浅海试采平台采油工艺流程的设计与发展

2021-01-09陈亮中海石油中国有限公司蓬勃作业公司天津300450

化工管理 2021年35期

陈亮(中海石油(中国)有限公司蓬勃作业公司，天津 300450)

0 引言

浅海试采平台采油工艺流程设计将会在极大程度上影响采油效果，但从目前来看，部分工艺流程设计的科学性和实效性仍存在一定的欠缺，基于此，有必要对其展开更加深层次的探究。

1 案例分析

中国某海湾全线总长度达2 000 km，其中涉及到相对较大的有利勘探面积预计过万平方米，在浅海地区以及滩海都有着一定的分布。从实际情况来看，该地区整体有着较为丰富的油气构造，并且具备极为充分的油源条件，在其中包含着多套油气储集层以及多样化的圈闭，存在着优质的储盖组合，是当前油气资源最为丰富的地区之一，从长远的眼光来看，其整体有着其为广阔的勘探以及开发前景。该地区经过长时间的研究和发展已经得到了多方面的提升，并且在油气勘探工作的开展过程中取得了较多的成果。文章所阐述的浅海试采平台主要是基于现有试采平台所设计和建设的，在该地区的浅海采油作业开展过程中有着较强的应用价值。

2 浅海试采平台采油工艺流程设计与发展情况分析

2.1 工艺设计原则

工作人员在实际开展工艺设计工作的过程中应当按照以下几方面的原则，具体来看，设计人员需要先全面分析当前浅海地区已经完成钻勘工作的油井的具体油质以及相应的产量情况，进而对后续该平台采油流程所要遵循的规范以及储油的前提条件进行明确。通常情况下来说，陆地单井采油管线会对63.5 mm(21/2″)的管径进行选用，其具体的排量基本上在50～100 t/d，结合实际情况进行分析，因为平台到浅海采油井的实际产量大多处在100～200 t/d范围之内，所以应当在现有的基础上对其排放管线采取适当的加粗措施。

与此同时，尽可能选用容量更大的生产计量分离器。设计人员在进行工艺设计的时候需要充分考虑到油、气、水的分离净化问题，并处理好天然气排放的相关事宜。设计人员应当针对管线法兰之间采取相应的防火以及防静电措施，在设计之前需要先确定好其所要选用的油气计量方法以及气体净化排污处理措施。为了提升工艺设计的效果，需要高质量落实对于油、气管线的防冻以及保温工作。在进行原油分离之前需要采取相应的加温措施，同时还要高效开展储油外输的设计工作，并落实好针对原油管线所采取的扫线或者是除蜡措施。因为以往的试采平台在实际开展对于采油工艺流程的设计工作时并没有对专门的标准和规范进行制定，所以只能够综合考虑当前已经投入应用的陆地设施或者是海上采油平台等使用的与之相类似的规范和标准，并从中提炼出一些能够与之相适应的规定，充分保障其具有良好的经济性和实用性。设计人员需要全面考虑各方面影响因素，结合实际情况对其进行反复的验证和选用，并在此基础上对其进行定盘设计工作[1]。

2.2 采油工艺设计

在该浅海试采平台中设计1 000 m3的储油罐，能够实现对于单井产量为80～100 t/d在10～20 d左右所开采原油的存储工作。从其具体的建造形式来看，该储油罐同陆地储油罐所采用的标准和规范具有一定的一致性。而其差异性则在于，该储油罐主要是油水混合储存，并且其还存在外输前加温装置的设置，并使用蒸气作为其主要的热源。在井口至油罐处其所涉及到的全部管线都采用φ108×4.0的无缝钢管线，这种设计方式的应用能够在原有的基础上有效提升其开采出原油的畅通性。对于其所开采的原油来说，通过使用φ1 200生产计量分离器针对其展开相应的油气分离工作，接下来需要沿干线将完成分离工作的原油注入到1 000 m3的储油罐中进行储存。相关工作人员在进行采油工艺设计的时候需要加强对于天然气排放处理的重视，先运用生产计量分离器对天然气进行分离，然后对完成分离的天然气经一级气体净化分离，将其所分离出来的杂物和水注入到原油干线当中，而那些经过净化处理的天然气则沿着管线进入到燃烧臂-火炬烧掉。

设计人员需要注重对于原油加温技术的合理应用，通常情况下来说，当原油本身的温度为50 ℃以上时，经分离器油、气分离效果更好。所以为了能够保障其开采的原油到生产计量分离器时，其温度能够超过50 ℃，需要针对井口到分离器强化对于当前各种先进增、保温电热带技术的应用，并通过对于厚度在10～20 mm的保温材料对其他的油、气管线采取一定的保护措施。此外，设计人员需要结合油、气管线的各方面实际情况高质量落实防静电处理工作，结合相关标准和规范进行分析，为了能够有效减少管线同甲板面之间所产生的摩擦，应当对每一个管线都进行相应管线支架的设计工作，不同的管线在型号上面也存在一定的差异性，所以设计人员需要根据其型号的不同，按照800～1 000 mm/只的距离进行管线支架的设置。若想减少各个管线之间出现静电的情况，均需要采用φ3～4 mm的铜线对每一个管线法兰和法兰之间进行连接。在原油外输方面，文章所阐述的平台进行了外输泵的设置，可以应用于从储油罐吸入，接下来将其排放到来拉油的油船当中，与此同时，将原有流量计设置在其外输管线上，这样一来便能够第一时间实现对于外输原油数量的高质量测量。除此以外，设计人员还需要科学开展对于采油流程的扫线和外输后扫线设计工作，该平台中所涉及到的蒸汽锅炉功能相对较为复杂，既要满足日常生活、取温以及为储油罐加温等功能，同时还要应用在清腊或者是扫线方面。通常情况下来说其扫线的次数不频繁，原有干线的扫线大多应用在原有管线在停产或者是生产当中出现蜡堵问题的时候[2]。

2.3 工艺流程设计与改进

以往所进行的试采平台建设基本上都是基于陆地配套设置开展对于采油工艺设施配套布置工作，但由于浅海开发相对于陆地来说有着更加突出的复杂性，所以其在正式投入到生产工作之后往往难以更加方便地对故障进行有效排除。文章所阐述的浅海试采平台本身属于一个具有综合性的平台，有着储油、生活以及采油等功能，所以其正式投入到浅海区域进行生产之后，其井口的原油将会在采油工艺流程设施的基础上向储油罐中进行注入。从实际情况来看，其气管线中也广泛分布着天然气，一旦产生管线漏气、漏油以及油气截止阀损坏等问题便会严重降低其本身的安全性。由于其平台在布置方面呈现出相对紧凑的特点，并且对于采油以及油罐区来说不应当出现明火，所以工作人员在实际开展平台设计和建设工作的过程中，需要强化开展对于油罐区、采油区所涉及到的全部管线的控制工作，严格掌控其焊接和阀件连接方式的科学性以及合理性，进而为其高效应用创造良好的条件。此外，相关工作人员需要针对储油罐以及整体的采油流程展开系统化的水压试验工作，确保其能够同相应的设计要求相适应。在正式将其投入生产之后，工作人员应当按照相应的操作规程执行操作，针对那些关键性的部位，应当对其操作进行定岗，并将其责任落实到每一个人身上，从根本上降低违章操作现象出现的可能性。

文章所阐述的浅海试采平台主甲板的长度和宽度分别为63 m和29 m，由沉垫底部至甲板表面的高度为14 m，开采工作集中在浅海区域9 m以下的油井当中，其整体分成艏部、中部、尾部三个区域，其分别为储油罐区、生活动力区以采油作业区。本平台是在固有试采平台基础上进行设计的，其在设计过程中将原本所使用的水套加热炉转变成为了蒸汽换热器。具体来看，其在应用的过程中将按照如下原理运行，原油将会从井口处流出并进入到相应的蒸汽换热器当中，接下来便会通过蒸汽对原油展开再次的加热工作，并进入到分离器当中实现分离，最终进入到原油储罐中。该平台中所采用的蒸汽锅炉本身具有加温储油罐、取温以及供给生活等功能，与此同时，其还能够起到输给从井口至储油罐管线的蒸汽扫线的作用，原有干线的扫线基本上能够缓解在油井停产以及生产过程中所出现的原有管线蜡堵问题。除此以外，为了能够有效避免油污滴到海水中的问题，在每次外输泵、管线以及输油臂工作之后都要采取相应的清洁措施，最大限度缓解原油在输油泵中凝固的问题，对后续的再次外输工作造成阻碍。基于此，本设计在每一次外输油毕将会对储油罐的加温蒸汽截止阀进行关闭，并第一时间将通往外输管线的蒸汽截止阀打开，及时对外输管线中的残油污进行清扫，并将其向油船上进行排放[3]。

最开始在进行采油工艺流程设计工作的时候是完全根据设计任务书进行的，而其实际的采液量170 m3/d要在极大程度上比设计采液量高。由此可见，若是沿用以往的采油工艺流程流量设计方案和相应的配套设备势必难以同当前现场具体的工作需求相适应。为了切实提升其实用性，本次设计取消了以往的水套加热炉，并增加了两台浮头式换热器。原油在井口流出之后，便会进入到第一台浮头式换热器当中，接下来则会进入到第二台换热器内部，并使用蒸汽对其进行加热，在分离器的基础上实现对其的多级分离。完成分离工作的原油将会返回到第一台换热器的内部，并通过对于热原油的应用加热第一次进入到第一台换热器中的原油，接下来便会在平台储油罐中进行储存。在这一阶段，蒸汽仅仅会加热进入到第二台换热器中的原油，基于第一台换热器，当热油通过加热盘管之后，其温度能够上升至70 ℃左右，并在冷热油置换的过程中进一步实现原油进入到油罐中温度的降低，该设计改造工作的开展切实提升了其应用成效。