采油廠油氣集輸管控體系的構建與應用

王湘萍（大慶油田有限責任公司第二采油廠）

采油廠油氣集輸系統是油田開發生產系統的重要環節，是油田地面工程工藝技術的核心，以油田油氣集輸系統為主體的地面工程管理好壞，直接影響油田開發的水平和效益[1-3]。隨著近幾年油氣集輸系統通過對老油田地面工藝流程的不斷調整和完善，以及集輸新工藝、新技術、新設備的應用，對油田開發生產的可靠性和油田的開發效益起到了十分重要的作用，系統優化管理明顯，系統單耗逐年下降，但是油田經過40多年的開發，油田聯合站作為油田原油集輸和處理的中樞，存在設備管網日趨老化，設計工況和現實不匹配，載荷過低現象普遍存在，安全隱患顯現等問題突出。

1 油氣集輸管控體系

油氣集輸管控體系是指利用先進的油氣地面工藝技術建立的一體化集約高效油氣集輸管控系統，把分散的油井所生產的石油、伴生天然氣和其它產品集中起來，經過必要的處理、初加工，將合格的石油和天然氣分別輸送到外部用戶的工藝全過程[4-5]。主要包括氣液分離、油水分離、油氣計量、原油脫水、采出水處理、天然氣凈化、原油穩定、輕烴回收等工藝，以管理創新為平臺，技術革新為手段，進一步優化油氣集輸工藝，提高油氣水處理運行效率，提升站場管理工作水平，確保油氣集輸系統安全、高效、平穩。

2 體系架構

2.1 功能定位

為充分發揮油氣集輸管控體系對油公司體制機制建設的支撐作用，經過深入研究，廣泛論證，確定了油氣集輸管控體系三級架構，實現三級聯動、上下貫通、層層穿透。油田分公司級主要抓好整體系統優化和調整、采油廠級抓好實施管控、油氣集輸管控中心主要抓好能效優化和運行。

2.2 管控體系建立的原則

油氣集輸管控體系的建立應遵守以下原則：

1）簡化油氣水處理工藝流程原則[6-7]。采出水處理就地分離、就地處理，原油就近進入聯合站，聯合站就近接入油田輸油主干線，減少輸送里程。

2）最佳經濟運行原則。關停部分低負荷聯合站、接轉站，提升在用荷聯合站、接轉站負荷率，減少原油在油氣集輸系統中的停留時間，減少熱損耗和溫降。

3）降低地面站庫風險原則。合理優化管網輸送能力和實際輸送匹配，消除部分管網輸送能力過剩、外輸距離過長、管徑過大等問題，減少管網里程和地面站庫，降低地面站庫安全生產風險。

4）節能減排原則[8-9]。將油氣集輸大循環變為小循環，長流程變短流程，砍掉冗余的長鏈條的油水處理工藝流程，簡裝置、短流程、撬裝化，原油處理由分布式變集中式、管網運輸由長輸變短接、采出水回注由遠調變近注，建立集約高效的集輸管控體系，實現油氣集輸系統節能降耗的目的[10]。

2.3 功能模塊

油氣集輸管控體系主要包括地面工程建設規劃、地面工程項目管理和項目運行管理3個子模塊，12個環節，42項業務功能。

2.3.1 地面工程建設規劃

地面工程建設規劃子模塊中分4個環節，15個工作項目，每個項目制定工作程序，確定主體組織單位，每個環節制定工作標準與工作目標，通過分環節、分目標實施實施確保地面工程建設目標的實現。地面工程建設規劃是一項專業的系統工程，是一套從系統規劃、選項、立項到設計的科學嚴格的工作程序。它是油氣集輸管理的源頭，規劃的系統性及前瞻性、選項的準確性、可研報告的深入程度與設計的適應性決定了建成后的站場管理是否安全、平穩、經濟、高效。

系統規劃是在油氣集輸系統充分調查研究的基礎上，結合油藏工程、采油工程，根據油田開發分階段的具體要求統籌規劃，拿出中長期的整體規劃，從中提煉出具體的新、改、擴建項目，分步實施，貫徹系統規劃的意圖。

項目選定后，首先進行項目前期準備，組織現場踏勘和基礎資料收集，理清項目思路，組織有關人員對新（擴）建項目進行初步思路進行討論與研究，確定大體方向，編制初審方案，組織專業組成員對設計規劃方案進行初步審查，通過廣泛討論與交流，整合相關意見和建議，形成初審意見，將修改后的初審方案提交專家組進行綜合評審，對方案最終完善提供科學權威的意見與建議。

項目建議后是工程項目的具體化，是項目得以成立的書面文本，其主要申述項目應對申報的理由和主要依據，油田建設需求，生產建設條件及簡單經濟效益與社會效益，可行性研究報告給項目決策提供依據，在項目建議書審查通過后，組織各方面專家和實際工作者對項目進行科學的詳細論證，報告規定了項目的主要內容及其標準，充分論證項目建設必要性、技術先進性和經濟合理性，最后完成項目評估與審批。

接到項目任務書后，設計單位須先深入現場進行認真調查與勘察測量，然后進行設計，需要變更設計的，應辦理相關設計變更手續，按要求完成項目初步設計與施工圖設計，同時編制施工藍圖預算。

2.3.2 地面工程項目管理

地面工程項目管理模塊中分4個環節，19個工作項目，每個項目制定工作程序，確定主體組織單位，每個環節制定工作標準與工作目標，通過分環節、分目標實施確保地面工程項目管理目標實現。工程項目管理是按客觀經濟規律對工程項目建設全過程進行有效地計劃、組織、控制、協調的系統管理工作活動。從內容上看，它是工程項目建設全過程的管理，即從項目建議書、可行性研究設計、工程設計、工程施工到竣工投產全過程的管理。從性質上看，項目管理是固定資產投資管理的微觀基礎、其性質屬于投資管理范疇。工程項目建設是利用投資完成具有一定生產能力或使用功能的建筑產品的過程，是國民經濟發展計劃的具體化，是固定資產再生產的一種具體形式，它通過項目的建成投產使墊付出去的資金回收并獲得增值。地面工程項目管理是指在有限的資源約束下，運用系統的觀點、方法和理論，對項目涉及的全部工作進行有效地管理。即從項目的投資決策開始到項目結束的全過程進行計劃、組織、指揮、協調、控制和評價，以確保地面工程項目按合同約定的安全、質量、工期、投資等控制目標的實現。

項目管理總體職責是通過組織協調、調整控制、檢查驗收，確保工程項目按合同約定的安全、質量、工期、投資等控制目標的實現，項目前期工作職責是貫徹落實相關文件政策，做好方案設計的審核、變更、技術把關和論證工作，對工程材料的優選、采購及進入現場安裝前的質量驗收把關。

2.3.3 地面工程項目運行管理

地面工程項目運行管理模塊中分4個環節，8個工作項目，每個項目制定工作程序，確定主體組織單位，每個環節制定工作標準與工作目標，通過分環節、分目標實施確保地面工程項目運行管理目標實現，達到油氣集輸工程優質、高效、綠色、低碳、環保運行的目的。

3 應用情況及應用效果

3.1 應用情況

該油氣集輸管控體系于2021年在某油田某采油廠投入現場應用。該采油廠經過40多年的開發建設，油氣地面系統點多、線長、面廣，現有油井2 980口，水井913口，建成計量站145座、接轉站7座、5座聯合站和5座采出水處理站，全廠輸油管線里程長達345 km，年生產原油211×104t，日采出液達13×104m3，形成了完善而龐大的地面工程系統。目前，采油廠5座聯合站均有富余，實際處理量均遠低于設計能力，5座聯合站的平均原油處理負荷率51%，有的甚至不足20%，導致原油在系統中停留時間長、溫度降幅大、熱損耗大，偏離了聯合站最經濟運行工況。管網輸送也存在能力過剩問題。采油廠北部油區原油外輸距離遠、管徑大，由于管網輸送能力和實際輸送量不匹配，為保證管線正常輸送，普遍需要二次加熱或采出水伴輸。

通過實施采油廠油氣集輸管控體系的建立與應用，對原地面油氣集輸系統進行優化簡化和重新規劃，實施停運了采油廠聯合站2座，接轉站2座、計量站30座、減少油水管線28條共計194 km，偏遠區塊的接轉站實行升級改造，采出水就地分離、就地處理，原油就近進入兄弟單位的聯合站，聯合站就近接入油田原油庫輸油干線，減少液量輸送里程，降低系統能耗。采油廠油氣集輸管控體系應用前后能耗對比見表1。

表1 采油廠油氣集輸管控體系應用前后能耗對比Tab.1 Comparison of energy consumption before and after the application of oil and gas gathering and transportation management and control system in oil production plant

通過實施采油廠油氣集輸管控體系的建立與應用，采油廠油氣集輸系統聯合站負荷率提升39%，變壓器容量下降了4 380 kVA，油氣集輸系統效率由原來的30.8%提升到56.7%，上升了25.9%，油氣集輸系統日耗電減少了21.9×104kWh，日耗氣量減少了2 164 m3，能源日消耗量降低了50%，人員優化減少了40%，節能增效效果明顯。

3.2 應用效果評價分析

1）油氣集輸流程由長變短，實現了工藝流程簡短化。通過實施采油廠油氣集輸管控體系的建立與應用，對原地面油氣集輸系統進行優化簡化和重新規劃，根據新規劃，實施停運了采油廠聯合站2座，接轉站2座、計量站30座、減少油水管線28條共計194 km，偏遠區塊的接轉站實行升級改造，采出水就地分離、就地處理，原油就近進入兄弟單位的聯合站，聯合站就近接入油田原油庫輸油干線，減少液量輸送里程，降低系統能耗。

2）節能減排效果明顯，油氣集輸系統運行效率得到極大提升。實施采油廠油氣集輸管控體系的建立與應用后，系統日耗量減少21.9×104kWh，則年實現節電為7 993.5×104kWh。若每千瓦時按0.623 1元價格計算，則每年可產生直接節電效益為1 846.5萬元。

油氣集輸系統日耗氣量減少2 164 m3，則每年可節省天然氣為78.986×104m3，每立方米天然氣按原4.6元節能效益計算，則每年可節省燃料費用為363.3萬元。

上述兩項合計，則每年可產生直接節能效益為2 209.8萬元。

3）變壓器減器效益。實施采油廠油氣集輸管控體系的建立與應用后，采油廠油氣集輸系統變壓器容量減少了4 380 kVA，按變壓器每月容量費用15元計算，則每年可產生變壓器減容量費用為6.57萬元。

4 結束語

實踐證明，開展油氣集輸管控體系建設是建設現代化企業制度，提升油田生產經營質量，加強油氣集輸系統能源管理工作一種創新管理模式，具有良好的節能減排效果。該油氣集輸管控體系地面工程建設規劃、地面工程項目管理和項目運行管理3個子模塊，12個環節，42項業務功能完全能滿足油田油氣集輸管控工作需要。它的應用建立起了油田集約高效的集輸管控體系，實現地面工程流程簡化優化，大循環變為小循環，長流程變短流程，簡裝置、短流程、撬裝化，原油處理由分布式變集中式、管網運輸由長輸變短接、采出水回注由遠調變近注，促進了采油廠油氣集輸管理模式轉變，實現了消除部分管網輸送能力剩、外輸距離過長、管徑過大等問題，減少管網里程和地面站庫，降低地面站庫安全生產風險，實現了油藏經營價值最大化，具有良好的推廣應用價值。