徐 閩王 蓉（.中海石油（中國）有限公司天津分公司工程建設(shè)中心 天津30046；.中海油能源發(fā)展裝備技術(shù)有限公司工程設(shè)計研發(fā)中心 天津30045）

旅大10-1油田綜合調(diào)整工程開發(fā)方案優(yōu)化研究

徐 閩1王 蓉2
（1.中海石油（中國）有限公司天津分公司工程建設(shè)中心 天津300461；
2.中海油能源發(fā)展裝備技術(shù)有限公司工程設(shè)計研發(fā)中心 天津300452）

旅大10-1油田生產(chǎn)形勢好，油藏通過繼續(xù)挖潛預(yù)測出較好采收率，啟動了該油田綜合調(diào)整工程開發(fā)。在開發(fā)方案研究中，工程方新建注水海管，降低水源井產(chǎn)水，解決油田富余生產(chǎn)水回注問題；通過新老平臺修井機軌道對接實現(xiàn)后續(xù)鉆完井、修井作業(yè)；改變電網(wǎng)運行方式，以零成本方式提高電網(wǎng)熱備容量。最終開發(fā)方案順利通過審查并已實施投產(chǎn)，為這個“短平快”的項目打下良好的設(shè)計基礎(chǔ)，也為今后類似的工程進行了有益探索。

旅大10-1油田綜合調(diào)整； 工程開發(fā)方案；修井機軌道對接；熱備容量

引　言

根據(jù)最新的油藏研究成果，旅大10-1油田通過增加調(diào)整井可以進一步提高油田采收率。油藏推薦方案預(yù)測至2040年，全油田累積產(chǎn)油量可達1 893.28×104m3，采收率為40.9%。為滿足油田產(chǎn)量需求，提出了旅大10-1油田綜合調(diào)整研究課題?；诼么笥吞铿F(xiàn)狀、油藏和鉆完井方案設(shè)計，工程方需新建一座四腿井口平臺WHPC，同時對工程方案研究中遇到的難題進行分析研究，優(yōu)化方案并解決實際工程問題。最終，方案順利通過審查并快速啟動后續(xù)設(shè)計，為完成“十二五”目標作出了貢獻。

1　油田及項目概況

旅大4-2/10-1油田（下文稱“旅大10-1油田”）位于渤海遼東灣海域遼西低凸起的中南端，在綏中36-1油田CEP平臺的西南方向。旅大10-1 CEP平臺距SZ36-1油田陸上終端約57.3 km，油田水深為31 m。

旅大10-1油田采用半海半陸式開發(fā)。旅大10-1 CEP中心平臺處理旅大10-1 WHPA和旅大4-2 WHPB這兩個井口平臺的產(chǎn)物，處理后含1%水的穩(wěn)定原油再經(jīng)海底管線輸送登陸。油田總圖如圖1所示。

圖1　油田總圖

旅大10-1 WHPA平臺是一座集計量、修井、注水為一體的四腿井口平臺，該井口平臺通過棧橋與旅大10-1 CEP平臺相連。2009年至2010年先后分三期工程對WHPA和CEP進行了較大規(guī)模的改造：一期工程在WHPA井口區(qū)南側(cè)外掛4個井槽；二期工程在一期工程基礎(chǔ)上再在WHPA井口平臺南側(cè)新增2根樁腿，增加2排（8個）井槽，新增電氣房間和設(shè)備；三期工程在CEP西側(cè)增加2根樁腿，對旅大工藝系統(tǒng)進行擴容升級，增加設(shè)備滿足調(diào)整產(chǎn)量要求。

2　工程開發(fā)原則

本次油田綜合調(diào)整工程的開發(fā)原則為：

（1）合理優(yōu)化方案，充分依托現(xiàn)有設(shè)施；

（2）技術(shù)可行，安全可靠；

（3）統(tǒng)一部署，降低投資。

3　方案優(yōu)化

3.1 依托現(xiàn)有設(shè)施，優(yōu)化流程，滿足環(huán)保要求

根據(jù)油藏配產(chǎn)綜合調(diào)整后，油田最新配產(chǎn)與旅大10-1CEP有效設(shè)備處理能力對比見表1。

由表1可見，旅大10-1 CEP原油處理系統(tǒng)、天然氣處理系統(tǒng)、生產(chǎn)水處理系統(tǒng)及注水系統(tǒng)均可滿足油田調(diào)整后的產(chǎn)量要求，但油田配產(chǎn)顯示，2017年開始油田產(chǎn)水量將大于注水能力，并于2029年富余生產(chǎn)水量達到最大2 829.10 m3/ d。由于旅大4-2 WHPB目前注水采用水源井水，油田調(diào)整后，排產(chǎn)出污水若全部回注旅大10-1區(qū)塊將造成油田壓力過高，主區(qū)壓力超地層破裂壓力，因此工程須考慮解決多余污水回注問題，并實現(xiàn)油田零排放的環(huán)保指標。

表1　處理能力比較　Sm3/d

在依托旅大10-1油田現(xiàn)有處理設(shè)施的前提下，工程方綜合考慮以下三個可行性方案［1］。

* 方案1：外掛井口平臺+旅大4-2 WHPB平臺新增污水處理設(shè)施。在旅大10-1 WHPA平臺南側(cè)新建井口平臺WHPC；同時在旅大4-2 WHPB平臺西側(cè)外掛一個兩腿平臺，增加生產(chǎn)水處理設(shè)施。處理合格后，代替大部分水源井水進行回注，剩余污水仍然通過原有海管送到旅大10-1 CEP處理。

圖2　方案1工藝流程框圖

* 方案2：外掛井口平臺+注水海管。在旅大10-1 WHPA平臺南側(cè)新建井口平臺WHPC；同時將旅大10-1 CEP平臺處理后的一部分生產(chǎn)污水，以一條新建的旅大10-1 CEP至旅大4-2 WHPB的海管（直徑8 inch，長約14 km）送至旅大4-2 WHPB平臺，代替水源井水進行注水。

圖3　方案2工藝流程框圖

* 方案3：獨立井口平臺（含生活樓）+海管海纜。在距離旅大10-1 WHPA平臺1 km處新建可容納30個人的生活樓井口平臺WHPC；同時增加旅大10-1 WHPA與旅大10-1 WHPC之間的注水、混輸管線及電纜，并新建一條旅大10-1 CEP至旅大4-2 WHPB的注水海管。針對上述三個方案，工程量及費用投資見表2。

表2　工程量及工程費用對比表

經(jīng)對工程設(shè)施量及投資預(yù)算比較，方案2的工程量較少，海管鋪設(shè)技術(shù)成熟且費用最低，并能較好地解決旅大10-1油田富余生產(chǎn)水的回注問題，保證油田零排放的環(huán)保要求。

3.2 優(yōu)化平臺位置，解決老平臺側(cè)鉆及后期鉆完井、修井作業(yè)

根據(jù)各專業(yè)綜合分析比較，工程確定“外掛井口平臺+注水海管”方案，但需進一步研究該外掛井口平臺的具體外掛位置。根據(jù)鉆完井作業(yè)限制，工程方可選擇在旅大10-1WHPA平臺南側(cè)或者西側(cè)外掛井口平臺。但在旅大10-1WHPA平臺西側(cè)外掛平臺方案無法實現(xiàn)修井機共用及老井槽側(cè)鉆問題外，也會造成鉆井船?？啃吕掀脚_系纜不便，影響WHPA平臺救生艇的使用等［2-3］。鑒于以上原因，故采用在旅大10-1WHPA平臺南側(cè)新建四腿井口平臺WHPC。平臺初期采用自升式鉆井平臺（南側(cè)就位）完成鉆井和完井作業(yè)。

旅大10-1WHPA平臺目前配置HXJ135修井機。若為減少投資，仍利用該修井機，則后期無法實現(xiàn)新老平臺的鉆井、完井及修井作業(yè)，因此，必須在WHPC新建1臺電驅(qū)HXJ225修井機，以實現(xiàn)后期新舊平臺的鉆井及修井作業(yè)［4］。工程方提出在WHPA平臺與WHPC平臺間通過棧橋和滑軌連接，將新建的WHPC平臺滑軌與原先的WHPA平臺滑軌相連。其中一條滑軌布置在1軸，另一條滑軌與其間距為10.5 m，新平臺兩條滑軌北側(cè)與老平臺滑軌相連，南側(cè)延伸至平臺邊緣，使修井機的作業(yè)范圍能夠覆蓋新老平臺的所有井口。新建的修井機通過相連的滑軌滑移到舊WHPA平臺，在多功能平臺的支持下進行WHPA平臺生產(chǎn)井的開窗側(cè)鉆等作業(yè)。滑軌總體布置圖如下頁圖5所示。

由于HXJ225型修井機的支點反力比HXJ135型修井機增加約50%，WHPA平臺原滑軌將很難滿足新建225型修井機的作業(yè)要求，因此建議將原WHPA平臺滑軌拆除，使兩平臺滑軌采用統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)形式予以連接。對于新老平臺之間的連接形式，經(jīng)工程結(jié)構(gòu)對滑軌連接分析，WHPC與WHPA平臺滑軌之間采用臨時連接。連接部位的結(jié)構(gòu)形式如圖6所示。

圖5　滑軌總體布置

根據(jù)HXJ225型修井機在平臺上的狀態(tài)，分別對其作業(yè)工況和滑移工況進行平臺整體強度校核。HXJ225型鉆修井機在WHPC和WHPA平臺作業(yè)及兩平臺之間滑移的過程中，WHPA樁基承載能力滿足強度要求，經(jīng)結(jié)構(gòu)加強后更能滿足強度要求。

圖6　滑軌結(jié)構(gòu)連接示意圖

3.3 依托現(xiàn)有綏中電網(wǎng)，優(yōu)化熱備容量

原旅大4-2/5-2/10-1油田電氣系統(tǒng)采用集中供電方式。在旅大10-1中心平臺（CEP）上設(shè)置一個獨立主電站，含3臺透平發(fā)電機，正常工作時2用1備，除為旅大10-1 CEP和旅大10-1 WHPA供電，還可同時通過兩臺6.3 kV/35 kV的升壓變壓器（并列運行），經(jīng)一條海底復(fù)合電纜為旅大4-2 WHPB供電，并通過井口平臺WHPB和綜合平臺DPP間的一條海底動力電纜為旅大5-2 DPP供電。目前已經(jīng)通過海纜連接，與SZ36-1CEP及SZ36-1CEPK中心電站組網(wǎng)，形成綏中電網(wǎng)。整個電網(wǎng)共有16臺發(fā)電機組。

考慮依托綏中電網(wǎng)，按照“外掛井口平臺+注水海管”的工程方案進行電力負荷估算及校核。預(yù)計WHPC投產(chǎn)后，今年綏中電網(wǎng)的負荷最大。此外，比較了10種運行工況，按電站最大出力計算，電網(wǎng)熱備容量在1 425 ～3 425 kW，電網(wǎng)熱備容量范圍應(yīng)在2 700 ～ 6 700 kW。這一熱備容量缺額較大，將影響電網(wǎng)頻率穩(wěn)定性，因此必須考慮熱備容量的優(yōu)化方案。為此，工程方考慮了兩種方案：（1）APP并網(wǎng)方案；（2）改變電網(wǎng)運行方式。兩種方案的熱備值估算及費用比較見表3。

表3　熱備用量方案效果對比

通過對比分析可知：APP并網(wǎng)方案需要增加透平，設(shè)備費用以及改造工作量大，并且油田配產(chǎn)無法協(xié)調(diào)解決提供透平燃氣問題。改變電網(wǎng)運行方式，可在不影響電網(wǎng)主機大修倒換的情況下，由14用2備改為15用1備，使熱備容量滿足要求且不用增加額外費用。因此，新建WHPC平臺可不設(shè)主電站，主動力電源依托綏中電網(wǎng)供電，引自旅大10-1 WHPA的6.3 kV中壓柜備用開關(guān)VCB04。這一項優(yōu)化節(jié)省了工程及投資費用，也為后期作業(yè)區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃起到優(yōu)化作用。

4　結(jié)　論

通過可行性方案設(shè)計優(yōu)化、工程方簡化平臺工程和設(shè)施，以及采用常規(guī)成熟工藝流程，解決了油田富余生產(chǎn)水回注問題，達到海上零排放的環(huán)保要求。新增平臺電力依托綏中電網(wǎng)，優(yōu)化運行工況，在保證油田調(diào)整所需電力情況下提高了電網(wǎng)的熱備容量；同時，該項目通過新老平臺修井機軌道對接實現(xiàn)兩臺修井機滑移互換，互為備用的方案在渤海油田尚屬首次，為后續(xù)鉆井、修井作業(yè)效率的提高有很大幫助，也為類似工程項目進行有益探索。

該項目工程開發(fā)方案為油田全壽命方案，因此在解決以上工程難題的情況下，工程方還對工程設(shè)備進行分析，并對空間和部分設(shè)備進行預(yù)留，以應(yīng)對油藏風(fēng)險及潛力。該項目開發(fā)收益率將高于中國海洋石油總公司規(guī)定指標，經(jīng)濟效益良好，具有開發(fā)價值。目前該項目已完成海上安裝并投入運營且達到了預(yù)期產(chǎn)量規(guī)劃。這個“短平快”的調(diào)整項目將促進旅大油田群產(chǎn)量再上新臺階，也將為渤海油田實現(xiàn)“十二五”產(chǎn)量目標作出積極貢獻。

［1］ 余俊雄，丁九亮. 岐口17-2油田總體開發(fā)方案的優(yōu)化［J］.中國海上油氣（工程），2000（2）：8-9.

［2］ 穆頃，張建勇，楊光，等. LD10-1 油田井口加掛井槽技術(shù)研究［J］.船舶，2012（3）：1-5.

［3］ 張建勇，李挺前，穆頃，等. 導(dǎo)管架平臺外掛樁腿擴建技術(shù)實踐與改進［J］. 中國海洋平臺，2012（6）：27-31.

［4］ 郭華，馮定，劉書杰，等. 海上油田開發(fā)后期調(diào)整對初期鉆修井機具選擇的影響分析［J］. 中國海上油氣，2012（6）：51-53.

［5］《海洋石油工程設(shè)計指南》編委會. 海洋石油工程設(shè)計概論與工藝設(shè)計［M］. 北京：石油工業(yè)出版社，2007：203-216.

Optimization of development plan of LD10-1 oilfi eld regulation projection

XU Min1WANG Rong2
(1. Engineering Construction Center, Tianjin Branch of CNOOC (China) Ltd., Tianjin 300461, China; 2. CNOOC EnerTech Equipment Technology Research & Design Center, Tianjin 300452, China)

The development plan of LD10-1 Oilfield regulation projection is implemented due to its good production situation and the great potential for recovery efficiency through the continous exploitation. In the research of this development plan, the water produced by the water source well is lowered by the new injection water pipeline to solve the reinjection of the redundant produced water. The later drilling, completion and workover operations are conducted by the skids combination of the workover rig on new and old platforms. And the hot standby capacity of the power grid is improved without cost by changing its operation mode. Finally, the development plan has been approved and put into practical application. It can lay good foundation and set the exploration for the similar projects in future.

LD10-1 oilfield regulation; development plan; skids combination of workerover rig; hot standby capacity

TE32

A

1001-9855（2016）04-0025-07

10.19423 / j.cnki.31-1561 / u.2016.04.025

2016-01-26；

2016-03-10

徐 閩（1981-），男，工程師，研究方向：海上油田工程技術(shù)項目管理。

王 蓉（1982-），女，高級工程師，研究方向：海洋石油工程工藝、安全專業(yè)設(shè)計及項目管理。