月东油田燃料系统的节能优化

刘茜 胜利石油管理局科技处

滩海油田燃料系统常用的燃料有原油、柴油和伴生气，为了降低生产运行费用，通常优先选用伴生气作为燃料。合理地利用伴生气为燃料不仅可以将伴生气转化为油田的产能，提升油田的经济效益，还能节约能源、保护环境。本文以月东滩海油田为例，论述滩海油田燃料系统合理利用伴生气的节能优化措施。

月东油田位于渤海辽东湾北端，油田海上工程包括4座人工岛，其中B岛为中心岛，其余A、C、D岛为卫星岛，月东油田油气集输管网见图1。各岛之间相距约1~2km，分布有油井和水源井。油井常规生产1年后转入蒸汽吞吐开发，所产原油属于成熟稠变油（即原油密度大而黏度相对较低），原油伴生气较少。

图1 月东油田油气集输管网

月东油田距岸较近，陆地有辽河油田可依托，油气集输系统采用半海半陆式地面工程方案，即在海上进行油气分离，含水原油经外输泵增压后通过海底管线输送上岸处理。因伴生气量较小，不能成规模生产，若外输上岸，投资较高，很不经济。因此，伴生气除用作该油田燃料系统的燃料外，其余在海上放空烧掉。为最大限度地利用伴生气资源，降低燃料系统能耗并减少工程投资，结合集输系统对各岛燃料系统的设置采取了多项优化措施。

1 系统总体布局优化

生产采用蒸汽吞吐开发方案，燃料需求量大。根据油井数量及生产负荷的不同，各岛设置了不同规格的热媒炉及注汽锅炉，即使在产量最高的年份各岛伴生气产量也不能满足自身需求。因此，燃料系统总体布局是在中心岛B岛集中分气作为燃料供应，或者各岛分别分气作为各自的燃料供应。

B岛集中分气仅需在B岛设置两相分离器及火炬，其他各卫星岛的油气采用密闭流程并利用井口回压经海底管线输送至B岛。若各卫星岛分别分气，需要在各岛均设置两相分离器和火炬，并且分气后的含水原油需要泵外输，整个工程投资和能耗会大大增加。综合对比得出在B岛集中分气投资较小，管理工作量较少，并且通过计算可以得出各岛井口回压均可控制在1.5MPa以内，能够满足正常外输生产需要。因此采用在中心岛B岛集中分气，分出的天然气作为B岛燃料；同时，在B岛设置燃料油处理系统作为气源不足时的补充。根据月东油田开发指标预测，前6年伴生气量可满足B岛全部燃料需求，多余部分排放至火炬放空燃烧。随着产量的递减，启动燃料油处理系统作为燃料的补充。

其余各岛分别设置燃料油分离器，对少量原油进行净化处理，作为热媒炉及注汽锅炉的燃料。

2 系统的优化措施

2.1 中心岛燃料系统

B岛井口区生产的油气与A、C、D各岛混输来油气混合后，根据生产需要，除部分油气混合物进入燃料油处理系统外，其余输送至生产分离器进行油、气二相分离。天然气去燃料气系统作为燃料供应，多余部分进入火炬放空燃烧，含水原油进入分离缓冲罐经外输泵增压后外输。当伴生气产量不能满足B岛的燃料需求时，由燃料油分离器分出的净化原油作为燃料补充，其工艺流程见图2。

图2 B岛工艺流程

B岛设有2台注汽锅炉和3台热媒炉，每台注汽锅炉消耗伴生气量2.61×104m3/d，每台热媒炉消耗伴生气量0.89×104m3/d。为了最大限度地利用伴生气，不同燃料的供应根据各岛燃料需求量及不同年份伴生气的产量进行如下分配，见表1。

表1 B岛不同燃料供应分配情况

2.2 卫星岛燃料系统

由于A、C、D各卫星岛的油气均输送至中心岛B岛集中分气，因此各卫星岛不再以伴生气为燃料。各卫星岛设置燃料油处理系统，以原油作为燃料供应。各岛生产的少量油气分别进入该岛设置的燃料油分离器，燃料油分离器分出的原油经净化后为注汽锅炉和热媒炉等提供燃料，分出的极少量的伴生气冷放处理。多余油气采用密闭流程并利用井口回压经海底管线混输至中心岛B岛，其工艺流程见图3。

3 效益评价

图3 A、C、D岛工艺流程

月东滩海油田在油气生产过程中，产生的大部分伴生气作为热媒炉和注汽锅炉燃料，节约了能源，保护了环境。按照表1中不同燃料供应的分配情况，15年的开发周期内燃料系统共消耗伴生气量2.36×109m3。如果仅以原油为燃料，根据热值计算15年的开发周期内燃料系统需要多消耗17×104t原油。对月东油田的燃料系统采取优化措施后，平均每天节约原油约38.1t，原油价格按90美元/桶计算，每天直接产生经济效益约15.0万元人民币。

4 结论

月东油田燃料系统是依据各岛生产负荷及伴生气产量并结合集输系统开发方案进行综合优化的系统，采用卫星岛与中心岛相结合的生产工艺，卫星岛采用独立的燃料油处理系统，中心岛以燃料气为主，燃料油作为补充。

月东油田燃料系统通过优化可充分利用伴生气资源，减少了各卫星岛的生产设施。卫星岛油气采用密闭流程并利用井口回压外输至中心岛，减少了管理工作量及生产运行费用，降低了能耗和工程投资，提高了经济效益，为滩海油田燃料系统节能降耗措施的优化提供借鉴。