蘇北工區提高集輸系統運行效率實踐與效果分析

梁 珀，林 偉，關榮亮，李慶剛，張 磊

（1.中國石化華東油氣分公司泰州采油廠，江蘇泰州 225300；2.中國石油渤海鉆探第三鉆井工程分公司，天津 300280；3.中國石油大慶鉆探工程公司鉆井一公司，黑龍江大慶 163458；4.中國石油大慶油田有限責任公司開發事業部，黑龍江大慶 163458）

1 生產概況

蘇北工區地處長江三角洲，主體部位在蘇北平原，地跨江蘇省東臺、金湖、海安等6 個地市的11 個縣（區）。按地質區域劃分，則分屬于蘇北—南黃海新生代盆地東臺坳陷的溱潼、金湖、海安凹陷，其中主力產區位于溱潼凹陷，地質儲量和產量分別占蘇北工區的70%和90%以上。溱潼凹陷集輸流程以雙管摻水流程為主，同時有不加熱冷輸流程、單井拉油等集輸方式，共有聯合站2 座，中轉站4 座。海安凹陷集輸流程有單管伴熱、雙管摻水和單井拉油三種方式，設有中轉站1 座。金湖凹陷集輸流程以雙管摻水流程為主，部分井采用單點拉油的方式倒運。

近年來，溱潼凹陷西斜坡阜三段發現了多個有利構造帶，成為蘇北工區增儲上產的主產區。加之部分老區含水上升，提液生產，油田產液量和產油量不斷增大。2015 年至2019 年，油田產液量由67.11×104t上升至83.32×104t，產油量由33.52×104t上升至45.45×104t。隨著處理量的不斷增加，原地面集輸系統不能滿足油田生產的需要，需進一步提升地面集輸系統適應性，滿足增儲上產的需要。同時，提高地面集輸系統運行效率，也是油田進一步壓縮成本，應對油價持續低迷的重要舉措。

影響蘇北工區集輸效率的主要因素主要包括：

（1）集輸管網不完善，導致管輸效率低，主要表現在單井拉油點多和集輸管網布設不合理；

（2）集輸流程工藝落后，能耗高。以雙管摻水流程和單管電保溫為主的集輸工藝，存在能耗高、集輸系統負荷大等問題；

（3）設備老化或不合理，導致集輸系統適應性差；

（4）自動化程度低。

采用SPSS20.0統計軟件進行數據分析。計量數據以M(P25，P75)表示，組間比較采用非參數檢驗；計數數據的組間比較采用χ2檢驗或Fisher精確檢驗。采用單因素Cox比例風險回歸模型篩選與預后相關的危險因素。采用Kaplan-Meier法繪制不同組別患者的生存曲線并行log-rank檢驗。P<0.05為差異具有統計學意義。

2 提高集輸系統運行效率措施

2.1 擴大集輸管網

2018—2019 年，建成草舍至洲城集輸管線和廣山至臺南集輸管線，溱潼凹陷油井96%以上產液量進洲城聯合站集中處理、銷售。這兩條集輸管線的投運，進一步完善了溱潼凹陷集輸管網，實現了原油集中銷售，撤銷了原油銷售點1個，減少了車船拉油點4個。

2.2 實施單管加熱集輸流程改造

為提高生產管理效率，降低能耗，充分利用井口套管氣資源和站區三相分離器分離的伴生天然氣資源，先后在帥垛、北漢莊、海安等班站開展單管加熱集輸技術試驗與推廣應用，將摻水管線改為天然氣輸送管線，在選定井場安裝全自動燃氣熱水爐對產出液進行加溫，并通過原輸油管線輸送至集輸站進行處理。帥垛東線技改前后對比發現，應用單管加熱集輸技術后，集輸流程運行效率提高65%。該流程已推廣至南華201、吉溝、陳8、倉西3 等產建區塊。

2.3 實施天然氣回收

近年來，新區產建區塊主要集中在溱潼凹陷西斜坡阜三段油藏，伴生氣較為豐富。為充分利用伴生氣，在套管環形空間出口安裝止回閥或定壓排氣閥，將相對壓力較高的套管氣泄放至輸氣管線中，充分利用了套管氣資源，同時避免了環境污染［6］（圖1）。目前已在帥垛、南華、倉西3 等100 余口井實施套管氣回收。

圖1 套管氣回收井口

北漢莊和西邊城班站油井伴生氣豐富，多余天然氣通過天燈燃燒，造成大量能源浪費。而帥垛班站和洲城班站天然氣不足，鍋爐燃料以原油為主，能耗較大。為解決班站間能源分布不平衡的問題，2019—2020年繼續擴大天然氣回收工程。2019年，在西邊城中轉站增加天然氣壓縮機，將天然氣壓縮進輸油管線，進入洲城聯合站后經三相分離器分離后供鍋爐燃燒。2020 年，建成陳5 閥池至蔡2 區塊天然氣管線，將西邊城班站富余天然氣分流至蔡2區塊，為蔡堡線改單管提供了條件。通過擴大天然氣回收工程，洲城鍋爐停燒原油，年節約鍋爐用油超500 t。

2.4 提高脫水效率

通過各種手段，提高脫水效率，在每一級中轉站將含水率降至最低。

（1）在北漢莊、西邊城、洲城三相分離器前應用低溫破乳劑，提高脫水速度；

（2）優化流程。在北漢莊中轉站，針對本區塊CO2含量高的問題，將產出液進一級三相分離器脫氣、脫水后串聯至下一級三相分離器與其他區塊產液集中處理，滿足所有區塊產出液處理要求；

（3）升級設備。在洲城和西邊城站區各增加三相分離器1 臺，保證了北漢莊、西邊城、洲城三個站區三相分離器出油含水均在5%以下。滿足了北漢莊注污水的需要，西邊城送往洲城的水量也減少200 m3/d，減輕了混輸泵的運行壓力和能耗，同時降低了洲城站脫水工作量。

2.5 優化混輸泵類型

帥垛中轉站混輸泵原先為離心泵，泵效低，耗電量高。更換為螺桿泵，泵效提高，年節電約30×104kW?h。同時，根據帥垛產液情況，摸索混輸泵的運行規律，改自動運行為手動運行，膠筒的使用壽命延長了3倍以上。

在倉1 和陳2-1 流程增壓點試驗柱塞式混輸泵，可以實現高含氣量產出液的輸送，不會因流程含氣量高造成膠筒干磨脫落。投運以來，運行平穩，解決了倉西3 區塊投產后流程氣液比增大造成運行不平穩、泵效低等問題。

2.6 優化井場布局

新區產建過程中，施行地質工程一體化理念，更加注重油藏-井筒-地面相結合，從設計入手，優化井場布局，保障了新區地面集輸系統高效率運行。在南華201、倉西3等區塊采用地質工程一體化理念建井，較常規思路，流程長度減少35%。

2.7 解決低液量井管輸問題

油區內的部分井處在管線末端，且液量較小，流速低，溫降快，采用單管集輸流程管輸困難。按照以往思路，只能進行單井拉油，效率低下。通過采用注水流程向油流程內摻水，提高流速的方法解決了該類問題。具體做法是，將注水流程與油流程相連，中間加流量計和安全閥，流量計用于計量摻水量，安全閥用于緊急泄壓，防止油流程超壓。通過向油流程內摻水，解決了管線內流速低、易堵管線的問題。該方法解決了4 處因液量低，無法管輸的問題。該方法有兩種運行模式，一種是不間斷摻水，以保證管線內最低流速；一種是間歇摻水，主要用于定期向管線內增加水量經加熱爐升溫后起到清洗管線的作用。

2.8 深化信息化應用

蘇北工區注重集輸系統信息化建設，大幅提升了集輸系統的運行效率，降低了人工巡線勞動強度及管線外力破壞頻次。

（1）管線建設引進光纖伴隨技術，可以實時監測管線的運行狀態，對管線附近的震動等實時報警；

（2）風光一體監控系統。管線沿途設置風光一體監控系統，可實時觀察管線及閥組周邊狀況；

（3）全自動燃氣熱水爐。中控室可遠程監控熱水爐的各種運行數據并進行遠程控制，達到最佳運行工況。

（4）聯合站內完善了視頻監控系統、參數監控及報警、周界報警系統等，有效降低了人員勞動強度。

3 效果分析

3.1 提高了勞動效率

通過擴大集輸管網、推廣信息化建設、完善集輸系統等措施，減輕了人工放油、大罐脫水、人工巡查等工作量，提高了員工勞動效率。2015 至2019年，在產油量和油井數大幅度增加的情況下，集輸相關人數下降31%。

3.2 提高了系統效率

通過創新單管集輸技術、天然氣回收、降低管線含水率、優化井場布局等措施，年回收利用天然氣近400×104m3，節約原油500 t以上，節約用電80×104kW?h，年節約成本約1 200萬元。

3.3 強化了生產保障

通過雙管摻水流程改單管加熱集輸流程，停用摻水，降低了管線因結垢、腐蝕等原因造成的堵塞、穿孔等風險。信息化技術的推廣應用，加強了對管線運行狀況的監控，使管線在更精準科學的參數下運行，避免管線堵塞；風光一體化監控及光纖伴隨技術的應用強化了對管線周邊狀況的監控，及時掌握異常情況。2016 年至2019 年，每年發生的堵塞、破壞泄露事件逐年降低，2016 年為6 起，2017 年為4起，近兩年未發生該類事件。

4 結論

針對蘇北工區生產狀況，實施了擴大集輸管網等8 項提高地面集輸系統運行效率的措施，滿足了蘇北工區增儲上產和降本增效的生產需要，提高了勞動效率，節約了生產成本，降低了安全風險，有效地提升了蘇北工區地面集輸系統對增儲上產的適應性。