LDX油田產能釋放分析研究

崔云輝(中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津 300459)

1 背景介紹

標準化設計和建造可實現海上各平臺設施以“搭積木”式擴建，有力推進了海上油田高效開發[1]。基于此理念，也為海上石油平臺的生產工藝優化改造提供了可能。油氣集輸系統是由油氣集輸工藝流程中物流流經的裝置、設備、管網等構成的流程網絡[2]。產能建設地面規模的優化，歸根結底取決于地下地上的綜合優化，特別是對產量和穩產期的預測，是確定地面規模的依據[3]。

根據LDX-3項目對LDX至LDZ混輸海管的最新校核結果，海管入口最大操作壓力為3 273 kPaA，解除了之前海管入口最大操作壓力的瓶頸限制，具備了海管提壓進行產能釋放的條件。

對于一個集輸系統來說，由于各設施和管線大小長度已定，在不對其進行改造的條件下，運行費用中可變參數直接決定其成本費用的大小[4]。LDX原油流程所涉及的設備主要有：計量分離器(V-1310)、原油電加熱器(EH-2010)、多相流量計(MFM-2020)。三臺設備的設計壓力均為2 500 kPaG。

如果對流程提壓，當壓力接近設計壓力時，需要對電加熱器及多相流量計隔離，原油走旁通流程，根據實際生產狀況，隔離電加熱器及多相流量計不會影響流程正常運行，但是多相流量計的旁通流程為6”(φ150.2 mm)管線，會產生一定的限流；提壓后，計量分離器可能無法進行油井計量。

工藝管線：原油流程工藝管線壓力等級最低的位置在計量分離器前后，管線為300 LB，對應設計壓力為5 MPa，理論上可以滿足流程提壓需求。

工藝流程瓶頸匯總：(1)提壓后，電加熱器及多相流量計需隔離，原油走旁通流程，但是多相流量計的旁通為6”(φ150.2 mm)，會產生一定的限流。(2)提壓后，計量分離器可能無法進行油井計量。(3)提壓后，由于閉排泵揚程限制，將影響閉排泵轉液至原油流程。

2 產能釋放方案分析

根據以上生產流程及儀表設備現狀分析，可以將LDX油田產能釋放分兩步走。

第一步：初步提壓，由于LDX閉排泵的最大揚程為224 m(2.24 kPa)，受此壓力限制，將初步提壓壓力控制到2 200 kPa，即電加熱器入口壓力不超過2 200 kPa。

此時流程設備及儀表附件均滿足使用需求，流程不需要做出改變。

第二步：進一步提壓，電加熱器入口壓力超過2 200 kPa。

進一步提壓的前提是更換閉排泵，解決閉排泵轉液的問題。在此基礎上，還需要：(1)隔離電加熱器、多相流量計，原油走旁通流程；(2)計量分離器隔離停運，無法進行油井計量；(3)電加熱器入口、海管入口的壓力信號需要修改關斷值。

做完上述工作后，可以根據油藏建議，繼續進行油井提頻或啟動油井。

方案選擇：為確保流程的安全可靠運行，并考慮到油井計量的需要，第二步提壓措施目前暫時不具備實施條件，因此現階段將LDX油田的產能釋放方案鎖定在“第一步”。

3 產能釋放實施過程(初步提壓)

3.1 準備工作

(1)梳理LDX油田原油系統流程管線的歷次腐蝕檢測報告：通過梳理腐蝕檢測報告，原油系統管線狀況良好。2019年第二次腐蝕檢測顯示掛片點位的腐蝕速率均低于0.025 mm/a，為低度腐蝕[1]。

(2)對原油系統流程管線進行超聲波測厚：3月19日LDX生產人員對生產流程管線部分位置進行超聲波測厚，未發現明顯薄弱位置。

(3)對計量分離器、電加熱器及多相流量進行隔離檢查，確認是否能夠實現有效隔離：經過現場檢查確認，可以有效隔離。

3.2 實施步驟

依據LDX油田產能釋放方案，在實際操作中，初步提壓分解為三個階段實行。

(1)初步提壓第一階段：油井放產、新井投產。3月23日依據產能釋放方案對LDX油田進行初步提壓，提壓措施為：LDX-A7d井擴一級油嘴生產、LDX-A11d井定壓放氣閥開半圈，調整井LDX-A20S1井投產。初步提壓生產穩定后，產能釋放效果明顯。3月23日對LDX油田初步提壓后，增加液量218.55 m3/d、增加氣量18 929 m3/d的情況下，LDX電加熱器、海管入口壓力均上漲約120 kPa，仍有一定的提壓空間。

(2)初步提壓第二階段：LDX-A1H、LDX-A12井恢復生產、LDX-A20S1井放產。按照產液恢復計劃，3月30日LDX-A12井啟泵生產，4月1日LDX-A1H井啟泵生產，兩口井恢復生產后，合計增加液量563.4 m3/d，增油28.68 m3/d，增加產氣1 005 m3/d。4月8日LDXA20S1井開定壓放氣閥1/2圈，增油21.92 m3/d。LDX加熱器入口壓力上漲130 kPa，海管壓力上漲30 kPa，仍有一定的提壓空間[2]。

(3)初步提壓第三階段：LDX-A3S1新井投產。4月15日LDX-A3S1井投產，LDX油田增油207.36 m3/d，增氣7 584 m3/d，LDX電加熱器入口壓力上漲100 kPa、海管入口壓力上漲90 kPa，計量分離器壓力上漲160 kPa，是否有提壓空間需進一步評估。

初步提壓第三階段后LDX油田剩余提壓空間分析。

如表1所示，4月15日對LDX油田初步提壓后，LDX油田電加熱器、油氣混輸海管、計量分離器、閉排等設備目前均能滿足流程安全運轉需要。

表1 4月15日提壓后流程瓶頸節點壓力比對

4 剩余提壓空間預測

目前工況下，LDX油田的電加熱器、混輸海管具有一定的提壓空間，但是計量分離器設計壓力與操作壓力差值接近290 kPa，LDX閉排與生產管匯壓力差值接近180 kPa，受計量分離器安全閥可靠性及閉排泵泵效的影響，繼續提壓的可行性需要進一步評估[3]。

4.1 剩余提壓空間評估依據

對LDX油田提壓后流程壓力的變化主要采用歸納法與反推法進行估算。歸納法是指根據LDX油田近期油田產量、氣液比、海管壓力的相關數據進行歸納，若有一定的線性關系，則可依據該經驗公式進行推測LDX-A06、LDX-A18井投產后流程壓力數值。依據達西定律，在理想狀態下，管道流量、壓差成線性關系，若歸納出LDX油田的產量、氣液比、流程壓力等相關數據成線性關系，則可利用歸納的線性關系推測流程壓力的上升空間。

4.2 對LDX油田產量、流程壓力進行歸納

如圖1所示，分析LDX油田2020年3月1日至今的產量、氣液比、海管壓力等關系曲線，可以看出，海管壓力與氣液比及輸氣量之間均有對應函數關系，根據氣液比的定義可以推出海管壓力與產氣量應該呈二次函數關系，為了簡便運算，在一定區間，氣液比變化幅度較小，可以認為其為常量，因此海管壓力與產氣量近似呈線性關系，據此使用內插法可以對LDX油田LDX-A06、LDX-A18井投產后流程壓力進行估算[4]。

圖1 產能及壓力趨勢圖

4.3 提壓后流程壓力估算

依據上述假設條件及函數關系，對不同投產模式下的流程壓力進行估算，繪制數據模擬曲線，如圖2所示。

圖2 海管壓力擬合趨勢圖

由表2可知，在A06井與A18井多種組合生產形式中，各項流程壓力均低于設計壓力，滿足流程運行需要。考慮到經驗公式的不準確，實際運行壓力有可能大于該估算值，LDX油田進一步提壓的空間極其有限。

表2 提產預測統計表

5 結語

本文以LDX油田產能釋放瓶頸的解決為目標，通過分析現有流程狀況與設計限值，制定了基于現場實際的分步提壓放產策略，初步提壓后LDX產能釋放明顯，增液量989 m3/d，增氣量27 750 m3/d，達到了預期效果，油田流程工況滿足安全運行要求。同時，采用歸納法與內插擬合法，對剩余提壓放產潛力進行了評價，達到了預定目的。