滾動區塊油氣歸集與環境污染防控

李 勇 朱樹淦 劉新嶺 趙 華 侯冬冬

(中國石化中原油田濮東采油廠)

0 引 言

油田滾動開發過程中，部分區塊、零散井遠離主力區塊，距離計量站、輸油管網較遠，建設正規計量站投入大，一般采取原油進井場儲罐生產，加溫后通過罐車運輸到中轉站，再通過集輸管網進入油氣集輸系統[1]，在這個過程中的環境污染風險主要有：一是由于生產過程為非密閉的，多余的天然氣對空排放造成環境污染；二是裝車過程中部分原油落地造成環境污染；三是儲罐老化穿孔，原油泄漏造成環境污染；四是罐車拉運過程中原油泄漏造成的環境污染。同時，罐車拉油造成原油拉運成本增加，降低油田開發效益。

1 滾動區塊油氣歸集過程的環境污染風險

1.1 慶92塊單拉井油氣歸集存在的環境污染風險

一是慶92塊所轄7口油井平均單井日產液量約20 m3，含水90%左右，距離最近的計量站達3 km，如進站生產回壓會很高[2]。以目前管線最長的油井為參考，該井產液量、含水與慶92塊油井相當，進站管線長度為500 m，計量站干壓在0.4 MPa時，井口回壓在0.8 MPa，溫度降低10℃。如果慶92塊油井進站，回壓將會達到2 MPa以上，且由于溫度降低，原油凝固會大幅度增加回壓，長期的高回壓會造成油井管線的頻繁穿孔、油井泵效降低，嚴重時將因為凝管造成油井停產。慶92塊所轄7口油井投產初期采用單拉的生產方式，罐車運輸屬于非密閉式生產，每天有至少400 m3天然氣被放空，對環境造成一定的污染[3]。

二是慶92塊7口油井日產液量130 m3，罐車拉油發生的運費、人工費較高，原油裝車、運輸過程中會造成部分原油泄漏，造成環境污染。

三是隨著區塊的后期注水開發，油井液量增加，加大了成本。

1.2 Q49等5口零散井油氣歸集存在問題

Q49等5口零散井由于投產初期地面集輸流程不完善，采取單拉生產，均在農田包圍之中生產，產生的工農糾紛較多，特別是原油裝車、運輸過程中存在的環境污染風險較大，每年產生的工農賠償費用在5萬元以上，成本壓力大。

1.3 方里氣井集輸存在問題

方2及方3井距離慶祖油田主力油區40 km，其中方2井投產初期日產油10 t，日產天然氣9.9萬m3，由于無天然氣外輸管線，天然氣被火炬燒掉，造成大量的浪費和環境污染，后期投產的方3井距離方2井1.2 km，投產初期日產天然氣2萬m3。

2 解決滾動區塊油氣歸集過程的環境污染風險的途徑

近年來數字化改造及新工藝技術的引進降低了滾動井開發造成的環境污染風險。

2.1 智能監控系統使油井日常生產管理擺脫了對人工的依賴

建立了全覆的蓋智能監控系統，實現了數字智能全覆蓋，對油水井實現了24 h監控，并建成了視頻監控、數據采集、數據傳輸、自動報警、監控指揮和巡檢維護六大功能，使油井的日常生產管理擺脫了對人工的依賴[4]。

2.2 功圖法量油技術為計量站工藝流程的簡化提供技術支撐

應用了功圖法量油技術。功圖計量裝置可以依托數字化系統對油井的產量實現自動計量，不再需要人工計量，為計量站工藝流程的簡化提供了技術支撐。

2.3 質量流量計為集輸管網的簡化提供條件

高精度的質量流量計可隨時采集管網流量，實現實時計量、輸差報警，為集輸管網的簡化提供了條件。

2.4 撬裝式CNG技術使邊遠氣井天然氣收集成為可能

撬裝式CNG(壓縮天然氣)技術可以將邊遠零散氣井的天然氣現場壓縮裝車，天然氣由氣井井口直接接到用戶，省去了中間集輸環節，減少了氣量流失。

3 滾動區塊油氣歸集工作

結合油井生產實際對滾動區塊油井進行歸集，合理利用現有的工藝流程和新技術手段，實現從單拉向管輸的轉變，消除原油泄漏造成的損失；同時天然氣被有效利用，消除了放空生產對環境的污染；減少了罐車使用費用，提高了經濟效益。

3.1 慶92塊建設簡易計量站進行集中管理

在采取數字化功圖法計量產量，油氣混輸泵混輸降壓等措施后，對慶92塊所轄7口油井建設簡易計量站進行集中管理，通過外輸管線至較近的慶4#計量站，實現集中輸油[5]。慶7#簡易計量站見圖1。

圖1 慶7#簡易計量站

3.2 零散井采取多種方法進集輸系統

對產液量較高且距集輸管網較近的Q96C、Q49、Q11-20等單拉井，直接上管線歸集進集輸管網，日常管理采取功圖計產，遠程監控壓力變化；對Q21-5井、Q92-8等液量較低的油井采取與其他液量較高的油井并線的方式解決無法進站的問題。

3.3 方2井井場建設了撬裝式CNG設備

在方2井井場建設了撬裝式CNG設備，采用DF-2.9/10-250天然氣壓縮機四級增壓后通過加氣柱裝入槽車外銷。該裝置可通過PLC控制系統調節天然氣進氣壓力及自動保護，提升天然氣壓縮機機組效率，降低電耗。方2井撬裝式CNG設備見圖2。

圖2 方2井撬裝式CNG設備

3.4 方3井自行鋪設管線輸氣至方2井

方3井鋪設1 200 m管線進入方2，利用方2現有流程及CNG技術增壓裝車外銷[6]。解決方3井天然氣回收問題，消除環境污染，增加經濟效益。

4 滾動區塊油氣歸集在污染治理方面的效果

4.1 減少天然氣排放污染

慶92塊及Q49、Q96C等井歸集后，每天可回收天然氣300 m3，全年減少天然氣排放1.095×105m3；同時也減少了交通、火災、人身傷害等方面的安全隱患。

4.2 減少原油落地污染

由于油氣直接進集輸管網，避免了裝車過程中的原油落地造成的污染，年減少原油損失1.2 t，減少因此而帶來的污染賠償約5萬元。

4.3 減少原油運輸過程的污染

原油通過管道集輸，避免了因原油拉運過程原油泄漏造成的污染，避免了因此引起的糾紛。

4.4 產生可觀的經濟效益

慶92塊、Q49、Q96C歸集后，每天可減少單拉液量130 m3，運費0.34萬元，全年節約運費124.1萬元；車輛每天可節約柴油100 kg，年節約柴油35 t。

方2和方3井生產的天然氣經CNG增壓設備裝車外銷，截至2018年12月31日累計產氣742.556×萬m3，按2.18元/m3天然氣市場價計算，累計創效1 618.77萬元。

5 結 論

滾動井歸集進集輸系統可以減少環境污染風險，實現節能減排和清潔生產，同時可以減少用工、降低生產成本及現場管理難度。在偏遠區塊高油氣比井可推廣應用撬裝式CNG設備增壓裝車外銷，是一種投入少、效益高的措施，同時可最大限度地減少天然氣的排放，減少環境污染。