張宏友 馬奎前 蘇彥春 黃 凱 袁 東

(中海石油(中國)有限公司天津分公司)

0 引言

天然氣是國民經(jīng)濟生存和發(fā)展的戰(zhàn)略能源之一，作為“綠色能源”已廣泛應(yīng)用于居民生活、城市燃氣、工業(yè)發(fā)電、化工生產(chǎn)等。按相態(tài)天然氣可分為游離氣、溶解氣、吸附氣、天然氣水合物、干濕氣和凝析氣，天然氣在地層中都以氣態(tài)存在，具有產(chǎn)氣量高、穩(wěn)產(chǎn)時間長的特點；與石油相伴的溶解氣，是指溶解于地下原油中的天然氣，伴隨原油被采出，油田開發(fā)初期氣量相對較多，但在油田開發(fā)中后期，隨著原油產(chǎn)量遞減，氣量開始減少，穩(wěn)產(chǎn)時間短。

與原油不同，天然氣開發(fā)需要建設(shè)完善的天然氣輸氣管線、穩(wěn)定的下游市場用戶，用戶則要求長期、穩(wěn)定、安全的天然氣產(chǎn)量，因此以往天然氣開發(fā)利用主要以氣藏氣為主。伴生氣資源由于大多儲量規(guī)模小、產(chǎn)氣量低、穩(wěn)產(chǎn)時間短，無法滿足用戶要求，加之海上油田建設(shè)天然氣管線成本高，除部分被作為自耗氣外，剩余伴生氣資源通常作為“廢氣”放空燃燒，造成資源的極大浪費。

本文以渤西南地區(qū)為例，介紹渤海油田在探索實踐天然氣區(qū)域化聯(lián)網(wǎng)開發(fā)新模式、綜合利用天然氣資源方面取得的成果。

1 天然氣區(qū)域化聯(lián)網(wǎng)開發(fā)新模式探索與實踐

渤西南地區(qū)位于渤海西、南部海域，石油天然氣資源豐富。區(qū)域上，分為渤南、渤西、曹妃甸、蓬萊4大油田群，截止到目前，已經(jīng)投產(chǎn)油氣田27個，共動用探明天然氣地質(zhì)儲量約1000×108m3，其中伴生氣資源地質(zhì)儲量超過60%，因此伴生氣資源的合理開發(fā)利用至關(guān)重要。然而，渤西南地區(qū)油田群獨立的天然氣開發(fā)體系，無法實現(xiàn)資源共享、優(yōu)勢互補，一方面大量剩余伴生氣被放空燃燒，而另一方面又面臨自耗氣短缺、供氣形勢嚴峻，天然氣資源未得到合理利用。

針對渤西南地區(qū)天然氣開發(fā)利用現(xiàn)狀，遵循“資源共享、優(yōu)勢互補、統(tǒng)籌規(guī)劃、合理利用天然氣資源”的原則，通過天然氣管網(wǎng)將渤南、渤西、蓬萊、曹妃甸油田群連成一片(圖1)，實踐渤西南地區(qū)天然氣區(qū)域化聯(lián)網(wǎng)開發(fā)新模式，既節(jié)約資源，減少環(huán)境污染，又提高油田開發(fā)經(jīng)濟效益。整個渤西南地區(qū)天然氣區(qū)域化聯(lián)網(wǎng)開發(fā)可分為3種模式：

圖1 渤西南地區(qū)天然氣區(qū)域化聯(lián)網(wǎng)開發(fā)示意圖

1.1 油氣田內(nèi)部聯(lián)網(wǎng)開發(fā)模式

(1)渤南油氣田內(nèi)部聯(lián)網(wǎng)開發(fā)

最早渤南供氣體系是以BZ28油氣田為中心，聯(lián)合周邊其它3個油氣田進行聯(lián)合開發(fā)，建設(shè)了一條由“友誼號”FPSO至陸上終端天然氣輸氣管線，年最大輸送氣量5.0×108m3，共分兩期開發(fā)建設(shè)，分別于2004年9月和2009年12月投產(chǎn)。這四個油氣田均以氣藏氣為主，預(yù)計2011年～2020年每年將向下游用戶穩(wěn)定輸送天然氣3.0×108m3～4.0×108m3。

近年來，隨著渤南油田群開發(fā)力度的加大，以伴生氣為主的BZ34等11個新油氣田陸續(xù)投產(chǎn)，高峰年產(chǎn)天然氣5.0×108m3左右.由于以伴生氣為主，產(chǎn)氣量隨著原油產(chǎn)量遞減而下降，因此最初的開發(fā)方案中均未考慮天然氣的開發(fā)利用，除部分作為自耗氣外，剩余大量天然氣將會放空燃燒。2009年，依托現(xiàn)有渤南供氣體系的天然氣管線,新建了一條由BZ34油田至BZ28油氣田“友誼號”FPSO的天然氣管線，將以伴生氣為主的BZ34等11個油氣田剩余伴生氣資源輸送給下游市場用戶，率先在渤南油田群開發(fā)體系內(nèi)部實現(xiàn)了天然氣聯(lián)網(wǎng)開發(fā)。

渤南油田群開發(fā)體系內(nèi)部實現(xiàn)天然氣聯(lián)網(wǎng)開發(fā)后，預(yù)計2011年～2016年需要外輸氣量達到7.0×108m3～8.0×108m3，超過了現(xiàn)有渤南供氣管線輸送能力，需要增加新的天然氣管線來解決富裕的天然氣產(chǎn)量。

(2)渤西油氣田內(nèi)部聯(lián)網(wǎng)開發(fā)

渤西油田群天然氣開發(fā)利用較早，1997年投入生產(chǎn)，建立了以QK18油田為中心，天然氣經(jīng)海管輸送至陸上終端(天津濱海新區(qū))銷售。所供天然氣以“伴生氣”為主，產(chǎn)氣量隨原油產(chǎn)量變化，目前各油田大多已進入油田開發(fā)的中后期，原油產(chǎn)量與初期相比大幅度降低，產(chǎn)氣量隨之降低，通過措施增油提高的產(chǎn)氣量十分有限，天然氣生產(chǎn)形勢嚴峻，已不能滿足下游用戶對供氣量需求。

1.2 跨油氣田聯(lián)網(wǎng)開發(fā)模式

2010年，新建了一條由BZ28油氣田“友誼號”FPSO至BZ13油田至QK18油田的天然氣管線，把渤南油田群富裕天然氣通過渤西油田群現(xiàn)有天然氣管線輸送給下游市場用戶，實現(xiàn)渤西、渤南油田群的跨體系天然氣聯(lián)網(wǎng)開發(fā)模式，資源共享、優(yōu)勢互補，既有效緩解渤西油田群天然氣缺口，富裕氣量增供天津市場，支持天津濱海新區(qū)的發(fā)展；又解決了渤南油田群天然氣產(chǎn)量過剩問題，降低對原油產(chǎn)量的影響。

1.3 區(qū)域聯(lián)網(wǎng)開發(fā)模式

蓬萊油田群是中國海上第一大油田，伴生氣資源儲量規(guī)模大，然而油田群面卻面臨著開發(fā)早期剩余大量伴生氣資源，而中、后期自耗氣嚴重短缺的問題。目前該油田群處于產(chǎn)能建設(shè)階段，所產(chǎn)天然氣除用作自耗氣外，剩余氣量作為“廢氣”放空燃燒，日放空氣量高達65×104m3。隨著新井的不斷投產(chǎn)，放空的天然氣有逐漸增加的趨勢，造成資源極大浪費，也不符合國家節(jié)能減排環(huán)保要求。然而，油田進入開發(fā)中、后期，隨著原油產(chǎn)量遞減，伴生氣量隨之減少，預(yù)計2017年產(chǎn)氣量將無法滿足自耗氣的需求。

與蓬萊油田群一樣，曹妃甸油田群目前也面臨著伴生氣大量富余，日放空氣量31×104m3，預(yù)計2018年將面臨自耗氣短缺的問題。

2011年，新建了兩條天然氣管線分別將蓬萊油田群、曹妃甸油田群與現(xiàn)有渤南油田群供氣管線相連接。首先通過對渤南油田群產(chǎn)氣量優(yōu)化調(diào)整、適當(dāng)降低以“氣藏氣”為主油氣田的產(chǎn)氣量，保證蓬萊油田群、曹妃甸油田群開發(fā)早期大量剩余伴生氣資源利用南油田群供氣管線輸送給下游市場用戶；而開發(fā)中、后期又可以利用這兩條新建天然氣管線將早期渤南油田群“預(yù)留”的天然氣資源返輸給蓬萊油田群、曹妃甸油田群，解決自耗氣短缺問題，實現(xiàn)了體系間天然氣接替聯(lián)網(wǎng)開發(fā)模式，做到統(tǒng)籌規(guī)劃、科學(xué)合理利用天然氣資源。

天然氣區(qū)域化聯(lián)網(wǎng)開發(fā)實施后，渤西南地區(qū)所產(chǎn)天然氣除自耗外，全部外輸銷售，實現(xiàn)了資源共享、優(yōu)勢互補，科學(xué)合理利用天然氣資源，達到節(jié)能減排增效的目的。預(yù)計2011年～2020年累計外輸銷售氣量71.0×108m3，與聯(lián)網(wǎng)前相比，增加外輸銷售氣量32.0×108m3(圖2)，2016年～2024年渤南油田群返輸蓬萊油田群、曹妃甸油田群自耗氣10.0×108m3。

圖2 區(qū)域化聯(lián)網(wǎng)開發(fā)前、后外輸氣量對比圖

2 結(jié)論

作為基礎(chǔ)性、區(qū)域性和戰(zhàn)略性項目，渤西南地區(qū)天然氣區(qū)域化聯(lián)網(wǎng)開發(fā)既有重要的現(xiàn)實意義，又具有長遠的戰(zhàn)略意義：

(1)科學(xué)合理利用渤南、蓬萊、曹妃甸油田群剩余伴生氣資源，解決了目前渤西油田群天然氣供氣缺口以及蓬萊、曹妃甸油田群后期面臨的自耗氣短缺問題，同時也為渤西南地區(qū)長期、穩(wěn)定的供氣奠定了堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)。

(2)實現(xiàn)了天然氣資源的合理利用，既節(jié)約資源，減少環(huán)境污染，又提高油田經(jīng)濟效益。

(3)探索并實踐了更富前瞻性的區(qū)域化聯(lián)網(wǎng)開發(fā)模式，將渤南—渤西—蓬萊—曹妃甸油田群連成一片，在渤海油田率先建立了天然氣大管網(wǎng)，實現(xiàn)了資源共享、優(yōu)勢互補，促進了區(qū)域的滾動勘探開發(fā)，成為渤海油田科學(xué)發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展的典范。

1 葉慶全，袁敏.油氣田開發(fā)常用名詞解釋(第二版)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2002： 106-108.

2 張理.海上邊際油田伴生氣的利用[J].中國造船，2007，48(增刊)：223-226.