灘海油田人工島地面工程建設思路

朱昭宇(大港油田灘海開發公司 300280)

一、人工島地面工程面對的技術難題及總體規劃思路

人工島集鉆井、采油、原油處理集輸等功能于一身，如何使地面工藝既滿足開發生產的需要，又要滿足海上各項建設標準的要求，面對的主要問題有：

1.海上建設寸土寸金，人工島場地有限，生產設施的平面布局困難很大。

2.傳統的地面工藝流程長，地面系統復雜，且系統效率低、能耗高、運行成本高。

3.由于島上操作人員少，所以對設備的自動化要求程度高。

人工島地面工程建設要總體規劃，合理布局，優化設計，減少投資風險，實現安全、環保，走高效科學合理開發之路。大港油田通過多年研究和實踐積累，目前已經形成了較為完善的人工島地面工程工藝技術。埕海1-1人工島即要考慮人工島的建設規模，平面布局，功能設置及工藝流程，又要考慮將來滾動開發以及鄰近油田的配套建設，最大限度地避免重復建設。平面規劃布局：埕海1-1人工島分為鉆井區、輔助生產區、變配電區、注水區、加熱區、生產區。面對油氣生產區140m×70m的有效面積內，同時滿足開發生產和海上建設標準、安全規范的需要，生產設施的平面布局困難很大。經工程技術人員的多次論證，確定了立體化的雙層布置的方案，并預留滾動開發所需的擴展空間。

二、優化設計在人工島地面工程中的應用

1.井口配套工藝靈活改進

埕海1-1人工島采用了井口槽技術，減少了鉆采平臺的建設投入，并且為今后的開發生產管理和安全管理提供了方便。但是在108m×5m的井口槽內布置76口井已經非常緊張，而計量匯管、生產匯管均布置在井口槽內。正是由于灘海油田的特殊性，井口和單井產液計量設施較近，最長僅為300mm，因此陸上傳統的生產、計量閥組顯然無法擺放。面對上述困難，通過研究論證，在原油凝固點較低(-26℃～-30℃)，單井產量較高并且井口溫度適合采用常溫集輸流程的情況下，大膽選用自動三通閥調節閥組與多相流量計相結合，配以DCS過程控制系統，每口井僅以單閥便實現了計量、生產的遠程切換。

2.油氣分離、原油脫水工藝的優化設計

人工島的油氣分離、原油脫水采用的是高效三相分離器，此技術也已在陸地油田廣為使用。有所不同的是，考慮到盡可能地減少占地面積、簡化生產工藝，通過設計人員和高效三相分離器生產廠商共同優化設計，充分利用變頻調速技術，大膽地簡化掉外輸油泵前的緩沖罐，僅通過高效三相分離器和外輸油泵實現了油氣分離、原油脫水和外輸的目的，在實際生產運行中經受住了考驗。

3.污水處理技術大膽簡化

隨著開發時間的延長，油田綜合含水上升，采出的水量會大量增加，為使污水處理后的水質各項指標達到注水水質標準要求，埕海1-1人工島污水處理系統設計規模按9500m3/d，一次設計分期實施。污水處理工藝中應用一體式含油污水處理裝置，單臺處理能力85m3/h。其特點是集斜板除油、核桃殼過濾和改性纖維球過濾于一體，配以自動反沖洗裝置，系統自帶PLC控制柜，具有結構緊湊、性能優越、自動化程度高等特點，非常適合于海上油田的開發建設。另一項成功技術措施是大膽地簡化掉注水泵前的喂水泵，通過一體式污水處理機處理后的污水直接進入柱塞泵的進口，這也是設計中的一項創新。

4.設備撬裝化的應用

在項目建設中，針對主要大型設備如污水處理裝置、三相分離器、三相計量裝置、等均采用撬裝化采購，具有結構緊湊、占地面積小，現場安裝連接方便、功能獨立性強，并且可實現廠內預制，大大減少了現場工作量，縮短了建設周期。

5.井口控制盤安全控制技術的應用

該系統的特點是：根據井口的壓力變化、溫度變化，通過控制盤預先設定的參數進行對比和控制調節，再經控制管路控制井下及地面的安全閥，從而達到安全控制的目的。具有技術先進、安全性能高、操作方便、運行平穩等特點，在海上油田也已廣泛應用。

6.控制系統安全先進

人工島上操作人員少，因此要求有安全可靠的自動控制系統。出于安全考慮，井場控制系統由兩套基本功能不同、相互獨立的部分組成，即：過程控制系統PCS和安全系統SCS。井場過程控制DCS系統基本功能是提供數據采集、過程控制、報警指示、報警記錄、歷史數據存儲、生產報表打印，并為生產操作員提供操作界面。通過終端人機界面顯示工藝過程參數值以及工藝設備的運行情況，多畫面動態模擬顯示生產流程及主要設備運行狀態、工藝變量的歷史趨勢。通過終端人機界面，操作員能夠修改工藝參數的設定點，并控制設備的啟停。

三、工程實施效果

1.提高了系統工藝適應性

油井在線遠傳計量系統的建設，撤消了計量分離器和計量閥組，簡化了單井集油工藝流程，優化了集油管網結構。水井井口計量、調節配水技術的應用，撤消了配水間，簡化了水井工藝流程，縮短了管道輸送距離，降低了管損。高效三相分離器和一體式污水處理機的應用，大大減化了油水處理工藝，同時又撤消了緩沖油罐和喂水泵，使工藝更為簡捷高效。設備撬裝化的應用，不僅縮短了建設周期并減少了施工難度。

2.社會效益和經濟效益顯著

通過優化設計、合理布局，減少了生產系統的占地面積，工程用料相應減少，并為將來的滾動開發預留出拓展空間，經濟效益顯著。先進的工藝技術為生產動態管理提供了條件，表現在油井生產數據可視化、集中化，便于現場管理人員及時掌握生產動態；光纖通信建設可使生產數據通過以太網上傳至管理層、決策層，為上級管理層掌握生產動態提供了條件，為及時有效地決策提供了保障。