海上石油开采技术的优化改造措施

2023-01-03杨苏恒中海石油中国有限公司天津分公司天津300450

化工管理 2022年5期

杨苏恒(中海石油(中国)有限公司天津分公司，天津 300450)

0 引言

海上石油是利用海洋平台将海岸底层中的油气资源开采出来，经过一定的分离和存储，然后通过海底管道或者船舶，将采出的油气资源输送到陆地上的一种技术。由于海上的环境较为特殊，因此海上油气开采工作本身相较于陆地有着更高的要求，主要原因是所有环节都是在海上平台开展并实施的。由于历史遗留的问题，以前海上平台在建设的过程中，存在很多的不足，已经不符合当前时代的使用需求，需要进行完善改造。

1 海上石油平台开采技术存在的问题分析

海上石油开采采用的方式是丛式井，并且在开采的环节经常使用集中运输的方式，这样可以保证生产井生产出来的油气能够通过特殊装置进行加压，从而驱动开采出的油气混合物运输到海底管道的运输系统之中，并且进行持续的资源运输工作。这样的方式好处就是不会受到天气的影响，并且成本也控制在可以接受的范围之内。这种运输方法主要存在的问题，就是很多研究都是将海上运输当作一种整体系统进行研究，虽然能够保证其整体符合使用的需求，但是从长期的角度来说，这样的方式对其中一些构成环节的优化设计不足，因此提升的海上石油开采工作的效率非常有限，减低成本方面存在一定的不足。因此需要综合考量改进提高，达到稳产、增产以及节能减排的目的，实现对海上油田的总体要求，保证海上油田的发展[1]。

当前在海上油田之中，除了上述的问题，还有一个影响因素就是随着人们的开采，海上油田数量在不断减少，很多以往的开采方式已经不适合当前的开采需求。为了应对当前需求量不断增长的情况，需要改善海上石油开采的方法，保证当前的开采工作能够有效地进行，达到预期的目的，实现海上石油开采的目标。

2 海上石油开采优化改造情况分析

某油田是位于我国渤海地区，作为中国的大型油田，其本身的原始储量较为丰富，但是随着开采工作的不断发展，如今该油田的石油储量在不断减少，新的勘探设备以及原油储量在不断的下降。因此需要优化开采方式，完善当前的石油开采工作，其中主要的改造集中在以下的几个方面。

2.1 海上石油开采平台的改造的注意事项

海上石油平台的改造涉及到非常多的范围，直接关系到海上石油开采工作能否顺利地开展，以及开展的最终结果等多方面。增强对这方面的改造，可以保证海上石油开采工作顺利进行，提升开采的质量，完成开采的工作。

2.1.1 工艺系统的改造

海上石油平台是常见的设备，其中的设施也非常复杂，因此在改造的过程中，项目的数量相对较多，对于改造工作的最终成品质量影响也非常大，其中主要涉及的项目有以下的内容：首先是原油处理系统，天然气处理系统。其次是关于环保方面的设施，包括污水处理系统、开式排放系统、闭式排放系统、注水系统、化学药剂注入系统等内容。最后则是开采以及运输系统，其中包括原油外输系统、计量标注系统、热介质加热系统、冷却系统、仪表以及公用气系统，海水系统，以及其他的一些杂项，直接包括了整个海上石油开采的过程。因此在改造的时候，需要协调整体进行，需要注重其中的连锁反应，需要相关的施工人员做好系统的监测，防止出现意外的情况，避免当前的改造出现问题，进而影响改造工程的实施[2]。

2.1.2 机械设备的改造工程

在机械设备的改造之中，主要是对原有的平台机械进行更新和优化的过程，涉及到大量的拆卸和安装。在此类改造之中，主要是进行优秀材料替换原本的材料，更好的设计替换原本的设计。在安装完成之后，需要进行一定的调整，是为了保证当前安装完成之后，所有的功能都可以顺利地实施，让整个油田运行不会出现问题。

2.1.3 结构改造工程

结构改造主要是针对当前结构方面存在的不足进行的拓展。在改造时，需要在老结构的基础上，进行相应的改造和加强，从而更好地进行更新。对于海上油田而言，这样的改造也是提升自身的开采质量的关键，因此在当前的开采之中，会大量的使用这样的方式，对海上油田进行更新[3]。

2.1.4 电气仪表的改造

电气仪表在当前的海上石油之中涉及的内容相对较少，但是在更新过程中，也有着非常重要的作用。在实际的改造之中，会涉及到各个方面，其中包括照明、控制、电力等多种因素。因此，需要独立进行，防止对其他的方面产生影响，确保当前的改造工程能够顺利地开展，达到预期目的。

2.2 信息化改造

数字化就是通过数字技术对当前的海上油田进行管理。海上油田本身由于操作较为困难，很多时候需要进行深海开发，所以常规的石油工人已经在这个时候无法发挥重大的作用。因此在当前的实施过程中，做好海上资源的开发，是当前的重点内容经。海上资源的开发，需要在控制平台设置监控中心，对各种生产环节进行自动的监控以及运行，这样可以节约大量的人力。同时由于数字化技术的使用，导致了程序的控制能力以及应用范围都有了明显的增长，在这样的情况下，做好当前的海上安全，是非常重要的，也是实现海上油田进一步发展的关键。数字化技术就显著提升了安全性，因为程序本身的逻辑性以及刻板性，因此在实施管理以及检查的时候，都能够做到一丝不苟。且机械本身除了损坏之外，不会出现疲劳的现象，这就使得当前的施工能够更好进行。数字化机械本身对薪酬方面也没有要求，能够进一步降低当前的油田开采成本，从而让油田得到最大效益，确保油田能够更加安全，获得更多的利益[4]。

油田采油的数字化管理，就是通过软件对当前的采油环节进行数字化的控制，一般情况下，数字化采油系统会有两个控制源：一方面是人员控制，在特殊情况下进行控制；另一方面是电脑进行控制，在控制时，由一台或者多台计算机组成，主要是对当前的采油情况进行监督以及处理。且在控制的时候，由三个端口进行，分别是海上油田的控制端口，陆地控制端口以及卫星控制端口，这样是为了保证在一级控制出现问题时，可以采用另一个层级进行接管，从而防止出现意外的情况。一旦电脑不能够有效对问题进行处理，或者出现故障时，需要工作人员对当前的电脑进行接管，从而完成对海上油田的管理，防止出现意外或者减少意外造成的影响。

一般情况下，每一口油井都有独立的控制系统，在运行的过程中各不干扰，随后将信息传输到总控制中心，由总控制中心进行记录和命令的下达。在油井的控制中，主要有一台或者多台电脑进行控制，实施的是监督以及控制的命令。其中监督主要是对安全、油井石油的产量以及电泵的参数和井口的参数等内容进行管理，这样可以让一个油井出现问题时，不会对其他的油井产生联动的影响。简单来说，就是一个数字化下的并联系统。

这个系统主要起到的功能就是对油井当前的生产数据、流程以及设备状态等进行监督控制，并且能够远程遥控、紧急关闭等。一旦出现危险的情况，能够在短时间内完成对危险的检测，甚至能够根据当前井内的参数，对未来可能发生灾害进行预警，这样可以及时对问题进行制止，从而让当前的油井能够顺利地完成生产工作。

在当前的数字化管理中，能够对各种数据以及参数即时进行记录，这些记录虽然在短期内不会产生太大的作用。但是长期而言，能够根据这些数据以及参数，直接分析当前的油田动态信息，数据以及对油田总量等内容进行分析，可以有效分析出后续的油田发展方向，对于油田来说至关重要。

2.3 采油工艺技术的优化

在实际的采油过程总，由于工艺设计之中存在很多的不合理现象，这些现象对采购工程的发展有着较大的影响。因此在当前的开采过程中，需要对其中问题较大的部分进行优化和改造，这样才可以保证安全生产。

2.3.1 热媒炉工艺以及现场的优化

在采油技术的优化之中，主要有以下的几个方面：首先是优化热媒炉燃油系统。在很多的油田之中，热媒炉燃油系统是最常见的一种系统，在原有的设计之中，该系统主要使用的燃料是柴油，该设计存在很多的问题，基本上每天每台设备都会使用1.5 m3的柴油，因此本身的成本非常高昂，浪费大量的成品油资源。为此在研究之后发现，如将原本的柴油换成原油，只需要对其中的系统进行一定的改良，热媒炉在保持原有的效果和功能的前提下，可以有效地降低运行成本，从而减少燃料费用支出。

在改良的过程中，主要的难点是对三相分离器进行改造。为了提升其分离效果，降低原油的含水量，需将含水量降低到2%以下；需要对罐体的压力进行调整，同时改变进口阀门的开度，使低水调节阀进行相应的调整；最后则是对燃油的压力进行一定的提升，以便使原油产生高雾化的效果，从而有效改善燃烧的效率，为系统的运行提供足够的热量，确保有效地运转。该改造实现了对当前设备的节能目标，减低了成本消耗。

其次则是热媒炉的燃气系统进行优化。海上很多的地区每天有一定的时间湿度较大，且在这个时间段，温度本身较低，开采出来的天然气也有这样的情况，无法有效的作为燃料燃烧，只能够放空燃烧，造成巨大的浪费。因此需要对当前的热媒炉进行改造，让其能够利用这部分的燃料，从而达到节能的目标。因此需要按照相关的要求和限制，对燃气系统进行优化，保证气源的稳定，随后则是在燃气管加装排污设备。排污设备本身的位置应该在燃气管的低点，这样的优势就是能够通过加装过滤器，保证当前的天然气湿度在稳定的程度，可以保证燃气燃烧的效果，油温也维持在90 ℃左右，满足实际的生产要求。

2.3.2 现场流程的优化

在现场流程之中，主要的改善是针对生产管汇方面的改造。在改造前，主要是将低含水的原油输送到生产管汇之中，而在改造之后，则是将生产管汇改造成为放喷管汇。这样的好处就是可以满足含水率的要求，同时也符合分离液产量的标准，提升了生产的效率，减少了分离的周期，让整体的效率得到了有效增长。

除此之外，在分离器低水方面的流程也会进行一定的改善，原本的流程之中，主要的低水温在90 ℃左右，分离器分离出的高含水原油直接输送到2 000 m3的原油储罐之中，这样会造成大量的热量损失。因此在改造之后，需要让分离器底部的低水重新回到井口，参与到循环之中，从而合理利用了资源，有效改善了原油黏度较大的情况。同时利用环境温度比较低的时候，降低了生产后集输管汇的压力偏高的现象，保证了当前的流程安全。

2.3.3 改进生产的参数

采出频率是在开采过程中影响非常大的因素。针对压力高，且气量较大的油井，在开采的过程需要控制采出的频率，这样是为了保证安全。需要注意的是，在参数的调整过程中，需要不断进行实验摸索，在保证安全的情况下，最大化确认开采的频率，这样才可以让油量的开采达到最大化，提升产油量。