外圍油田熱水站建設模式

大慶油田采油八廠

外圍油田熱水站建設模式

王剛陽

大慶油田采油八廠

熱水站是油田為油井作業、加藥，水井洗井及集油環熱洗等提供熱水而專門建設的生產輔助站場，按主要工藝流程可分為真空爐引鶴管、水套爐引鶴管、火筒爐置高架熱水站三類。通過對某油田熱水站建設、發展現狀及存在問題進行分析，總結出外圍油田熱水站選址應堅持“雙就近”原則，綜合考慮、分區管理，合理選擇工藝流程。間歇性運行的熱水站宜采用火筒爐置高架流程；熱水量需求大、加水頻繁的熱水站應采用真空加熱爐鶴管或大罐儲水連續加熱流程。熱水站的建設應根據開發預測及不同生產用熱水情況，配套增加循環洗井車組，降低熱水需求量及溫度，控制配套設施建設投資。應重視改善供注水水質指標，避免水質二次污染，探索更經濟有效的洗井方式。

外圍油田；熱水站；建設模式

熱水站是油田為油井作業、加藥，水井洗井及集油環熱洗等提供熱水而專門建設的生產輔助站場，其中洗井用熱水量較大，約占總用水量的70%。以大慶外圍某油田為例，已建及在建熱水站共10座，按主要工藝流程可分為真空爐引鶴管（即真空爐加熱，鶴管裝車）、水套爐引鶴管（即水套爐加熱，鶴管裝車）、火筒爐置高架（即火筒爐加熱，自壓裝車）熱水站三類，而火筒爐置高架流程根據加水方式不同，又可分為加熱爐底部加水和爐側加水兩種。

該油田熱水站的建設大致可以分為3個階段。第1階段為2007年之前，油田開發速度較慢，生產用熱水量低，熱水站建設數量、規模小、加熱爐功率低；第2階段為2007年至2010年，外圍油田上產期，油田開發速度較快，生產用熱水量逐步增大，熱水站建設數量較多，規模較大，加熱爐功率較大，工藝流程逐步從真空爐引鶴管變為火筒爐置高架，熱水站多建設在已建轉油站或聯合站站內；第3階段為2010年之后，外圍油田持續上產及油田公司加大水質改善期，熱水站建設數量多，規模大，加熱爐功率大，工藝流程基本采用火筒爐置高架，站址多選擇在已建聯合站站外。

1 存在的問題

外圍油田熱水站建設之所以呈現目前迅速發展的態勢，主要原因有兩方面：①油田持續上產，生產用熱水量增大；②油田公司加大水質改善工程，其中加大水井洗井力度，熱水量需求大幅提升。外圍油田熱水站建設存在問題逐步顯現，主要表現在以下方面：

（1）已建熱水站規模及加熱功率不足。2007年以來由于油田持續上產，油水井總數增加3 340口，長關及低效井開井909口，油井轉注251口，洗井、作業、加藥、集油環熱洗用熱水量增大，熱水站能力不足。

（2）現有洗井作業車組等設備缺乏。油田共有各類洗井作業車組17套，按照目前洗井作業任務安排，估算應配備各類洗井作業車組約25套，已有設備不能滿足生產需求。

（3）洗井作業等操作成本高。油田油區分布在大同區、安達市、肇州縣、肇源縣境內，油田比較分散、油水井距離較遠，油水井距附近熱水站平均距離約20 km，每井次洗井作業車組燃油費約0.03萬元。按照目前年洗井4 849井次計算，僅水井洗井燃油費用約145.5萬元，洗井作業等操作成本高。

2 建設模式

為解決熱水站能力不足、洗井作業操作成本高等問題，油田規劃逐年安排熱水站擴建或新建，從站址選擇可分為原地擴建和異地新建兩類。根據該油田近幾年來所建熱水站情況，分析探討外圍油田熱水站建設模式。

2.1 堅持“雙就近”原則

以經濟效益為中心，熱水站應盡量位于油田相對中心區域，并依托已建聯合站建設。熱水站選擇在油田相對中心區域，可以縮短洗井作業時間，提高洗井作業效率，降低車組燃油費用；依托已建聯合站，來水選用聯合站污水，可降低加熱爐配置功率，減少熱水站建設投資及天然氣消耗，同時可依托聯合站進站路建設熱水站環路或裝車場地。

2.2 綜合考慮，分區管理

從熱水站服務油田區塊著手，根據十年開發及洗井井次預測，計算出油田洗井所需熱水量，結合油田其他生產用熱水情況，確定油田在一定階段內的最大熱水及加熱功率需求（由于冬季不洗井，年洗井天數按150 d計算；外圍油田偏遠，日有效工作時間約6 h；每口井洗井需15～60 m3；熱水站來水均為污水，進/出站溫度為30℃/80℃），確定需擴建或新建熱水站的規模及加熱功率。根據油田區塊具體分布情況，合理劃分熱水站服務區域，進行分區管理，降低洗井作業操作成本。

2.3 合理選擇工藝流程

根據已建熱水站現場使用情況，選擇技術相對成熟、現場運行良好的工藝流程。目前，主要有火筒爐置高架流程、真空爐引鶴管流程及大罐儲水連續加熱流程[1]，其優缺點對比見表1。

2.4 安全、經濟平面布置

熱水站平面布置，一是要執行國家及行業相關標準，充分考慮防火、防爆及避免環境污染等；二是要經濟平面布置，盡量不新征地或少征地，盡量不新建道路或少建路；三是要充分考慮熱水站加熱爐等設備檢修方便，例如某熱水站在充分考慮安全、經濟因素后，采取加熱爐置高架、爐側加水，只建裝車場地不建進出站環路。

表1 不同工藝流程熱水站優缺點對比

2.5 系統平穩及清污水平衡

為減少建設投資和運行費用，熱水站水源一般選取油田污水。熱水站為間歇性運行（4月至10月的白天運行），運行時大量污水用于油水井洗井、作業，然后通過卸油點、集輸系統、污水系統循環，供注水系統污水量階段性減少；停運時供注水系統污水量又階段性增多。熱水站建設時，要綜合考慮源水的引接點（應接污水站濾后水）及已建供注水系統的清污水平衡問題，盡量避免或降低對系統的沖擊，保證系統平穩運行及區域清污水平衡。

2.6 方便油田生產管理

熱水站的建設不僅要滿足生產需求，還應充分考慮使用單位的生產管理方便，適當應用自動化監控設備，如電動閥、液位控制裝置等；同時，方案階段應與管理部、采油礦等結合，制定合適的運行管理辦法，待熱水站投運后再逐步完善。例如某熱水站在兩臺加熱裝置進出口處均安裝了電動閥，實現加熱爐液位自動控制；在裝車方面應用了液位控制裝置，實現裝車自動化；在供水泵與流量計之間做聯動，實現供水泵自動啟停；熱水站主要生產參數回傳至聯合站中控室，實現了遠程監視。

3 結論及建議

（1）熱水站可為油田生產提供熱水，保障油田開發效果，同時還可以解決部分地區清污水平衡的問題。應遵循“雙就近”原則，綜合考慮、分區管理，合理選擇工藝流程，尤其要注意在滿足生產需求的前提下，盡量控制建設規模、方便生產管理、保證系統平穩運行。

（2）外圍油田間歇性運行的熱水站宜采用火筒爐置高架流程；熱水量需求大、加水頻繁的熱水站應采用真空加熱爐鶴管或大罐儲水連續加熱流程。

（3）熱水站的建設應根據開發預測及不同生產用熱水情況，配套增加循環洗井車組，降低熱水需求量及溫度、保證洗井作業效率、降低能耗、控制配套設施建設投資。

（4）熱水站建設是目前解決外圍油田生產用熱水需求的主要措施，同時應重視改善供注水水質指標，避免水質二次污染，探索更經濟有效的洗井方式，減少熱水量需求。洗井作業產生的污水通過聯合站油系統處理，系統負荷大、能耗高、運行不平穩，應考慮將此部分污水初步處理后直接進入污水站回收處理再利用。

[1]汪壽琴．新型熱水站技術在外圍油田的應用[J]．化學工程與裝備，2010（3）：76-77.

（欄目主持 焦曉梅）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.11.027

王剛陽：工程師，2007年畢業于西安石油大學油氣儲運工程專業，從事水處理及注水規劃工作。

2015-04-16

（0459）4513395、wanggangyang@petrochina.com.cn