系统优化调整助力老油田提质增效

2019-01-23

油气与新能源 2019年1期

（大庆油田工程有限公司）

0 引言

喇南中块区域是喇嘛甸油田建成较早的老油田之一，其地面系统自1973年投入开发建设以来，经过多次新建、改建、扩建，大部分站场及系统已经运行近 20年，少部分站场及系统已经运行超过了35年，地面设施腐蚀、老化严重，安全隐患日益突出，站库系统布局不合理，各系统负荷不均衡，部分站场工艺不完善。

针对老油田地面系统存在的诸多问题，通过分析现有系统的布局、规模、运行负荷、综合能耗等，结合老油田未来开发趋势进行优化调整，明确系统优化方向，确定合理的布局模式［1］。经过优化，形成“三优一简”的新布局模式，即优化系统平面布局、优化设计参数、优化系统能力、简化工艺，最终实现老油田高含水后期地面系统负荷均衡、站库低能耗、低成本运行。

1 地面系统存在的问题

1.1 站库布局不合理、各系统负荷不均衡

1.1.1 脱水站一段负荷不均衡、二段负荷率偏低

图1 喇南中块区域脱水站分布示意

喇南中块区域建有3座脱水站，以喇一联合站为中心，分布在3.0 km范围内（如图1所示）。3座站一段游离水脱除设计总能力为14.45×104t/d，实际运行负荷为 8.04×104t/d，运行负荷率为55.64%，但是其表现为负荷不均衡，其中喇一联合站负荷率偏高、喇I-2联合站负荷率偏低。二段电脱水负荷率偏低，平均为 39.2%。喇南中块区域脱水站负荷情况如表1所示。

1.1.2 污水系统能力不均衡

喇南中块区域已建有水驱、聚驱污水站6座（水驱 4座、聚驱 2座，如图 2所示），总设计能力为15.7×104t/d，负荷率为68.8%，整体负荷合理，但是喇一联合站的2座污水站负荷率均约在50%，负荷率偏低。喇南中块区域污水站负荷情况如表2所示。

表1 喇南中块区域脱水站负荷情况现状

表2 喇南中块区域污水站负荷情况现状

图2 喇南中块区域污水站分布示意

1.1.3 脱水站和转油（放水）站所属关系不合理

喇南中块区域已建有14座转油（放水）站，从目前站库分布情况来看，部分已建站集输关系不合理，集输能耗较高。造成这种局面的主要原因是站场建设时，为了保证后续污水处理的需要，按照水驱、聚驱来液分别建站，进行分开处理，因此，水驱转油站采出液进入水驱脱水站进行处理，聚驱转油站采出液进入聚驱转油放水站进行处理，造成区域内水驱、聚驱转油站系统关系不合理。

随着聚驱工业化的推广，水驱转油站采出液中逐步出现聚合物，聚合物浓度逐步达到目前的300 mg/L，超出水驱采出液中聚合物浓度低于150 mg/L的要求。如果根据站场实际采出液中聚合物的浓度重新划分，可以打破水驱站和聚驱站的界限。如：喇111转油站（聚驱站，目前处于后续水驱阶段）属于喇140转油放水站（聚驱站）管辖，距离喇140转油放水站2.76 km，而喇140转油放水站的产液最终到达喇一联合站进行处理。如果按照聚驱参数进行衡量，喇111转油站可以就近进入喇一联合站，站间距离0.9 km，从而降低了集输能耗，使集输流向更合理。

1.2 站库老化严重，存在安全隐患

喇南中块区域已建有3座联合站（喇一联合站、喇I-1联合站、喇I-2联合站），担负着区域内油井来液的放水、脱水任务，运行年限全部超过30年。其中，建设最早的喇一联合站建于1973年，连续运行了40多年。该站不但承担了周边站库来液的脱水任务，而且担负着采油六厂净化油的总外输任务。喇一联合站虽然进行过局部改造，但是站内工艺设施落后，设备和管道存在安全隐患。

1.2.1 站内工艺管网腐蚀严重

喇一联合站内工艺管网共计15.74 km，其中运行在27年以上的占管网总数的64.1%。

由于管网运行年限较长，致使大部分地面主体管道基础下沉，存在断裂危险，管道保温层老化破损脱落，埋入地下后受雨水侵蚀，加剧了管道的腐蚀。2015年至今，管道多次穿孔，部分管网只能采用打管卡维持生产。另外，部分管道外壁腐蚀后表层脱落，壁厚减薄，无法达到设计承压要求，存在严重安全隐患。

1.2.2 容器设备存在安全隐患

喇一联合站内1×104m3净化油储罐，已经运行10多年。目前大罐浮顶密封不严，浮顶大面积漏油，存在安全隐患。

站内已建的游离水脱除器运行了近30年，经过特种设备检测，检测壁厚低于设计值，存在安全隐患。

1.2.3 配套及辅助生产设施存在安全隐患

站内系统控制柜已装满，线路杂乱，难于维护，柜内安全栅多数检定不合格（检定 46个，不合格25个），存在安全隐患。仪表信号受变频脱水器盘干扰，误差大，影响生产调控。站内消防道路转弯半径过小，喇一联合站属三级场站，消防车道转弯半径未达到12 m。新污水、沉降岗工艺管线为低架，阻碍了消防道路，存在安全隐患。

1.3 部分站主处理工艺复杂，现有工艺不合理

喇南中块区域未经过大规模改造的已建站，除现有设施腐蚀、老化严重外，工艺流程也不合理。如：除接收本站13座计量间的来液外，喇140转油放水站也接收喇111转油站的来液，因此，其站内处理工艺采用三相分离器和游离水脱除器两种流程，设备数量较多，工艺流程复杂，现场管理不方便，运行能耗较高。

此外，喇一联合站老污水站仅有一级沉降工艺，与现行的“两级沉降、两级过滤”的处理工艺相比，缺少了一级沉降。因此，一次沉降后的水质较差，含油和含悬浮物均大于50 mg/L，增加了过滤系统的负担，使其频繁出现滤罐堵塞、筛管损坏等问题。

2 地面系统优化调整思路

采取总体规划、分期实施，平衡区域间负荷，提高系统负荷率，集中监控、合岗设计等优化调整措施。

2.1 结合未来开发安排，确定优化调整方向

喇南中块区域地面系统优化调整，需要充分结合该区域未来十年的开发预测和开发安排，合理确定站库规模。

根据开发安排，截至2026年，该区域无新钻井，期间安排利用原二套层系的上下返。同时，根据开发规划及预测，截至2025年底，该区域脱水站总来液量保持在 7.41×104～7.73×104t/d，油量保持在0.28×104～0.55×104t/d。液量自2017年开始递减，总体变化率为4.14%，较为稳定；油量在2017年达到最高值，变化率为47.43%，油量降幅较大。

2.2 确立以喇一联合站为核心的布局方式

随着喇南中块区域油量的逐年递减，该区域脱水站一段游离水脱除负荷变化不大，但是二段电脱水能力过剩，需要进行核减，区域内仅保留一座脱水站即可满足工况需要。

鉴于喇一联合站处于区域中心位置，是全厂净化油的总外输口，因此保留喇一联合站的功能是较为合理的。喇一联合站内的两座污水站功能重叠，剩余能力较大，因此，需要根据负荷调剂情况将新、老污水站进行整合，形成1座聚驱污水站。

该区域内其他两座脱水站取消二段电脱水，降级为放水站，根据负荷调剂情况平衡放水能力［2］。

喇南中块区域系统布局现状及优化如图3、图4所示。

图3 喇南中块区域系统布局现状

图4 优化后的喇南中块区域系统布局

2.3 合理确定站库优化调整的顺序

喇南中块区域需要优化调整的站库共计9座，其中，联合站3座、转油放水站1座、转油站5座。

由于需要改造的站库较多，应当结合采出液流向、生产衔接、产液量变化等，合理安排优化调整顺序。截至目前，已经对急需改造的807转油站实施了优化调整，结合整体改造思路，预留部分能力。“十三五”末至“十四五”初期，将逐步实施对剩余8座站场及系统的优化调整，按照站库改造的急需程度，优先改造喇一联合站，然后将喇I-2联合站和喇140转油放水站合并，最后对喇I-1联合站进行改造。

2.4 结合站库改造，实施优化合并

喇南中块区域已建有转油（转油放水）站 14座，其中80%以上的站库负荷率在76%以上，负荷率相对稳定，但是其主要问题表现在该区域部分站库的密度过大且老化严重，需要进行改造。如：属于喇一联合站的喇一转油站（聚驱）建于1990年，是建设较早的聚驱转油站。该站设施腐蚀、老化较为严重，管道多次腐蚀穿孔，其所辖的7座计量间均位于609和807转油站管辖范围内。经过系统优化调整，取消喇一转油站（聚驱），将其负荷调整至周边的2座转油站。

对已建站场实施优化合并，既解决了老站腐蚀、老化问题，又提升了系统的负荷率，降低了运行能耗，减少了劳动定员。

2.5 优化站场布局，完成喇一联合站改造

通过系统优化调整，核定了喇一联合站游离水脱除、电脱水和含油污水的处理规模，为喇一联合站平面布局优化提供了理论依据。

喇一联合站平面布局实施分区改造、合岗设计。在确定了分区改造顺序的基础上，首先对站内2座水驱污水站进行功能整合，将其改造为1座聚驱污水站；然后利用污水站布局优化后的场地对脱水站进行重新布局，建设中控室。

改造后，站内工艺流程顺畅，工艺管道走向合理，不同岗位实施合并，减少了劳动定员。

2.6 结合系统优化调整，优化站场工艺流程

通过系统优化调整，将喇南中块区域内2座水驱脱水站改造为聚驱放水站，取消电脱水功能。

针对已建站功能不完备的情况，完善了放水站污水沉降和原水调运的功能，有效地满足了聚驱原水水质指标和该区域内各污水站原水调配的需要。

面对老站已建设备和储罐运行年限过长、安全等级较低、需要更新等问题，对站内游离水脱除器、含水油缓冲罐、除油器等主要设备进行更换，设备规格按照来液量进行优选。

经过设备更新，提高了单台设备的处理能力，设备数量核减了40%，提升了放水站的运行负荷率。

2.7 实现大型站场“合岗设计、集中监控”

对喇南中块区域已建的3座大型站场采取“合岗设计、集中监控”。对含有两个及以上生产单元或岗位的站场设置中控室，对各个生产单元或岗位的工艺过程进行监控，各生产单元不再设置分岗显示操作设施。结合设备的使用状况，对需要改造的站场优化设置，最大限度地实现集中监控。如：喇I-2联合站与喇140转油放水站毗邻，本次改造将两站功能进行整合，使喇I-2联合站具有放水、污水处理功能，喇140转油放水站由放水、污水处理、注水功能调整为转油、污水处理、注水功能，并归入喇 I-2联合站管理。两站之间建设中控室，实现五岗合一。

3 优化效果

通过优化调整站库关系，区域布局更加合理；通过平衡站库效率，核减了站库数量及能力，提高了系统运行效率，有效地降低了生产运行和维护费用；通过实施“集中监控、无人值守”，实现了生产岗位的合理配置和管理提升，降低了人工费用，取得了较好的优化效果和经济效益［3］。

3.1 优化后的站场布局和系统能力更加合理

优化后，该区域核减脱水站2座，取消转油站1座，改造转油站3座，合并污水站1座，核减脱水系统一段游离水能力4.2×104t/d、二段电脱水器能力1.055×104t/d，核减普通污水处理能力1.0×104t/d。

3.2 降低了生产运行能耗，节约了运行费用

通过布局优化，该区域取消 2座站的二段电脱水，可以节约电量 260.61×104kW·h/a；核减1座转油站，可以节约电量 394.2×104kW·h/a；喇一联合站新、老污水站合并，可以节约电量110×104kW·h/a，因此，预计节约电量总量为764.61×104kW·h/a，预计节约电费 488×104元/a。

各站取消脱水炉、掺水热洗炉、外输炉，共11台，减少热负荷6 000 kW，年节约天然气564×104m3，年节省气费 676×104元。预计年节省生产维护费用269.9×104元，因此，改造后年可节省各类运行成本1 433×104元。