大慶油田產能地面建設優化簡化技術應用

大慶油田設計院有限公司

根據大慶油田公司總體部署，2020年油田計劃建設整體工作量與前幾年大體相當。老區三次采油趨于多元化[1]，本年度安排11個化學驅區塊[2]，其中聚合物驅產能區塊5個，三元復合驅產能區塊1個，復合驅試驗區塊5個。外圍油田以低產、偏遠、零散的薄差油層為主，其依托性差。地面工程配套建設的數字化工程[3]同步實施，工作量和難度進一步加大。綜上所述，2020年產能建設區塊呈現兩個特點：①任務總量依然繁重，建設周期緊張；②低產低效區塊多，經濟效益差，需要反復優化才能達到評價值，工作量加大。為了保證2020年生產任務按時完成，需要加快工作節奏，縮短整體設計周期。

1 優化措施

為了保證項目整體進度，根據以往工程管理經驗，采取以下措施，取得了較好效果。

1.1 持續保持“三個介入”，縮短整體設計周期

多年來，規劃設計工作已經形成了提前介入、主動介入、有效介入的工作原則，在實際工作中收到了較好的效果。項目中體現在以下方面：規劃工作介入到油藏方案和采油方案中，提前了解開發方式并研究地面技術路線，提出攻關方向；主動與建設單位結合，了解生產現狀和存在問題，做到方案未動，需求先知；在項目進度計劃統一要求下，協調各方資源，確定各個節點，做到計劃性強，介入有效。

比如薩北開發區北二西塊一類油層聚驅后加密產能建設工程，該項目2020年安排基建220口，其中油井120口，水井100口。按照開發方式及布井方位分為東西兩個地區，東部地區為弱堿三元驅，前置段塞階段使用低初黏凝膠（圖1），由聚合物、交聯劑、穩緩劑和水混合組成。由于是新配方，地面工程沒有成熟經驗可借鑒，配制工藝需要提前研制。為了不影響項目進程，地面工程介入到開發方案中，與采油工程研究院反復磋商，確定交聯劑和穩緩劑在后場配制，現場只設必要的存儲設備和注入設備。西部地區為聚合物驅開發，采用PPG+2500萬相對分子質量聚合物，其中PPG也是新型驅油劑，沒有成熟經驗。大慶油田設計院提前取樣，對PPG的溶脹性和懸浮性進行了室內試驗（圖2），確定了分散熟化的時間，確定了配制工藝，即將PPG干粉先期溶解，然后加到聚合物母液中。由于提前介入，縮短了項目時間，節省了工程投資。

圖1 低初黏凝膠配置流程Fig.1 Flow of low initial viscosity gel distribution

圖2 PPG分散熟化流程Fig.2 Flow of PPG dispersion ripening

1.2 技術專家提前進入項目，縮短工作流程

技術專家定期與專業科室溝通，提前進入項目，隨時解決問題。避免因技術路線不確定而耽誤進度，減少設計人員反復設計的工作量。對于技術復雜項目，采取室審、院審分開審查方式；相對簡單的項目，采取室審、院審合并審查，節約時間。這種做法可減少設計人員工作量，縮短規劃設計周期。

1.3 提前進行方案交底，加快整體設計進度

對于技術路線基本確定的方案，院審結束后，即可對基本確定的部分進行預交底，提前開展初步設計。方案經過油田公司審查通過后，進行正式交底，并對變化的部分進行調整，以縮短整體設計周期。

通過以上措施，設計周期大大縮短。截至2020年3月底，已完成區塊68個，占總區塊數的68.69%；基建油水井3 075口，占總井數的61.42%；建成產能101.16×104t，占總建成產能的50.28%。產能方案運行情況匯總見表1。

表1 2020年產能方案運行情況匯總Tab.1 Summary of capacity plan operation condition in 2020

2 “三優一簡”技術

隨著開發難度加大、低產低效區塊增多、效益變差，為達到效益建產，必須加大控制投資的力度，優化簡化工作顯得尤為重要。由表2、表3可以看出，2020年低產低效區塊與2019年相比有所增加，涉及的井數增加了557口，涉及的產能降低了16.4×104t。在投資控制方面，積極應用“三優一簡”［4］技術措施，堅持以效益為中心，持續加強優化簡化，全力保障產能區塊效益開發。通過地上地下一體化優化，在開發順序、布井方式等方面做到有機結合，降低整體項目投資。通過系統優化做好總體布局，處理好年度產能和總體規劃、局部布局和整體布局的關系，做到合理布局，有效銜接。通過能力優化，有效利用已建設施剩余能力，控制新增建設規模。推廣應用簡化的工藝技術、單項設備，減少建設費用和運行成本。

表2 2019年產能效益情況Tab.2 Capacity benefit condition in 2019

表3 2020年產能效益情況Tab.3 Capacity benefit condition in 2020

2.1 地上地下一體化優化

油藏工程、鉆井工程、采油工程、地面工程、生產管理多方結合，進行地上地下一體化優化[5]。通過錯峰開發減少地面建設規模；通過直井、斜井、水平井相結合布置大平臺井，通過減少地面建設管道敷設量，減少工程占地；通過整體優化，大幅降低了項目的整體投資。

南七和南八區三元產能，通過合理安排5個區塊的開發次序（表4），實現能力的有序接替，其與油藏工程充分結合，實現了錯峰開發，原油處理、污水處理、三元液配置注入等工程均有規模核減（表5）。地面工程只新建轉油放水站2座、二元站2座、三元污水站2座，與一次性建成相比，節約建設投資9000萬元。

表4 南七區和南八區三元段塞注入階段安排Tab.4 Injection stage schedule of ASP slug in South 7-8 Block

通過直井、斜井、水平井聯合布置，形成較大的叢式井平臺，節約了占地面積及集輸管道。2020年宋芳屯油田芳50等區塊扶余油層產能建設，該工程基建油井18口，其中新鉆油井14口，代用井4口。油藏工程、鉆井工程、地面工程整體聯動，聯合部署叢式井場、大平臺井場，在基建的18口井中，有2口井為獨立直井，剩余16口井形成5座叢式井平臺。與獨立井相比，地面工程節約集油管道3.85 km、電力線路2.3 km、永久占地0.97×104m2、臨時占地9.0×104m2，合計節省地面投資199.99萬元。供電系統采用一變多井的供電方式，16口油井形成叢式井平臺5座，新建抽油機柱上變電站7座，與單井單變壓器相比，少建設柱上變電站11座，節約投資46萬元。

2.2 系統布局優化

（1）統籌考慮未來幾年的開發安排，采取總體規劃、分步實施方式，按照少建站、多站場合并建大站、立足老站擴建的原則，科學優化站場布局，有效縮減新建站數量及規模。如2020年杏九區丙塊聚驅產能，杏八和九區純油區聚驅產能建設工程共安排基建聚合物驅油井363口，分三年建設，其中2020年杏九區丙塊基建油井134口，2021年杏九區乙塊基建油井108口，2025年杏八區丙塊基建油井121口。本次規劃在區域中心新建聚杏四-I聯轉油放水站（2020年建設一期工程，2025年建設二期工程），與分散建站相比，占地面積減少9 000 m2，節省占地及勞動定員投資720萬元，并減少采暖、道路等公用工程建設投資180萬元。

表5 南七區和南八區錯峰建設優化核減規模Tab.5 Optimization and saving scale of peak shifting construction in South 7-8 Blockm3/d

（2）打破廠界、區域界線，統一規劃，分廠實施。有效控制分廠建設、分管理區域建設而帶來的小規模、零散設的缺點。如永樂油田源142-源20區塊扶余油層產能建設，該產能為新開發致密油區塊，基建油井58口，年產能6.5×104t，歸屬采油八廠（52口）和十廠管轄（6口）。產能區塊北側為八廠永樂油田，距離區塊中心24 km，東側7 km為十廠拉油區塊，拉運距離25 km，西北側為頭臺油田，距離區塊中心約4.5 km。由于產能區塊距離本廠站場遠，將采油八廠52口井、采油十廠6口井的采出液統一進入頭臺油田源141轉油站處理。為方便廠間交接，在頭臺源141轉油站設置計量工藝，在十廠平臺設計量分離器計量產液。充分利用頭臺油田已建站場及設施，少建設中間加熱站4座、拉油點1座、拉油通井路7 km，節省投資1 648萬元。該方案充分利用區域內頭臺油田已建道路，減少道路建設8.1 km，節省建設投資977萬元。

2.3 能力利用優化

大慶油田通過多年建設，已經形成了龐大的地面系統，隨著開發方式和產量結構調整，雖有負荷不均衡的現象，但已建能力還是有相互利用的空間。隨著油田進入高含水后期，要充分利用好已建系統的能力[6]。喇嘛甸油田北西塊聚合物驅產能建設（圖3），共安排基建聚合物驅油井426口，分兩年實施，其中2020年北西塊二區基建油井118口，2021年北西塊二區基建油井308口。該區域涉及5座轉油站、3座放水站、1座聯合站，通過能力核實，取消了喇331轉油站，將該站原管轄的5個計量間48口油井分別調頭至喇400轉油放水站和喇340轉油站。通過核減，節約喇331轉油站維護改造費用1 500萬，節約運行費約210萬元/a，同時解決了因該站腐蝕老化而帶來的安全隱患問題。通過老井調頭，提升了附近兩座站的運行負荷率，其中喇400轉油放水站負荷率由86.6 %提升到93.3%，喇340轉油站負荷率從98.2%提升到109.3%。通過優化運行參數，減少了擴建工程量。該項目涉及到喇401轉油站、喇451轉油站、喇390轉油站三個水驅轉油站，考慮到綜合含水率均在97%以上，且僅僅是放水回摻，所以將“三合一”（分離、緩沖、游離水脫除器）沉降時間由水驅的15 min均轉為按照12 min計算，同時考慮合理安排檢修時機，在基本滿足生產條件下減少擴建3臺“三合一”裝置，節約投資492.95萬元（表6）。

圖3 喇嘛甸油田北西塊聚合物驅產能地面布局優化示意圖Fig.3 Optimization diagram of polymer flooding productivity surface layout in Northwest Block of Lamadian Oilfield

北二西西塊一類油層聚驅后加密產能建設（表7）安排基建220口，其中油井120口，注入井100口，西部地區為聚驅，東部地區為三元復合驅，經過優化設計，除了PPG裝置和低初黏凝膠二元液部分是新建外，其他只進行少量維護改造，全部利用已建設施能力。通過建設一條北十三污水站至2801污水站的聯通管線，長1.8 km，調水0.81×104m3/d，避免了北十三污水站的擴建，節約投資678萬元，同時增加了該地區調水靈活性，提高了2801污水站負荷率，該站負荷率由原來的76%上升到88%。

表6 站場剩余能力的合理有效利用Tab.6 Effective utilization of station surplus capacity

表7 北二西西塊一類油層聚驅后加密產能建設涉及站場能力統計Tab.7 Statistics of station capacity involved in infill production capacity construction after polymer flooding in the first class reservoir of the west of North 2 West Block

2.4 工藝技術簡化

推廣應用簡化的工藝技術、簡化配置的單項設備，降低建設費用和運行成本。針對老區低產井產油，結合功圖法量油[7]，大力推廣簡化的集油工藝。具體做法是將計量間改為集油閥組，如在東部過渡帶產能中，中508和中514地區新建的5座閥組均采用此種方式建設，涉及到38座平臺121口油井。與計量間相比，每座閥組節省投資10萬元。

最近幾年，大平臺井的布置為地面集油工藝簡化的實施提供了可能。尤其對于外圍油田低產井，采用活動洗井車洗井、功圖法量油等措施，解決了單井計量和洗井的問題。在此前提下，可將每個平臺視為一口單井，在水力、熱力計算允許的條件下，只考慮摻水集油即可。為了降低摻水對平臺井的干擾，將平臺分組，分別設置摻水管線。例如葡47區塊產能建設中，3號環有4個平臺25口油井，轄油井25口，采用分開摻水統一集油方式，提高了單環轄井數。

3 結束語

2020年產能已完成方案的區塊，通過應用“三優一簡”等技術措施，共計節省地面建設投資2.4億元，節省年運行費用2 100萬元。從今年完成的31個區塊統計來看，無論是地面投資還是整體投資都有所降低，說明降投資措施效果顯著。通過優化簡化，使低效區塊得以有效動用[8]，這部分涉及產能的14個區塊，油水井數853口，建成產能36.1×104t，其完成產能數占目前統計總數的26%，這為保持及完成本年度產量起到了很大作用。