五 期间，萨南油田的产油量呈下降趋势，产液量 则逐年上升。产油量由2 0 0 1 年的1 0 2 7 1 0 4 t 下降到2 0 1 0 年的5 4 6 1 0 4 t ，下降幅度为 4 6 8 ；产液量由2 0 0 1 年的6 9 4 9 1 0 4 t 上升到2 0 1 0 年的7 6 7 5 1 0 4 t ，上升幅度1 0 4 。 同时综合含水也逐年上升。 8 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 第3 章萨南油田原油集输系统优化调整措施研究 “十五 以来，萨南油田已进入高含水后期，地面工程系统面临着油水井井数增加、 采出液增加、注水量增加、产油量逐年递减的总体形势。而且随着油田开发时间的延长， 按高产期建设的地面系统也逐渐脱离了高效运行区，不可避免的导致了系统的高能耗运 行。 因此，在油田产量下调阶段，如何优化调整地面工程各系统，提高各系统的负荷率 及运行效率是当前油田生产面临的重要问题。通过对已建设施剩余能力和适应性分析， 同时开展应用成熟的新技术、新工艺对油田地面系统进行优化整合，是大庆油田节能降 耗、挖潜增效、降低生产运行成本、提高油田整体开发效益的唯一出路和手段。 萨南油田地处高寒地区，原油的粘度高、凝点高、含蜡量高，但油田开发进入高含 水后期后，出现了随着油井含水的升高，井口出油温度也随之升高的现象，采出液的流 变性也发生了较大变化。针对这一实际情况，本课题在开展老油田优化调整技术研究过 程中，充分分析了开发形势以及地面系统的适应性，借鉴了相关室内研究及现场试验成 果，从而为系统优化调整工作提供了可靠的理论依据和技术支持川。 3 1 原油集输系统地面建设概况 3 1 1 建设概况 萨南油田经过近四十年的开发建设，地面工程已建成了较完善的油气集输系统。至 “九五 末，我厂地面工程系统己建成各类站所1 5 8 座、计量间4 5 1 座，包括：原油脱 水站9 座、聚合物放水站2 座、增压集气站5 座、自压集气站3 座、转油站6 0 座、含 油污水处理站1 8 座、地面污水处理站l 座、生活污水处理站l 座、化工污水处理站1 座、注水站2 2 座、聚合物配制站2 座、聚合物注入站9 座、变电所2 5 座、外输口3 个， 建成了适应油田生产要求的处理规模大、技术性及系统性强、配套程度高的系统工程， 满足了油田开发各个时期对地面工程技术和提高经济效益的需求。各系统能力统计见表 3 - 1 ，油田地面工艺现状见表3 - 2 。 9 第3 章萨南油田原油集输系统优化调整措施研究 表3 - 1 萨南油田地面工程各系统能力统计表 t a b l e3 - 1s s t e m sc a p a c i t yt a b l eo fs a n a no i l f i e l ds u r f a c ee n g i n e e r i n g 序2 0 0 1 年底 项 目名称单位 号能力负荷 原油游离水脱除( 转油站) 1 0 4 t ，d5 6 13 3 1 6 l 1 0 4 t d 原油游离水脱除( 脱水站) 2 9 5 52 1 6 3 2原油电脱水 1 0 4 t d 5 62 7 2 3油田注水 1 0 4 t d 3 5 32 7 4 ( 1 ) 注一般水 1 0 4 a d 2 1 31 7 3 ( 2 ) 注深度处理水 1 0 4 t d 8 96 6 ( 3 )注低矿化度水 1 0 4 t d 5 1 3 5 1 0 4 t d 4聚合物配制( 干粉)2 60 9 5 一般含油污水处理 1 0 4 t d 2 31 7 3 6 聚合物污水处理 1 0 4 t y d 6 51 8 7 含油污水深度处理 1 0 4 t d 1l6 6 8地面污水处理 1 0 4 t d 2 51 8 9生活污水处理1 0 4 m 3 d32 1 0 化工污水处理 1 0 4 m 3 d2 4o 9 1 1 集气 1 0 4 m d 9 06 0 6 1 23 5 k v 供电 1 0 4 k v a3 4 72 2 5 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 表3 - 2 油田地面工艺现状 t a b l e3 - 2g r o u n dt e c h n o l o g ys t a t u s 数量实施该工艺的区块及站 序号 工艺环节工艺种类 库 ( 种) 双管掺水、单井计量站计量、转油 萨南油田 站放回掺水 单管环状掺水集油、单井软件计萨西过渡带、萨西八转油 量、转油站放回掺水 站 1集油工艺 4 单管集油不掺水、单井计量站计 萨南油田 量、转油站放回掺水 双管集油不掺水、单井计量站计 萨南油田 量、转油站放回掺水 油气分离器一游离水脱除一缓冲 2 石、2 9 、2 1 2 、3 - 6 、3 7 罐 2气液分离工艺 3 分离缓冲沉降三合一萨南油田其余转油站 三相分离器聚南5 - 2 站 游离水脱除一含水油沉降罐一复 南2 - i 联、南五联 合电脱水器 3原油脱水工艺 2 南二联、南四联、南八联、 游离水脱除一复合电脱水器 南3 1 联 南四增压站、南五增压 增压集气站、南八增压站、南十增 4 伴生气集气工艺 2 压站、南2 2 增压站 自压集气南3 - l 、南2 1 集气站 萨南油田地面工程现有的工艺流程总体上能够适应油田生产需求，但存在局部工艺 流程不完善、部分站库能耗较高，部分污水站滤料流失、污染严重、过滤效果差、水质 不达标等问题。 3 1 2 工艺技术概况 ( 1 ) 集油工艺 1 ) 双管掺水热洗分开集油工艺 第3 章萨南油田原油集输系统优化调整措施研究 采用双管掺水热洗分开集油工艺，计量站内单井量油。原理流程见图3 1 。 ：油管道 一油管道翮一热洗管道 一- l 一一 八i i 7 一缘执薄管漕 图3 - 1 双管掺水热洗分开集油工艺示意图 f i g u r e3 - 1 o i lg a t h e r i n gp r o c e s sd i a g r a mo fw a t e r da n dh o tw a s hp i p e l i n e s e p r a t ed o u b l e - b a r r e l e d 2 ) 水驱加密井 两就近集油工艺 油井就近进入已建计量站、就近与老井挂接，采用软件量油、计量车标定的计量方 式喳。原理流程见图3 2 。 嘉驾赢飞n m p 耕。 新井与老井串联挂 7 接成界尉匆糯 图3 2“两就近”集油工艺示意图 f i g u r e3 - 2 t w on e a r b y ”o i lg a t h e r i n gp r o c e s ss c h e m a t i c 单管环状掺水集油工艺 ， 该工艺采用单管串联2 口以上油井，形成集油环，若干个集油环接入1 座集油阀组 间。在转油站将热水泵送到集油阀组间，然后分配到各集油环。油井产液进入集油环与 掺入的热水混合后，一起自压输至集油阀组间。工艺流程见图3 3 。 1 2 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 图3 - 3 单管环状掺水集油工艺示意图 f i g u r e3 - 3s i n g l e - t u b er i n g - w a t e r e dg a t h e r i n gp r o c e s sd i a g r a m 电热管集油工艺 该流程为单井或多井串联进站，集油管网呈枝状。每口独立油井或每座丛式井场各 设置1 台电加热器把油井产液由井口出油温度升温至高于原油凝固点，然后由电热管道 保温自压进入集油站，节点与节点之间由温控系统控制，工艺流程见图3 4 w 1 。 图3 4 电热管集油工艺示意图 f i g u r e3 - 4 e l e c t r i ch e a t i n gp i p eo i lg a t h e r i n gp r o c e s sd i a g r a m ( 2 ) 转油站工艺 “分离缓冲游离水脱除”处理工艺， 1 3 第3 章萨南油田原油集输系统优化调整措施研究 油井采出液自压进站，经“分离缓冲游离水脱除”装置进行气液分离、游离水沉降、 缓冲，沉降出的污水经加热、掺水泵升压后掺入站外系统，含水油输至脱水站进行脱水 处理，工艺流程见图3 5 。 图3 5“分离缓冲游离水脱除”工艺流程示意图 f i g u r e3 - 5 ”r e m o v a la n db u f f e rf o rs e p a r a t i o no ff r e ew a t e r , ”p r o g r e s sd i a g r a m ( 3 ) 脱水站工艺 原油净化脱水处理目前有两种流程，即二段和三段脱水流程。一般采用热化学一段 脱水，电化学二段脱水的两段脱水工艺见图3 - 6 。三段脱水流程见图3 7 。 1 4 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 图3 6脱水站二段脱水处理工艺示意图 f i g u r e3 - 6 t w os e c t i o n sd e h y d r a t i o nt r e a t m e n to fd e h y d r a t i o ns t a t i o np r o c e s sd i a g r a m 图3 7 脱水站三段脱水处理工艺示意图 f i g u r e3 - 7 t h r e es e c t i o n sd e h y d r a t i o nt r e a t m e n to fd e h y d r a t i 仰s t a t i o np r o c e s sd i a g r a m 1 5 第3 章萨南油田原油集输系统优化调整措施研究 ( 4 ) 主要技术界限及设计参数 表3 - 3 原油集输系统设计参数表 t a b l e3 - 3 d e s i g np a r a m e t e r st a b l ec r u d eo i lg a t h e r i n ga n dt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m 脱水系统 集油系统 分类游离水 电脱水 水驱 3 5 4 5 脱水温度 井口回压：1 5m v a二兀 4 0 5 5 水驱 o 2 0 4 m p a o 2 0 4 m p a 操作压力 二兀0 2 - 4 ) 4 m 【p a o 2 o 4 m p a 进转油站压力：0 15 o 2 0 m p a 平挂电极3 0 水驱 来液含水竖挂2 0 二兀2 0 掺水出站温度：7 0 脱后油水驱3 0 0 3 含水率二兀 2 0 0 3 脱后污水含 水驱 1 0 0 0 m g l1 0 0 0 m g l 热洗出站温度8 0 油量二兀 一 3 0 0 0 m g l一 3 0 0 0 m g l 原油进站温度：水驱低于凝固 水驱 1 5m i n4 0 m i n 沉降时间 点3 三元凝固点进站 二兀3 0 m i n 3 2 存在问题及适应性分析 从工艺的角度分析，各类站都是由三种基本元件构成：泵、管线和容器，因此，也 就有泵输能力、管输能力和处理能力之分。通常，每个站的设计能力主要根据投产初期 的含水和流体物性，三方面的能力基本是一致的。随着含水变化和含聚合物浓度的变化， 泵输、管输和容器的处理能力也各自发生了相应的变化，与原设计能力产生较大的偏差 随着大庆油田老区含水升高和含聚浓度变化，导致液体分离及输送特性的变化，出 现三种能力的不匹配，有的能力过剩，有的能力不足。过剩的能力不加以利用就是一种 浪费，不足的能力不加以弥补就是一种损失。因此，要对各类站的三种能力进行分析， 找出能力的上限和下限，也就有了优化调整的技术界限。 根据油田开发预测，2 0 0 1 - - 2 0 1 0 年期间产液量稳步上升使脱水站的游离水脱除负 1 6 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 荷率及转油站的负荷率普遍保持较高水平，但随着产油量的逐年递减，电脱水负荷率普 遍偏低，同时由于开发形势的变化和产能区块的接替建设等原因，造成各系统的运行负 荷并不均衡，给我厂地面系统的生产和运行带来较多的问题和矛盾。 可以预见，在未来十年内，各系统的优化调整、剩余能力的合理利用与核减、老化 设施的更新改造、以及节能降耗等工作，将是老油田调整改造工作的重点u 1 。 3 2 1 转油站系统 “九五 末，我厂已建成转油站5 5 座，平均负荷率为5 1 左右。整体来看，我厂转 油站系统布局基本合理，规模适宜，能够满足开发生产要求。但由于产能建设的逐年开 发建设，加上局部地区产量高峰期过后开发形势变化较大，造成各地区负荷极不均衡。 从预测结果看，2 0 1 0 年前平均负荷率高于6 0 的站有2 1 座，4 0 - 6 0 之间的有2 7 座， 低于4 0 的站有7 座。负荷率较高的站一般集中在油田的北部地区的油井密集区域，负 荷率较低的站一般集中在过渡带地区和南部的南八区，南八区的建设是依据产能开发高 峰期产量预测情况规划设计的，高峰期过后产量下降幅度较大，致使该区域内的转油站 负荷大部分较低。 由于负荷率偏低，能耗偏高，导致运行成本居高不下，从2 0 0 3 年起，对负荷率低 于4 0 的转油站将依据生产运行状况及预测情况，结合产能建设和老区改造逐年安排调 整改造。这7 座站的负荷率预测情况见表3 4 。 1 7 第3 章萨南油田原油集输系统优化调整措施研究 表3 - 4 低负荷转油站预测表 t a b l e3 - 4p r e d i c t i o nt a b l eo fl o w 1 0 a dt t a n s f e rs t a t i o n s 2 0 0 22 0 0 42 0 0 5 外输 序号转油站 负荷率 游离水负外输负荷 游离水负外输负荷 游离水负 ( )荷率( )率( ) 荷率( )率( ) 荷率( ) 1南七站3 1 1 33 4 1 83 1 6 43 4 5 43 2 8 43 5 3 5 2萨西五6 3 73 16 6 4 13 1 86 9 1 l3 2 6 5 3 南8 2 3 8 2 7 3 3 1 64 0 1 2 3 4 2 24 1 93 5 2 5 4 南8 4 4 6 1 22 7 1 54 8 3 62 8 0 25 0 5 22 8 8 5 5 萨西八 5 7 6 43 5 9 65 9 1 23 6 4 16 0 7 43 8 9 l 6 南8 8 3 2 5 93 9 13 3 1 83 9 53 4 2 33 9 6 8 7萨西六4 8 93 8 95 0 4 53 9 65 1 8 44 0 1 9 2 0 0 62 0 0 82 0 l o 外输外输外输 序号转油站 负荷率游离水负负荷率游离水负负荷率游离水负 ( )荷率( ) ( ) 荷率( )( )荷率( ) 1 南七站 3 3 23 5 63 3 9 23 6 0 93 5 1 83 6 9 5 2萨西五7 1 0 93 3 1 87 5 13 4 77 8 6 53 5 4 2 3 南8 24 3 2 93 6 0 44 5 9 83 7 5 84 8 1 53 8 8 2 4南8 45 2 1 82 9 4 85 5 33 0 6 85 7 7 23 1 6 2 5 萨西八 6 0 9 73 6 9 96 2 3 63 7 4 16 4 2 63 8 6 南8 8 3 3 2 93 9 7 93 4 6 24 0 4 73 5 3 24 0 9 1 7 萨西六 5 1 9 84 0 25 3 1 34 0 。75 4 5 84 1 3 南八区系统6 座低负荷转油站将根据2 0 0 4 年南四八区三次加密产能建设情况进 行优化调整改造，届时南8 2 、南8 - 4 、南8 8 站低负荷运行及设施老化问题将得以解决。 3 2 2 原油脱水站系统 一 至2 0 0 1 年底，萨南油田共有脱水站8 座( “十五”第一年己将南七脱水站调整完毕) ， 脱水系统布局情况见图3 - 8 。 1 8 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 图3 8 萨南油田已建脱水站系统示意图 f i