月東油田燃料系統的節能優化

劉茜 勝利石油管理局科技處

灘海油田燃料系統常用的燃料有原油、柴油和伴生氣，為了降低生產運行費用，通常優先選用伴生氣作為燃料。合理地利用伴生氣為燃料不僅可以將伴生氣轉化為油田的產能，提升油田的經濟效益，還能節約能源、保護環境。本文以月東灘海油田為例，論述灘海油田燃料系統合理利用伴生氣的節能優化措施。

月東油田位于渤海遼東灣北端，油田海上工程包括4座人工島，其中B島為中心島，其余A、C、D島為衛星島，月東油田油氣集輸管網見圖1。各島之間相距約1~2km，分布有油井和水源井。油井常規生產1年后轉入蒸汽吞吐開發，所產原油屬于成熟稠變油（即原油密度大而黏度相對較低），原油伴生氣較少。

圖1 月東油田油氣集輸管網

月東油田距岸較近，陸地有遼河油田可依托，油氣集輸系統采用半海半陸式地面工程方案，即在海上進行油氣分離，含水原油經外輸泵增壓后通過海底管線輸送上岸處理。因伴生氣量較小，不能成規模生產，若外輸上岸，投資較高，很不經濟。因此，伴生氣除用作該油田燃料系統的燃料外，其余在海上放空燒掉。為最大限度地利用伴生氣資源，降低燃料系統能耗并減少工程投資，結合集輸系統對各島燃料系統的設置采取了多項優化措施。

1 系統總體布局優化

生產采用蒸汽吞吐開發方案，燃料需求量大。根據油井數量及生產負荷的不同，各島設置了不同規格的熱媒爐及注汽鍋爐，即使在產量最高的年份各島伴生氣產量也不能滿足自身需求。因此，燃料系統總體布局是在中心島B島集中分氣作為燃料供應，或者各島分別分氣作為各自的燃料供應。

B島集中分氣僅需在B島設置兩相分離器及火炬，其他各衛星島的油氣采用密閉流程并利用井口回壓經海底管線輸送至B島。若各衛星島分別分氣，需要在各島均設置兩相分離器和火炬，并且分氣后的含水原油需要泵外輸，整個工程投資和能耗會大大增加。綜合對比得出在B島集中分氣投資較小，管理工作量較少，并且通過計算可以得出各島井口回壓均可控制在1.5MPa以內，能夠滿足正常外輸生產需要。因此采用在中心島B島集中分氣，分出的天然氣作為B島燃料；同時，在B島設置燃料油處理系統作為氣源不足時的補充。根據月東油田開發指標預測，前6年伴生氣量可滿足B島全部燃料需求，多余部分排放至火炬放空燃燒。隨著產量的遞減，啟動燃料油處理系統作為燃料的補充。

其余各島分別設置燃料油分離器，對少量原油進行凈化處理，作為熱媒爐及注汽鍋爐的燃料。

2 系統的優化措施

2.1 中心島燃料系統

B島井口區生產的油氣與A、C、D各島混輸來油氣混合后，根據生產需要，除部分油氣混合物進入燃料油處理系統外，其余輸送至生產分離器進行油、氣二相分離。天然氣去燃料氣系統作為燃料供應，多余部分進入火炬放空燃燒，含水原油進入分離緩沖罐經外輸泵增壓后外輸。當伴生氣產量不能滿足B島的燃料需求時，由燃料油分離器分出的凈化原油作為燃料補充，其工藝流程見圖2。

圖2 B島工藝流程

B島設有2臺注汽鍋爐和3臺熱媒爐，每臺注汽鍋爐消耗伴生氣量2.61×104m3/d，每臺熱媒爐消耗伴生氣量0.89×104m3/d。為了最大限度地利用伴生氣，不同燃料的供應根據各島燃料需求量及不同年份伴生氣的產量進行如下分配，見表1。

表1 B島不同燃料供應分配情況

2.2 衛星島燃料系統

由于A、C、D各衛星島的油氣均輸送至中心島B島集中分氣，因此各衛星島不再以伴生氣為燃料。各衛星島設置燃料油處理系統，以原油作為燃料供應。各島生產的少量油氣分別進入該島設置的燃料油分離器，燃料油分離器分出的原油經凈化后為注汽鍋爐和熱媒爐等提供燃料，分出的極少量的伴生氣冷放處理。多余油氣采用密閉流程并利用井口回壓經海底管線混輸至中心島B島，其工藝流程見圖3。

3 效益評價

圖3 A、C、D島工藝流程

月東灘海油田在油氣生產過程中，產生的大部分伴生氣作為熱媒爐和注汽鍋爐燃料，節約了能源，保護了環境。按照表1中不同燃料供應的分配情況，15年的開發周期內燃料系統共消耗伴生氣量2.36×109m3。如果僅以原油為燃料，根據熱值計算15年的開發周期內燃料系統需要多消耗17×104t原油。對月東油田的燃料系統采取優化措施后，平均每天節約原油約38.1t，原油價格按90美元/桶計算，每天直接產生經濟效益約15.0萬元人民幣。

4 結論

月東油田燃料系統是依據各島生產負荷及伴生氣產量并結合集輸系統開發方案進行綜合優化的系統，采用衛星島與中心島相結合的生產工藝，衛星島采用獨立的燃料油處理系統，中心島以燃料氣為主，燃料油作為補充。

月東油田燃料系統通過優化可充分利用伴生氣資源，減少了各衛星島的生產設施。衛星島油氣采用密閉流程并利用井口回壓外輸至中心島，減少了管理工作量及生產運行費用，降低了能耗和工程投資，提高了經濟效益，為灘海油田燃料系統節能降耗措施的優化提供借鑒。