技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化助推聚驅(qū)地面工程研究成果有形化

趙忠山，李學(xué)軍，李玉春，楊清民，李娜

大慶油田工程有限公司（黑龍江大慶163712）

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化助推聚驅(qū)地面工程研究成果有形化

趙忠山，李學(xué)軍，李玉春，楊清民，李娜

大慶油田工程有限公司（黑龍江大慶163712）

按照中國石油天然氣集團(tuán)公司“做好現(xiàn)有成熟先進(jìn)技術(shù)有形化工作，形成綜合解決方案，推動科技成果內(nèi)部共享和外部商業(yè)化應(yīng)用”的原則及要求，大慶油田系統(tǒng)開展了技術(shù)有形化工作。通過系統(tǒng)開展技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作，形成標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范14項，完成標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計定型圖文件1249套，形成產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品31項，推進(jìn)了科研成果的有形化，在大慶油田78個聚合物驅(qū)工業(yè)開發(fā)區(qū)塊中進(jìn)行了推廣應(yīng)用，通過應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，節(jié)省工程投資7.79億元。

聚合物驅(qū)；地面工程；研究成果；標(biāo)準(zhǔn)化；有形化

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化是指在技術(shù)活動中，對實際的或潛在的需要統(tǒng)一協(xié)調(diào)的問題制定共同的技術(shù)準(zhǔn)則，根據(jù)不同時期的技術(shù)水平和實踐經(jīng)驗，針對具有普遍性和重復(fù)出現(xiàn)的技術(shù)問題，提出最佳解決方案，通過制定和實施達(dá)到統(tǒng)一，以獲得最佳效益，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的重要意義是改進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)品的適用性，促進(jìn)技術(shù)推廣。研究成果有形化是指把技術(shù)、產(chǎn)品、解決方案、經(jīng)驗規(guī)律等成果，通過標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、流程化等知識管理手段，形成可以復(fù)制、生產(chǎn)和發(fā)表的能力，使分散、隱性、依賴于少數(shù)專家的自用技術(shù)變成可共享、可傳承的顯性技術(shù)，并通過有效的載體和手段，形成技術(shù)品牌，提升核心競爭力，實現(xiàn)技術(shù)價值最大化[1]。

大慶油田聚合物驅(qū)地面工程技術(shù)經(jīng)過“九五”、“十五”的重點科技攻關(guān)，已形成了完善的技術(shù)系列，形成了聚合物配注工藝技術(shù)、聚合物驅(qū)采出液處理技術(shù)、聚合物驅(qū)產(chǎn)出污水回注技術(shù)、配套化學(xué)處理劑技術(shù)等特色實用技術(shù)。通過系統(tǒng)開展技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作，地面工程形成技術(shù)手冊、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、操作規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計等有效載體，推進(jìn)了科研成果的有形化，在大慶油田78個聚合物驅(qū)工業(yè)開發(fā)區(qū)塊中進(jìn)行了推廣應(yīng)用，為工業(yè)化聚驅(qū)提供了堅實的技術(shù)支撐[2-3]。

1 自主研發(fā)聚合物驅(qū)三次采油注采工藝技術(shù)，并實現(xiàn)技術(shù)專利化

大慶油田聚驅(qū)地面工程技術(shù)緊跟開發(fā)步伐，不斷研究、應(yīng)用、提高、完善，并牢固把握核心技術(shù)及衍生的知識產(chǎn)權(quán)，先后在研發(fā)和推廣過程中形成專利19項，專有技術(shù)2項。以原創(chuàng)性專利技術(shù)為主，以整體技術(shù)專利群為支撐，不斷夯實自主創(chuàng)新能力，并在保證安全生產(chǎn)的同時，按照開發(fā)方案要求完成聚合物溶液注入，實現(xiàn)采出液油水分離，原油達(dá)到商品標(biāo)準(zhǔn)，采出水重復(fù)利用回注油藏的要求。

1.1 聚合物配注工藝技術(shù)

研發(fā)出適應(yīng)不同聚合物配注的核心工藝設(shè)備，主要包括大排量聚合物分散裝置、雙螺帶攪拌器等，配制聚合物母液濃度誤差由±10%提高到±3%、熟化時間由4h降到2h。開發(fā)了熟儲合一的聚合物母液配制工藝，縮短母液配制流程。開發(fā)了一泵多站外輸工藝，簡化母液外輸流程，增大母液輸送半徑，節(jié)約母液外輸系統(tǒng)的工程投資達(dá)30%以上。研發(fā)一泵多井注入工藝，大排量注入泵結(jié)合高壓低剪切流量調(diào)節(jié)器，簡化聚合物注入流程，每座注入站節(jié)省工程一次性投資約100萬元，同時由于減少注聚泵的數(shù)量，機(jī)械維修及維護(hù)、現(xiàn)場工人的工作量都相應(yīng)減少。新工藝新技術(shù)的應(yīng)用，使聚合物配注系統(tǒng)黏損由30%降到22%。獲得發(fā)明專利“三次采油聚合物驅(qū)和三元復(fù)合物驅(qū)的配注系統(tǒng)”，實用新型專利“短流程聚合物分散裝置”、“聚合物干粉分散潤濕裝置”、“雙螺帶螺桿攪拌器”和“螺旋推進(jìn)式攪拌器”、“母液回收裝置”、“聚合物儲箱裝置”、“聚合物分子量調(diào)節(jié)裝置”，滿足油田聚合物配注的生產(chǎn)需要。

1.2 聚合物驅(qū)采出液處理技術(shù)

研發(fā)了新型聚驅(qū)高效游離水脫除器，提高了設(shè)備處理能力和處理效果。根據(jù)含聚采出液性質(zhì)，采用新型波紋板聚結(jié)器，對填料的材質(zhì)與結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化：一方面，提高了聚結(jié)效率，提高油水分離效果；另一方面，起到防砂作用，也延長了填料的使用壽命。改進(jìn)收油、收水結(jié)構(gòu)，增大了脫除設(shè)備的有效處理空間，而且結(jié)構(gòu)緊湊、合理。設(shè)備的處理能力提高25%以上。研發(fā)了新型豎掛電極電脫水器，處理量明顯增加。對于同一規(guī)格的新型電脫水器，其處理量比電極水平吊掛的交直流復(fù)合電脫水器，處理能力提高30%。而且運(yùn)行電流低在同等運(yùn)行條件下可節(jié)電30%。新型的極板結(jié)構(gòu)，耐腐蝕性能提高，使用壽命長。形成“大慶聚合物驅(qū)采出液原油脫水工藝配套技術(shù)”專有技術(shù)，并獲得實用新型專利“油氣水三相分離裝置”、“游離水脫除器”、“豎掛電極原油電脫水器”，滿足油田聚合物驅(qū)采出液原油技術(shù)脫水的生產(chǎn)需要[4]。

1.3 聚合物驅(qū)含油污水處理工藝技術(shù)

針對聚合物驅(qū)采出水具有水相黏度大、乳化嚴(yán)重、懸浮固體較難去除等特點，形成了二級沉降＋二級過濾含油污水處理技術(shù)，處理后的水質(zhì)滿足不同滲透率油藏回注水水質(zhì)控制指標(biāo)要求。開發(fā)含油污水組合式沉降分離器，克服了截面負(fù)荷不可變和竄流、短路的缺點，提高了出水質(zhì)量。開發(fā)高含聚采出水處理裝置，采用了沉降罐加氣浮技術(shù)，提高了沉降罐的油水分離效率；過濾工藝中應(yīng)用了氣水反沖洗技術(shù)，提高了濾料過濾效果。獲得發(fā)明專利“聚合物驅(qū)采出污水系統(tǒng)處理工藝”，實用新型專利“沉降罐加氣浮技術(shù)”和“氣水反沖洗過濾器”等，滿足油田開發(fā)后期的實際生產(chǎn)需要。表1為大慶油田在聚合物驅(qū)地面工藝方面形成的專利和專有技術(shù)列表[5]。

表1 專利和專有技術(shù)列表

2 地面工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化集成，實現(xiàn)科研成果有形化

為了能將聚驅(qū)先進(jìn)適用的成熟技術(shù)、產(chǎn)品、經(jīng)驗規(guī)律等成果形成可以復(fù)制和生產(chǎn)的能力，同時為了利于大慶油田聚驅(qū)地面工程技術(shù)在國內(nèi)外宣傳推廣，對地面工程技術(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化集成。采用了技術(shù)手冊、宣傳品、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)化圖紙等方式，使技術(shù)成果顯性化，成為“看得見、摸得著”的物化產(chǎn)品。集成后的技術(shù)成果在技術(shù)推廣中發(fā)揮了重要作用。

2.1 技術(shù)手冊

組織專業(yè)人員，梳理分析聚驅(qū)成熟技術(shù)和優(yōu)勢技術(shù)，編制技術(shù)手冊，按專業(yè)劃分總結(jié)特色技術(shù)，確定主體工藝流程、主要設(shè)備，明確技術(shù)原理、技術(shù)參數(shù)和使用范圍，結(jié)合工程實際需要，為油田聚合物驅(qū)工程設(shè)計及生產(chǎn)管理提供準(zhǔn)確的決策。

2.1.1 聚合物配注工藝及設(shè)備

根據(jù)具體的開發(fā)方案，靈活的選用工藝流程，配制工藝有熟化儲存分開的長流程和熟化儲存合一的短流程；外輸工藝有一泵多站和一管多站外輸流程；注入工藝有單泵單井和多泵多井注入工藝。主要設(shè)備包括分散裝置、熟化攪拌器、母液過濾器、母液靜態(tài)混合器4大類9種。聚驅(qū)配注工藝相比于普通水驅(qū)環(huán)節(jié)多、流程復(fù)雜，可根據(jù)油層特點、建設(shè)規(guī)模和管理方式等要求選擇配注工藝，根據(jù)適應(yīng)聚合物范圍、指標(biāo)要求選擇主要設(shè)備，靈活調(diào)整方案，避免油田開發(fā)區(qū)塊周期性注聚合物帶來的配制設(shè)備閑置或配型不合理問題，保證設(shè)備的長期經(jīng)濟(jì)使用。表2為聚合物驅(qū)配注核心設(shè)備列表。

表2 聚合物配注核心工藝設(shè)備表

2.1.2 聚合物采出液處理技術(shù)及設(shè)備

針對聚合物驅(qū)采出液性質(zhì)和原油物性，在工藝流程方面，可以選用一段游離水脫除、二段電化學(xué)脫水兩段脫水工藝，也可以選用一段游離水脫除、二段熱化學(xué)脫水兩段脫水工藝。二段脫水工藝與三段脫水工藝相比，取消了三段脫水中的一段加熱爐、熱化學(xué)沉降罐和緩沖罐，簡化了工藝流程；新式游離水脫除器形成φ2.2×7、φ3×9.6、φ3×15、φ3.6×16、 φ4×14、φ4×16、φ4×18、φ4×20、φ4×22、φ4×24等系列標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品；電脫水器形成φ3×9.6、φ3×15.3、φ3.6× 16、φ4×16等系列標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。

2.1.3 聚合物采出水處理技術(shù)及設(shè)備

針對聚合物驅(qū)采出水具有黏度大、乳化嚴(yán)重、懸浮固體較難去除等特點，形成了兩級沉降＋兩級壓力過濾，及橫向流聚結(jié)除油沉降＋兩級過濾工藝技術(shù)的采出水處理工藝技術(shù)。主要設(shè)備有橫向流聚結(jié)除油裝置、核桃殼過濾器等。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

標(biāo)準(zhǔn)化是科研、生產(chǎn)和使用之間的橋梁，科研成果只有納入相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)后，才能得到迅速的推廣與應(yīng)用。聚合物驅(qū)地面工程配套技術(shù)的研究成果，為了更好地應(yīng)用于產(chǎn)能建設(shè)和指導(dǎo)生產(chǎn)管理，形成標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范14項，主要包括設(shè)計規(guī)定、設(shè)備及站場的管理規(guī)定和操作規(guī)程等。表3為聚合物驅(qū)配注系統(tǒng)形成的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范列表。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計

標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計是針對油氣田地面工程建設(shè)中同類型的站場、裝置和設(shè)施，設(shè)計出技術(shù)先進(jìn)、通用性強(qiáng)、可重復(fù)利用的系列化設(shè)計文件，從而實現(xiàn)建設(shè)內(nèi)容、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和建設(shè)形式的統(tǒng)一。

表3 聚合物驅(qū)配注系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范列表

2.3.1 形成完整標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計文件體系

制定標(biāo)準(zhǔn)化管理辦法和技術(shù)規(guī)定43項；完成標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計定型圖文件1 249套；建立標(biāo)準(zhǔn)化計價體系868項，推行三維繪圖設(shè)計。

2.3.2 推進(jìn)規(guī)模采購

隨著標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計工作的全面展開，物資集中采購不斷深入。根據(jù)技術(shù)規(guī)格書，依據(jù)《大慶油田有限責(zé)任公司物資管理辦法》，按照“集中市場、集中資源、共同參與、分散操作”的模式集中采購。

2.3.3 提高模塊化水平

通過標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，推進(jìn)工廠模塊化預(yù)制、現(xiàn)場組裝化施工，效率比常規(guī)提高12%。以配注工藝模塊化為例，將配注站分為母液計量調(diào)節(jié)裝置、組合電器、組合玻璃鋼母液儲槽、母液增壓裝置、高壓閥組、母液水流量調(diào)節(jié)裝置、液體自動提升裝置等工藝模塊，不但減少了電纜敷設(shè)，減少建筑面積，便于搬遷，提高設(shè)備利用率，同時加強(qiáng)和完善了母液流量、壓力等運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測和控制。

2.3.4 研發(fā)推廣一體化集成裝置

大慶油田針對聚合物驅(qū)油田，研發(fā)了一泵多井聚合物注入一體化集成裝置、聚合物分散一體化集成裝置等裝置12大類，形成產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品31項。通過一體化集成裝置的應(yīng)用，設(shè)計周期平均縮短30%，建設(shè)周期平均縮短40%，減少用地11.4×104m2，減少用工335人，同時，降低了工程投資，降低了運(yùn)行費(fèi)用，一體化集成裝置成為標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計不斷深入的代表，

2.4 技術(shù)有形化產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益

依靠技術(shù)進(jìn)步和成果有形化，聚合物驅(qū)地面工程建設(shè)平均單井投資從“九五”末期的165×104元降低到“十五”末期的125×104元左右，降低幅度達(dá)24.24%。

通過應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，節(jié)省工程投資7.79億元，地面工程建設(shè)實現(xiàn)了“兩縮短”、“三提高”、“一降低”的預(yù)定目標(biāo)。“兩縮短”，平均縮短設(shè)計工期15%，縮短建設(shè)工期18%；“三提高”，提高規(guī)模化采購率達(dá)到90%，提高預(yù)制化率達(dá)到81%，提高新井時率5%；“一降低”，降低地面工程投資及成本3.5%。

3 結(jié)論

大慶油田聚合物地面工程技術(shù)已經(jīng)形成了完善的技術(shù)系列及特色技術(shù)，形成專利和專有技術(shù)21項。通過技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的穩(wěn)步推進(jìn)，將具有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新成果形成了規(guī)范的技術(shù)資源，形成標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范14項，完成標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計定型圖文件1 249套，研發(fā)一體化集成裝置12大類，形成產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品31項，實現(xiàn)了科研成果的有形化。在大慶油田78個聚合物驅(qū)工業(yè)開發(fā)區(qū)塊中推廣應(yīng)用，進(jìn)一步提升了大慶油田的競爭能力和創(chuàng)新能力。

[1]姜子昂，肖學(xué)蘭，王黎明.天然氣產(chǎn)業(yè)低碳發(fā)展模式研究[M].北京：科學(xué)出版社，2011.

[2]王德民,程杰成，吳軍政，等.聚合物驅(qū)油技術(shù)在大慶油田的應(yīng)用[J].石油學(xué)報，2005，26（1）：74-78.

[3]胡海波.標(biāo)準(zhǔn)化管理[M].上海∶復(fù)旦大學(xué)出版社,2013.

[4]胡博仲.聚合物驅(qū)采油工程[M].北京∶石油工業(yè)出版社, 2004

[5]李杰訓(xùn).聚合物驅(qū)油地面工程技術(shù)[M].北京∶石油工業(yè)出版社,2008.

According to the principles and requirements of"to do well the visible work of the existing mature advanced technologies,to form integrated solutions to promote internal sharing and external business applications of scientific and technological achievements"of CNPC,the transformation of research achievements is carried out in Daqing Oilfield.14 standards and specifications were formed,1249 sets of standardized design documents are completed,and the 31industrial products are formed through the systematic standardization work,which promotes the transformation of scientific and technologic achievements.The application of the industrial products in 78 polymer flooding blocks of Daqing Oilfield saves the project investment of￥7.79×109.

polymer flooding;surface engineering;research achievement;standardization;visible

路萍

2015-11-17

趙忠山（1973-），男，高級工程師，主要從事油田三次采油地面工程的研究和設(shè)計工作。