“海油陆采”绿色油气高效开发管理体系

程 军

(胜利油田石油开发中心有限公司,山东东营 257000)

1 “海油陆采”绿色油气高效开发管理的背景

2021年10月习近平总书记亲临胜利油田视察,对石油能源发展和黄河流域生态保护作出了重要指示,要求在保障国家能源安全和绿色生态发展上“再立新功、再创佳绩”。

胜利油田处于国家油气能源核心产业和黄河三角洲湿地生态保护关键地带,始终坚持油气能源增储稳产和绿色低碳发展双向发力。青东5“海油陆采”平台位于黄河入海口滩海区域,临近自然生态敏感区,地面动植物生态链脆弱。既能高效开发油气资源,又能促进能源与生态和谐共生,绿色高效“海油陆采”模式[1]成为破解难题的有效之道。

2 “海油陆采”绿色油气高效开发管理的主要做法

2.1 推行以和谐共生为目标的生态化路岛建设

2.1.1 基于“用海面积最少”的人工岛一体化设计

为将对海洋环境的影响降至最低,青东5“海油陆采”平台实施注采输一体化设计新模式,创新构建实现4个井区同台开发,油水井布置在一座采油平台内,井口平均间距1.7 m,采油平台为150 m×90 m,整体面积不足两个足球场大,在有限空间内实现了65口油水井同时生产,节约四分之三的用海面积(图1)。

图1 青东5“海油陆采”人工岛俯瞰

2.1.2 基于“海洋干扰最小”的进海路环保设计

为最大限度降低人造建筑物对海洋自然环境的影响,青东5进海路全长8.48 km,新型桩基支撑透空式进海路结构具有水体交换性能优良、对近岸环境影响小的优点[2];首次使用的水下不分散混凝土技术,对施工水域无污染[3],为海洋中洄游的鱼类架起了繁殖通道,实现了油田开发与环境的和谐统一。

2.1.3 基于“美学价值最优”的路岛景观化设计

为实现工业经济与旅游经济的融合发展,进海路段基于工程美学原理,按照S型路线设计,融入金泥湾自然生态景区,增加实体工程观赏性。青东5采油管理区连续两年被评为集团公司石油企业A类绿色基层单位。

2.2 实施以“井工厂”为特征的集约建产模式

2.2.1 以储量控制最大化为目标的高密度丛式布井

为增加油层裸露面积,提高采收率[4],海油陆采平台创新应用三维绕障[5]防碰技术,大幅提高钻井靶向精确度。为实现高密度丛式井,对每口井的钻井轨迹开展多轮优化,完钻油井最大井斜65.6°,最大水平位移2 106 m,钻井质量合格率100%,钻井工期比计划提前153天,实现了“井工厂”施工的绿色优质高效。

2.2.2 以注采输运行最优化为目标的高集成生产布局

通过开展岛内地面优化研究,对注水、采油、集输、配电进行优化调整,实现了岛内流程最短、功能最全、占地最少的合理布局(图2)。针对岛内空间狭小的特点,创新使用了700S型皮带抽油机,该抽油机以“修身细长”为主要特点,占地仅206 m2;集输系统采用集分离、缓冲、升温于一体的泵罐系统;配电系统采用高低压一体化设计,整体集约程度高。

图2 “海油陆采”平台集约生产现场

2.2.3 以油藏效益最大化为目标的地质工艺一体化运行

通过深入调研,生产运行模式由“接力式”变为“交互式”,实现地质、工艺一体化运行。开展油水井全生命周期研究,采用全井段开发方式,缩短投资回收期,投产初期,单井产能均在10 t/d以上;在对油藏深入认识的基础上,做到注水先行,保持地层能量;推广采油新技术,如纤维复合防砂、全井段HDPE内衬油管等先进工艺,解决出砂、偏磨等难题,打造长寿命工程。

2.3 完善以节能减排为重点的低碳化原油生产

2.3.1 全要素系统优化,提效率降能耗

针对传统管理模式机采效率较低的问题,海油陆采平台从油藏、井筒、地面管理等方面入手进行全要素分析,开展注采平衡实时优化,泵效保持50%以上。创建工况日对比分析制度,协调供排关系,工况合格率始终保持100%。优选节能电机,降低无功功率,电机能耗降低10%～15%。建立生产指挥系统,精准调整平衡,油井平衡率保持在95%以上。

2.3.2 全流程密闭生产,零排放零污染

零排放零污染是油气开发过程中的重要环保目标,针对该问题,开展了从井口采出到集输全过程的密闭运行,在陆岸终端站安装大罐密闭抽气装置,避免挥发性有机物外排,并配套建设原油和液化烃脱硫塔、全密闭水处理缓冲池等设施,实现油气生产系统密闭集输。研制集成定量装车系统和溢油保护装置,实现密闭装车,管控外销装车作业过程的污染因素,实现绿色外销。

2.3.3 全方位优化挖潜,提效益降成本

对能源消耗最大的电、气、水系统进行优化,提高油藏开发效益,联合供电公司实施变压器减容,降低损耗40%;对电伴热带进行自限温控制,节约用电60%。采用脱氮装置实现天然气净化,回收率大于85%,日增加天然气2 200 m3;实施炉前分水,日减少天然气用量1 100 m3。产出液过滤后达到三级水质,可有效注入地下,补充地层能量,实现产出水的有效循环利用,日减少清水利用600 m3。

2.4 构建以新能源为方向的清洁化用能体系

2.4.1 加快光伏光热应用,提高绿能占比

聚焦油田绿色低碳发展目标,发挥滩涂与海洋边缘区域太阳能资源丰富的优势,利用太阳能加温技术对储罐原油进行加温[6],建设单井光热利用项目1个,年节约天然气4.38×104t,年减少二氧化碳排放96 t。油井区域实行微电网供电,将直流母线群控系统与分布式光伏发电系统相结合,提高油井变压器负载率和功率因数,抑制谐波污染。

2.4.2 加大伴生气利用,减少能源浪费

在人工岛“海油陆采”平台投产天然气发电机组,富余伴生气用做燃料发电,为井筒加热提供绿色动力,年发电量200×104kWh,可节约电费160万元,年减少二氧化碳排放200 t。利用套管气集中回收装置,杜绝油井套管气排放,将收集的套管气供加热炉升温,平均每天节约外购天然气10 000 m3。

2.5 搭建以信息技术为支撑的数字化管控系统

2.5.1 搭建数字化指挥系统,提质运行管理

数字化生产指挥系统[7]包括生产曲线、作业井史、井筒管柱、采油工艺、设备信息、预警报警、指令下达等7大模块,实现了生产数据的实时互通互联、生产状态实时监控,运用生产数据采集、视频监控等手段,实时判断设备运行情况;通过大数据诊断分析,实现异常数据预警报警;根据油藏经营责任需要,将生产经营信息及时精准反馈到决策层,根据不同情形进行处置,提升生产运行整体效率。

2.5.2 搭建在线化能管平台

传统能管模式单系统运行,无法实现综合对比分析,导致提升措施效果不理想,因此集成创新能管系统,把油井、集输站库、注水站的生产数据和用能数据统一整合到能管平台,通过用能波动监控分析,找出耗能变化点并分析变化趋势,实现油气开发单位、管理区、站库3个层面的用能水平对比分析,发现差距不足,制定改进措施,实现用能水平对比提升。

2.5.3 搭建智能化经营系统支撑决策

油藏效益决策分析贯穿日常生产经营业务全流程,围绕“增量创效、存量增效”目标,实现油气、人力、设备资源优化配置,建立三维穿透”“五位一体”的智能化管理系统(图3),按照管理区、单元、单井进行效益评价分析和盈亏分析,透析原始节点、挖掘薄弱环节,实现产量、工作量、价值量、效益一体化运行,实现目标的动态跟踪管理。

图3 生产指挥系统+能管平台+油藏经营效益决策三大智能应用系统

3 “海油陆采”绿色油气高效开发管理的效果与意义

青东5“海油陆采”走出了一条油气能源与绿色生态相伴发展之道。“井在景中,井也是景”,带动了当地旅游经济的发展;路岛建筑物可减轻沿岸流对防潮大堤的冲刷,减缓风暴潮破坏;海洋抛石为海洋生物提供了附着的场地,带动了海洋牧场、海水养殖等海洋经济发展,提高生物多样性。“海油陆采”实现了人与自然的和谐统一,促进了区域经济与自然生态的和谐发展(图4)。

图4 油地共同呵护的美丽黄河入海口

“海油陆采”绿色油气高效开发管理模式,推动了滩海油藏经济有效开发。青东5作为示范区,输出了绿色油气高效开发管理经验,多项油气生产指标名列前茅,2021年完成原油产量96×104t,完成考核利润5.19亿元,实现年收入27.61亿元、税费4.17亿元,在确保生态优先、绿色发展的同时,实现了效益开发的最大化。

4 结语

“海油陆采”是目前滩海边际油藏开发的有效方式,在开发好、管理好、经营好油藏方面比传统模式更具优势。通过打造青东5示范区,形成以绿色低碳为主要特征的“海油陆采”现代管理体系,“油气能源+生态保护”的模式为同类油藏开发起到了示范作用,对难动用、未动用储量实现经济有效开发,意义深远。