大慶油田地面工程規(guī)劃設(shè)計(jì)工作重心的轉(zhuǎn)變論文
摘要：隨著大慶油田地面基礎(chǔ)設(shè)施使用年限的延長，地面工程在滿足開發(fā)要求的同時(shí)，要把工作重心轉(zhuǎn)變到加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施的更新維護(hù)力度、盤活規(guī)模龐大的老舊資產(chǎn)效益上來，以避免積重難返、隱患頻發(fā)現(xiàn)象的發(fā)生。采取加強(qiáng)地面工程技術(shù)基礎(chǔ)管理、因地制宜地應(yīng)用新工藝、新技術(shù)、地面系統(tǒng)全面優(yōu)化調(diào)整等措施，以提高地面工程對(duì)油田開發(fā)建設(shè)的保障作用。
關(guān)鍵詞：大慶油田；地面工程；規(guī)劃設(shè)計(jì)；工作思路；轉(zhuǎn)變
大慶油田地面工程從1960年起步，緊跟油田開發(fā)的步伐，總體上經(jīng)歷了四個(gè)階段：1960-1975年，隨著油田開發(fā)快速上產(chǎn)，基本建成了長垣老區(qū)地面系統(tǒng)骨架工程；1976-1995年，發(fā)展注水及污水處理技術(shù)，整裝開發(fā)長垣外圍油田，地面工程適應(yīng)了5600×104t高峰產(chǎn)量的要求；1996-2008年，建立聚驅(qū)開發(fā)地面工程系統(tǒng)的同時(shí)，為適應(yīng)原油產(chǎn)量戰(zhàn)略調(diào)整，優(yōu)化簡化了已建水驅(qū)系統(tǒng)；2008年以后，為適應(yīng)原油4000×104t穩(wěn)產(chǎn)的需要，建立了三元復(fù)合驅(qū)地面工程系統(tǒng)，并努力保證已建基礎(chǔ)設(shè)施安全平穩(wěn)運(yùn)行�？傮w上來說，經(jīng)過50多年的開發(fā)建設(shè)，地面工程基礎(chǔ)設(shè)施較好支撐了油田長期高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，可是高負(fù)荷運(yùn)行后的設(shè)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(jìn)行老舊設(shè)施的技術(shù)升級(jí)和安全改造，但油田基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量龐大，更新維護(hù)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(diǎn)的轉(zhuǎn)變
到2014年底，油田建成大中型站場(chǎng)1200多座、各類容器近7000臺(tái)、各類機(jī)泵近9000臺(tái)、各類管道近10×104km、各等級(jí)電力線路近2×104km、各等級(jí)道路2×104km以上。與中國石油其他各油田相比，設(shè)施總量均呈倍數(shù)關(guān)系。受氣候、土壤、處理介質(zhì)等方面因素的影響，設(shè)施的使用年限也受到了很大制約。據(jù)實(shí)際情況統(tǒng)計(jì)，站場(chǎng)整體使用20年就到了全面更新維護(hù)期，管道的平均使用壽命僅為15～20年，容器、儲(chǔ)罐、加熱爐、機(jī)泵出現(xiàn)嚴(yán)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(shè)施分別達(dá)到了20%以上，有些系統(tǒng)甚至達(dá)到了50%以上�；A(chǔ)設(shè)施能保持如此長時(shí)間的安全、平穩(wěn)、高效、低耗運(yùn)行，管理工作不斷加強(qiáng)發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，可是客觀規(guī)律決定了建設(shè)百年油田不僅要靠精神，更要靠科學(xué)管理、科學(xué)投入。不斷提高基礎(chǔ)設(shè)施的適應(yīng)性、安全性。因此，地面工程的重點(diǎn)工作在滿足各種形式開發(fā)要求的同時(shí)，更要把思想轉(zhuǎn)變到加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施的更新維護(hù)，盤活規(guī)模龐大的.老舊資產(chǎn)，避免積重難返、隱患頻發(fā)現(xiàn)象的發(fā)生。
2地面工程規(guī)劃設(shè)計(jì)工作的導(dǎo)向轉(zhuǎn)變
2.1延長基礎(chǔ)設(shè)施使用壽命的技術(shù)基礎(chǔ)管理
在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)，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(shí)以搶修保產(chǎn)為主，簡易地進(jìn)行木楔堵孔、打鋼卡子或者點(diǎn)焊之后直接填土覆埋裸管，反而造成點(diǎn)部腐蝕加劇并擴(kuò)散。規(guī)劃設(shè)計(jì)部門制定了腐蝕穿孔管道防腐維護(hù)操作規(guī)程，統(tǒng)一了維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，提高了維修專業(yè)性，堵孔焊漏后及時(shí)恢復(fù)防腐層、保溫層，這種做法將極大減少局部點(diǎn)位反復(fù)穿孔現(xiàn)象的發(fā)生。金屬管道使用年限短的另一個(gè)原因是防腐層破損后由于未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修復(fù)，造成壁厚減薄甚至穿孔；因此，管道檢測(cè)、完善性評(píng)價(jià)、局部補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)的一系列技術(shù)措施對(duì)于科學(xué)預(yù)判管道運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)、減少風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生幾率起到至關(guān)重要的作用。依據(jù)2012年對(duì)油田在用的強(qiáng)制電流陰極保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行情況的調(diào)查分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，油田已建的用于保護(hù)管道和儲(chǔ)罐的583套強(qiáng)制電流陰極保護(hù)系統(tǒng)處于有效運(yùn)行狀態(tài)的系統(tǒng)237套，占總量的40.6%；由于各種原因處于停運(yùn)狀態(tài)的共計(jì)205套，占總量的35.2%；運(yùn)行異常的有141套，占總量的24.2%。兩年里通過維修維護(hù)，使180套恢復(fù)了正常，運(yùn)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(nèi)容，若按照可使管道的使用壽命延長至30年計(jì)算，相當(dāng)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(jù)目前管道修復(fù)成本約1.8萬元/km計(jì)算，60年里可少投入一輪的更新投資，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。三次采油工業(yè)化推廣以后，地面工程技術(shù)一直困擾于污水處理難以達(dá)標(biāo)回注問題。2014年，杏北油田在聚驅(qū)污水處理站采取了降低沉降罐液位后，把中間層單獨(dú)用泵抽到廢液儲(chǔ)存池中，再進(jìn)行污泥濃縮減量化處理。不需很大的改造投入和技術(shù)研究，污水處理效果卻有很大的改善。類似于這種基礎(chǔ)性的技術(shù)管理工作貌似小措施、小投入?yún)s會(huì)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(shì)日趨緊張的情況下，規(guī)劃設(shè)計(jì)工作的導(dǎo)向應(yīng)該在重視優(yōu)化、簡化，應(yīng)用新工藝、新技術(shù)的基礎(chǔ)上逐步轉(zhuǎn)變到更加重視技術(shù)基礎(chǔ)管理工作，加大力度推進(jìn)能提高地面基礎(chǔ)設(shè)施管理水平的技術(shù)措施，指引廣大規(guī)劃設(shè)計(jì)工作者共同朝著夯實(shí)生產(chǎn)保障能力、改善設(shè)施使用性能、延長設(shè)施使用壽命的目標(biāo)努力。
2.2根據(jù)油田自身?xiàng)l件和特點(diǎn)應(yīng)用新工藝、新技術(shù)
借鑒其他油田的經(jīng)驗(yàn)，為了簡化集輸處理工藝，大慶油田于2010年開始積極推廣應(yīng)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(gè)三次采油區(qū)塊、2498口單井。應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)，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(dá)到878口，占比35%。回壓升高造成集油狀況變差，檢泵作業(yè)、活動(dòng)熱洗、管線解堵的工作量大幅上升，既影響了油井產(chǎn)量，又增加了工人勞動(dòng)強(qiáng)度和提高了運(yùn)行成本。通過不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識(shí)到，單管通球工藝不適合于三次采油開發(fā)區(qū)塊應(yīng)用。主要是由于聚驅(qū)、三元復(fù)合驅(qū)采出液成分復(fù)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(dòng)性變差，富含聚合物、蠟和瀝青質(zhì)等重質(zhì)成分的黏稠物質(zhì)，且呈不均勻分布，極易在管道彎頭、閥門、變徑及內(nèi)部不光滑處聚集，造成管道局部淤積堵塞，液體流動(dòng)阻力上升。目前已全部進(jìn)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(shù)要認(rèn)真研究適用條件，既要取自五湖四海，又要符合自身特點(diǎn)才能放之皆準(zhǔn)。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(yīng)用碳纖維電加熱管，應(yīng)用井?dāng)?shù)達(dá)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(jié)制造長度僅14m，而每14m處有5個(gè)電接頭，致使該管道接頭過多，使用年限較短，投產(chǎn)一年后即故障頻發(fā)。該工藝基于交變電流集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)原理，交變電流僅在管道內(nèi)壁0.7mm左右的表層內(nèi)通過，管壁產(chǎn)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(shí)，在原管道不開挖的情況下在管道內(nèi)部穿入伴熱電纜，一次性穿線可長達(dá)800m，除特殊情況外，單井管道中間無接頭。兩年來無故障穩(wěn)定運(yùn)行，可低于原油凝固點(diǎn)集油。與需要全線開挖管線改造的外穿槽式電熱帶技術(shù)相比，工程造價(jià)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(yīng)用中經(jīng)歷了引進(jìn)、學(xué)習(xí)，再根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況改進(jìn)提高的過程。三次采油開發(fā)區(qū)塊要求注入地下的是經(jīng)過深度處理的污水，對(duì)含油量、懸浮固體含量和懸浮物粒徑中值有嚴(yán)格的要求。而三次采油的特點(diǎn)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(guī)技術(shù)難以進(jìn)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(yàn)了生化法深度處理聚驅(qū)采出污水，研制了適應(yīng)于聚驅(qū)污水特性的微生物，小試、中試都見到了效果，目前正在進(jìn)行工業(yè)化試驗(yàn)。這也是大慶油田三次采油規(guī)模巨大的自身特點(diǎn)決定了既要采取拿來主義，又要建立具有自身特色技術(shù)工藝的典型做法。
2.3站場(chǎng)更新維護(hù)要與系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整相結(jié)合
到目前為止，1200多座大中型站場(chǎng)中使用年限超過20年的有230多座，今后都要相應(yīng)進(jìn)行整體或局部改造。而“十三五”期間，喇薩杏主力油田原油產(chǎn)量將會(huì)遞減，地面各系統(tǒng)負(fù)荷率會(huì)出現(xiàn)下降和不平衡，對(duì)水驅(qū)和聚驅(qū)后的區(qū)塊和系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整、挖掘剩余能力、提高負(fù)荷率、降低運(yùn)行能耗已成必然趨勢(shì)。這種形勢(shì)下，無論是站場(chǎng)的常規(guī)技術(shù)改造還是安全改造都要堅(jiān)持系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整，并做到“五達(dá)標(biāo)”，即油水氣烴的處理要達(dá)標(biāo)、能力及負(fù)荷調(diào)整要達(dá)標(biāo)、節(jié)能降耗的指標(biāo)要達(dá)標(biāo)、設(shè)計(jì)參數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)要達(dá)標(biāo)、事故隱患的消除要達(dá)標(biāo)。在調(diào)整、改造、達(dá)標(biāo)這樣做的過程中，也要區(qū)分具體情況，按“三適”原則進(jìn)行。適時(shí)調(diào)整就是選擇合適的調(diào)整改造時(shí)機(jī)。已進(jìn)入改造期的站場(chǎng)，更新或改造時(shí)采用“關(guān)、轉(zhuǎn)、并、降”措施堅(jiān)決進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整；未到改造期的站場(chǎng)對(duì)于運(yùn)行能耗低的靜態(tài)設(shè)施如容器、儲(chǔ)罐、沉降罐等，即使負(fù)荷率低了也“非改不調(diào)”，設(shè)施更新時(shí)再調(diào)整，對(duì)于運(yùn)行能耗高的動(dòng)態(tài)設(shè)施如機(jī)泵、加熱爐、變壓器等，即使未到使用壽命，當(dāng)出現(xiàn)超高或超低負(fù)荷率時(shí)都要“不改也調(diào)”，采取利舊調(diào)整、站間調(diào)換、節(jié)能改造等措施。適當(dāng)調(diào)整就是結(jié)合具體項(xiàng)目開發(fā)預(yù)測(cè)去確定調(diào)整改造規(guī)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(diào)整就是要提高工藝技術(shù)的適用性。
3主管部門和設(shè)計(jì)單位應(yīng)有的作用
老油田規(guī)劃設(shè)計(jì)工作的核心還是要把地面基礎(chǔ)設(shè)施改造好、維護(hù)好，繼續(xù)使規(guī)模龐大、數(shù)量龐多、新度系數(shù)低的油氣水處理系統(tǒng)有效發(fā)揮，保障油田生產(chǎn)的能力。這就要求規(guī)劃設(shè)計(jì)主管部門增強(qiáng)前瞻性、提高預(yù)見性，善于發(fā)現(xiàn)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(lǐng)、早規(guī)劃、快舉措，經(jīng)科學(xué)決策后的有效技術(shù)措施要全力重點(diǎn)推進(jìn)，諸如管道防腐、水質(zhì)改善、簡化集輸處理工藝等基礎(chǔ)性的技術(shù)工作，要積極組織制定辦法、規(guī)程，以點(diǎn)帶面、加速推動(dòng)。規(guī)劃設(shè)計(jì)管理人員雖然沒有參評(píng)技術(shù)專家、帶頭人的資格，但要具備技術(shù)專家的實(shí)力和管理專家的水平才能勝任管理崗位的工作。同時(shí)要負(fù)責(zé)搭建科學(xué)決策、民主決策的平臺(tái)，負(fù)責(zé)規(guī)范項(xiàng)目運(yùn)作、技術(shù)的應(yīng)用。設(shè)計(jì)單位本身承擔(dān)著地面工程參謀部的職能，在技術(shù)上要開拓視野，不能固步自封，要把技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)有機(jī)結(jié)合起來，在其他油田經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)的好技術(shù)要因地制宜、改進(jìn)修正、特色應(yīng)用。在特高含水期，水驅(qū)、聚合物驅(qū)、三元復(fù)合驅(qū)多種開發(fā)形勢(shì)并存，老區(qū)、外圍油田產(chǎn)量構(gòu)成發(fā)生較大變化的局面下，更要加強(qiáng)總體規(guī)劃研究，梳理地面工程適應(yīng)開發(fā)形勢(shì)要求的系統(tǒng)間、區(qū)域間優(yōu)化調(diào)整的總體思路，制定切實(shí)可行的優(yōu)化調(diào)整方案。
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