大慶油田地面工程規劃設計工作重心的轉變論文

　　摘要：隨著大慶油田地面基礎設施使用年限的延長，地面工程在滿足開發要求的同時，要把工作重心轉變到加強基礎設施的更新維護力度、盤活規模龐大的老舊資產效益上來，以避免積重難返、隱患頻發現象的發生。采取加強地面工程技術基礎管理、因地制宜地應用新工藝、新技術、地面系統全面優化調整等措施，以提高地面工程對油田開發建設的保障作用。

　　關鍵詞：大慶油田；地面工程；規劃設計；工作思路；轉變

　　大慶油田地面工程從1960年起步，緊跟油田開發的步伐，總體上經歷了四個階段：1960-1975年，隨著油田開發快速上產，基本建成了長垣老區地面系統骨架工程；1976-1995年，發展注水及污水處理技術，整裝開發長垣外圍油田，地面工程適應了5600×104t高峰產量的要求；1996-2008年，建立聚驅開發地面工程系統的同時，為適應原油產量戰略調整，優化簡化了已建水驅系統；2008年以后，為適應原油4000×104t穩產的需要，建立了三元復合驅地面工程系統，并努力保證已建基礎設施安全平穩運行。總體上來說，經過50多年的開發建設，地面工程基礎設施較好支撐了油田長期高產穩產，可是高負荷運行后的設施老化、性能下降、能耗升高、隱患增多等問題也日益突出。雖然每年都投入大量資金進行老舊設施的技術升級和安全改造，但油田基礎設施數量龐大，更新維護的速度明顯滯后于腐蝕老化的速度。

　　1老油田地面工程工作重點的轉變

　　到2014年底，油田建成大中型站場1200多座、各類容器近7000臺、各類機泵近9000臺、各類管道近10×104km、各等級電力線路近2×104km、各等級道路2×104km以上。與中國石油其他各油田相比，設施總量均呈倍數關系。受氣候、土壤、處理介質等方面因素的影響，設施的使用年限也受到了很大制約。據實際情況統計，站場整體使用20年就到了全面更新維護期，管道的平均使用壽命僅為15～20年，容器、儲罐、加熱爐、機泵出現嚴重腐蝕（腐蝕深度2.0mm或壁厚減薄超過50%）或損壞的年限分別為15、15、10和10年。大慶油田目前超服役年限的地面設施分別達到了20%以上，有些系統甚至達到了50%以上。基礎設施能保持如此長時間的安全、平穩、高效、低耗運行，管理工作不斷加強發揮了至關重要的作用，可是客觀規律決定了建設百年油田不僅要靠精神，更要靠科學管理、科學投入。不斷提高基礎設施的適應性、安全性。因此，地面工程的重點工作在滿足各種形式開發要求的同時，更要把思想轉變到加強基礎設施的更新維護，盤活規模龐大的.老舊資產，避免積重難返、隱患頻發現象的發生。

　　2地面工程規劃設計工作的導向轉變

　　2.1延長基礎設施使用壽命的技術基礎管理

　　在實際工作中發現，金屬管道頻繁穿孔的重要原因之一就是基層班組在管道穿孔時以搶修保產為主，簡易地進行木楔堵孔、打鋼卡子或者點焊之后直接填土覆埋裸管，反而造成點部腐蝕加劇并擴散。規劃設計部門制定了腐蝕穿孔管道防腐維護操作規程，統一了維護標準，提高了維修專業性，堵孔焊漏后及時恢復防腐層、保溫層，這種做法將極大減少局部點位反復穿孔現象的發生。金屬管道使用年限短的另一個原因是防腐層破損后由于未能及時發現和修復，造成壁厚減薄甚至穿孔；因此，管道檢測、完善性評價、局部補強修復的一系列技術措施對于科學預判管道運行風險、減少風險發生幾率起到至關重要的作用。依據2012年對油田在用的強制電流陰極保護系統運行情況的調查分析結果發現，油田已建的用于保護管道和儲罐的583套強制電流陰極保護系統處于有效運行狀態的系統237套，占總量的40.6%；由于各種原因處于停運狀態的共計205套，占總量的35.2%；運行異常的有141套，占總量的24.2%。兩年里通過維修維護，使180套恢復了正常，運行有效率提高到71.5%。上述措施都是管道完整性管理的重要內容，若按照可使管道的使用壽命延長至30年計算，相當于目前使用20年以上的1.3×104km管道再服役10年更新即可，依據目前管道修復成本約1.8萬元/km計算，60年里可少投入一輪的更新投資，經濟效益十分顯著。三次采油工業化推廣以后，地面工程技術一直困擾于污水處理難以達標回注問題。2014年，杏北油田在聚驅污水處理站采取了降低沉降罐液位后，把中間層單獨用泵抽到廢液儲存池中，再進行污泥濃縮減量化處理。不需很大的改造投入和技術研究，污水處理效果卻有很大的改善。類似于這種基礎性的技術管理工作貌似小措施、小投入卻會帶來大變革、大收益，在老油田改造工程量日益增多、投資形勢日趨緊張的情況下，規劃設計工作的導向應該在重視優化、簡化，應用新工藝、新技術的基礎上逐步轉變到更加重視技術基礎管理工作，加大力度推進能提高地面基礎設施管理水平的技術措施，指引廣大規劃設計工作者共同朝著夯實生產保障能力、改善設施使用性能、延長設施使用壽命的目標努力。

　　2.2根據油田自身條件和特點應用新工藝、新技術

　　借鑒其他油田的經驗，為了簡化集輸處理工藝，大慶油田于2010年開始積極推廣應用單管通球集油工藝，包括單井通球、串接通球和叢式井單匯管通球，涉及19個三次采油區塊、2498口單井。應用過程中發現，采出液見聚后，井口回壓普遍上升快，2012年冬季回壓超過1.5MPa的異常井達到878口，占比35%。回壓升高造成集油狀況變差，檢泵作業、活動熱洗、管線解堵的工作量大幅上升，既影響了油井產量，又增加了工人勞動強度和提高了運行成本。通過不斷總結經驗認識到，單管通球工藝不適合于三次采油開發區塊應用。主要是由于聚驅、三元復合驅采出液成分復雜，注聚受效期采出液含聚濃度上升、含水率下降，黏度升高，流動性變差，富含聚合物、蠟和瀝青質等重質成分的黏稠物質，且呈不均勻分布，極易在管道彎頭、閥門、變徑及內部不光滑處聚集，造成管道局部淤積堵塞，液體流動阻力上升。目前已全部進行改造，完善了集中摻水、固定熱洗流程。因此，同樣的工藝技術要認真研究適用條件，既要取自五湖四海，又要符合自身特點才能放之皆準。同樣為了簡化集油工藝，大慶油田在“十五”末期開始在單井回油管道上應用碳纖維電加熱管，應用井數達到2300多口，管道長度近700km。由于碳纖維電加熱管道制造工藝的限制，每節制造長度僅14m，而每14m處有5個電接頭，致使該管道接頭過多，使用年限較短，投產一年后即故障頻發。該工藝基于交變電流集膚效應和鄰近效應原理，交變電流僅在管道內壁0.7mm左右的表層內通過，管壁產生大量電阻熱，管道外表面電壓、電流均為零，可安全接地。施工時，在原管道不開挖的情況下在管道內部穿入伴熱電纜，一次性穿線可長達800m，除特殊情況外，單井管道中間無接頭。兩年來無故障穩定運行，可低于原油凝固點集油。與需要全線開挖管線改造的外穿槽式電熱帶技術相比，工程造價可降低一半。這件事例說明，同樣基于電伴熱原理，在大慶油田應用中經歷了引進、學習，再根據實際應用情況改進提高的過程。三次采油開發區塊要求注入地下的是經過深度處理的污水，對含油量、懸浮固體含量和懸浮物粒徑中值有嚴格的要求。而三次采油的特點是含聚濃度高、乳化程度高，油水分離難度大，采出污水靠常規技術難以進行深度處理，造成了污水平衡、深度水源不足和控制三采污水零外排的壓力巨大。2013年以來，薩北、薩南油田相繼試驗了生化法深度處理聚驅采出污水，研制了適應于聚驅污水特性的微生物，小試、中試都見到了效果，目前正在進行工業化試驗。這也是大慶油田三次采油規模巨大的自身特點決定了既要采取拿來主義，又要建立具有自身特色技術工藝的典型做法。

　　2.3站場更新維護要與系統優化調整相結合

　　到目前為止，1200多座大中型站場中使用年限超過20年的有230多座，今后都要相應進行整體或局部改造。而“十三五”期間，喇薩杏主力油田原油產量將會遞減，地面各系統負荷率會出現下降和不平衡，對水驅和聚驅后的區塊和系統進行優化調整、挖掘剩余能力、提高負荷率、降低運行能耗已成必然趨勢。這種形勢下，無論是站場的常規技術改造還是安全改造都要堅持系統優化調整，并做到“五達標”，即油水氣烴的處理要達標、能力及負荷調整要達標、節能降耗的指標要達標、設計參數及標準要達標、事故隱患的消除要達標。在調整、改造、達標這樣做的過程中，也要區分具體情況，按“三適”原則進行。適時調整就是選擇合適的調整改造時機。已進入改造期的站場，更新或改造時采用“關、轉、并、降”措施堅決進行系統優化調整；未到改造期的站場對于運行能耗低的靜態設施如容器、儲罐、沉降罐等，即使負荷率低了也“非改不調”，設施更新時再調整，對于運行能耗高的動態設施如機泵、加熱爐、變壓器等，即使未到使用壽命，當出現超高或超低負荷率時都要“不改也調”，采取利舊調整、站間調換、節能改造等措施。適當調整就是結合具體項目開發預測去確定調整改造規模，總體能力要為后期新增處理液量及站間備用留有余地。適用調整就是要提高工藝技術的適用性。

　　3主管部門和設計單位應有的作用

　　老油田規劃設計工作的核心還是要把地面基礎設施改造好、維護好，繼續使規模龐大、數量龐多、新度系數低的油氣水處理系統有效發揮，保障油田生產的能力。這就要求規劃設計主管部門增強前瞻性、提高預見性，善于發現地面工程中存在的各種矛盾和問題，能夠找到有效的解決措施，先引領、早規劃、快舉措，經科學決策后的有效技術措施要全力重點推進，諸如管道防腐、水質改善、簡化集輸處理工藝等基礎性的技術工作，要積極組織制定辦法、規程，以點帶面、加速推動。規劃設計管理人員雖然沒有參評技術專家、帶頭人的資格，但要具備技術專家的實力和管理專家的水平才能勝任管理崗位的工作。同時要負責搭建科學決策、民主決策的平臺，負責規范項目運作、技術的應用。設計單位本身承擔著地面工程參謀部的職能，在技術上要開拓視野，不能固步自封，要把技術和現場有機結合起來，在其他油田經過實踐檢驗的好技術要因地制宜、改進修正、特色應用。在特高含水期，水驅、聚合物驅、三元復合驅多種開發形勢并存，老區、外圍油田產量構成發生較大變化的局面下，更要加強總體規劃研究，梳理地面工程適應開發形勢要求的系統間、區域間優化調整的總體思路，制定切實可行的優化調整方案。

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