大慶油田有限責(zé)任公司第十采油廠

2018年4月，某油田產(chǎn)能區(qū)塊井喜獲高產(chǎn)工業(yè)油流，成為松遼盆地外圍首口自然產(chǎn)能超百立方米的探井，也是大慶探區(qū)自1973 年以來(lái)自然產(chǎn)能超百立方米的又一口探井，展現(xiàn)了良好的勘探前景，同時(shí)也拉開了區(qū)塊開發(fā)建設(shè)的帷幕。

1 基本概況

按照“勘探開發(fā)一體化、整體效益建產(chǎn)”的思路要求[1]，2019 年某油田產(chǎn)能區(qū)塊基建油水井152口，其中油井124 口，水井28 口，建成產(chǎn)能16.94×104t/a，初期產(chǎn)液673 t/d，產(chǎn)油449 t/d；后期產(chǎn)液501 t/d，產(chǎn)油150 t/d，是該外圍油田實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)、上產(chǎn)的主要產(chǎn)能區(qū)塊，如表1所示。

區(qū)塊地處雙城市區(qū)西南15 km同心滿族鄉(xiāng)和蘭棱鎮(zhèn)境內(nèi)，位于雙城油田東南部，距已建S1 聯(lián)直線距離36 km，公路距離71 km，區(qū)塊位置獨(dú)立，無(wú)系統(tǒng)依托。油田區(qū)域內(nèi)主要地類為耕地，西南部分區(qū)域?yàn)樗咎锏?，村屯較多，整體地勢(shì)東北高、西南低。從治安村往西和新化村西南部區(qū)域低于151 m 高程地帶均為低洼耕地，雨季易積水成為淤地，土路難以通行，新化村西南部區(qū)域以水稻田地為主，局部地區(qū)為丘陵地帶，地面環(huán)境復(fù)雜，從以往開發(fā)經(jīng)驗(yàn)看，效益建產(chǎn)難度大。

表1 某油田產(chǎn)能區(qū)塊基建油水井開發(fā)指標(biāo)預(yù)測(cè)Tab.1 Infrastructure oil and water well development index forecast of an oilfield production block

2 “三高”模式

2.1 優(yōu)化簡(jiǎn)化高效益

2.1.1 叢式布井降投資

區(qū)塊建設(shè)推行“地上地下一體化”工作模式[2]，地面建設(shè)、開發(fā)共同現(xiàn)場(chǎng)勘察，充分結(jié)合，以地下地層靶點(diǎn)坐標(biāo)為依據(jù)，按照“一防、三省、四遠(yuǎn)離”原則，優(yōu)化布井方案。即統(tǒng)籌考慮斜井盡量避免穿越地質(zhì)斷層，防止套變；最優(yōu)地面建設(shè)方案，做到省管道、省電力線路、省新建道路；井位盡量遠(yuǎn)離村屯、水泡、水渠環(huán)境敏感區(qū)域和征地費(fèi)用高的地段。經(jīng)過優(yōu)化對(duì)比，124口油井和28口水井，共布設(shè)獨(dú)立油水井各1口，叢式平臺(tái)19座，最大平臺(tái)19口井。

與常規(guī)建設(shè)方式相比，集油閥組間由7座減少到3 座，管道由205 km 減少到170 km，道路由45 km 減少到8 km，井場(chǎng)由152 座減少到21 座。通過優(yōu)化布井方式，雖然鉆井和采油增加投資4 599 萬(wàn)元，但地面建設(shè)節(jié)省建設(shè)投資5 715 萬(wàn)元，總體節(jié)省投資1 116萬(wàn)元。

2.1.2 簡(jiǎn)化工藝提效益

優(yōu)化集油工藝，降低運(yùn)行成本[3]。根據(jù)已投產(chǎn)區(qū)塊經(jīng)驗(yàn)，單管電加熱流程在建設(shè)投資上比環(huán)狀摻水流程優(yōu)勢(shì)明顯，本區(qū)塊建設(shè)中集油工藝優(yōu)化上即考慮短期投資成本，更兼顧長(zhǎng)期運(yùn)行成本。單管電熱混輸集油需在區(qū)塊中心新建混輸泵站1座，井口設(shè)電加熱器21 臺(tái)，新建集輸油管道21.7 km，管道集膚效應(yīng)電加熱裝置17 臺(tái)，建設(shè)投資7 515 萬(wàn)元。環(huán)狀摻水流程需新建轉(zhuǎn)油站1 座，集油閥組間3座，集油摻水管道47.6 km，建設(shè)投資10 416.23 萬(wàn)元，電熱混輸集油比環(huán)狀摻水流程節(jié)省近30%建設(shè)投資。但環(huán)狀摻水流程維護(hù)方便，運(yùn)行能耗低，從長(zhǎng)遠(yuǎn)成本角度測(cè)算，采用環(huán)狀集油流程，投資及10年費(fèi)用現(xiàn)值比電熱流程少3 878萬(wàn)元，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用達(dá)52.2%，降低了運(yùn)行成本，因此區(qū)塊選擇環(huán)狀摻水工藝進(jìn)行站外建設(shè)[4]。

優(yōu)選脫水工藝，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)油、脫水靈活轉(zhuǎn)變。鑒于零散區(qū)塊往往因開發(fā)潛力不明確導(dǎo)致投產(chǎn)初期設(shè)備能力不足、后期閑置的問題，以及采用傳統(tǒng)的二段電脫水工藝，因外輸工況調(diào)整導(dǎo)致電脫水裝置閑置產(chǎn)生無(wú)效投資的風(fēng)險(xiǎn)，因此采用兩段熱化學(xué)脫水工藝。初期2 臺(tái)Φ4 000 mm×20 028 mm 三相分離裝置串聯(lián)二段脫水，如區(qū)塊轉(zhuǎn)為管道外輸，則2臺(tái)裝置功能轉(zhuǎn)為油氣分離器，互為備用，滿足含水油外輸需求。通過工藝優(yōu)選，少建2 臺(tái)電脫水裝置，節(jié)省投資370萬(wàn)元。

開展前期實(shí)驗(yàn)，簡(jiǎn)化工藝流程。目前大慶油田“8.3.2”注水指標(biāo)常規(guī)處理工藝流程為“來(lái)水 氧化除硫 自然沉降 混凝沉降 兩級(jí)壓力過濾 出水”，在方案設(shè)計(jì)過程中，先期對(duì)雙66 等3 口高含水井取樣化驗(yàn)后再確定工藝流程。3口井硫化物含量最高為3.77 mg/L，由于含硫量較低，取消氧化除硫工藝，節(jié)省建設(shè)投資230萬(wàn)元。新建注水站優(yōu)先回注污水，不足部分補(bǔ)充清水，污水由污水站提供，清水由水質(zhì)站提供。為降低投資，對(duì)生產(chǎn)油井和水源井取樣，進(jìn)行清污混合室內(nèi)試驗(yàn)，懸浮物無(wú)增加趨勢(shì)，注水站簡(jiǎn)化為清污混注流程，減少投資120萬(wàn)元。

簡(jiǎn)化爐前工藝，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。按照油田公司調(diào)研結(jié)論，對(duì)加熱爐爐前工藝進(jìn)行了簡(jiǎn)化，取消7座燒火間及配套的可燃?xì)怏w報(bào)警器和采暖工藝，增加擋雨棚和供氣管道伴熱，節(jié)省投資10 萬(wàn)元，同時(shí)有效降低了密閉空間可燃?xì)怏w的燃爆風(fēng)險(xiǎn)。

采用過水路面，滿足生產(chǎn)運(yùn)行。為滿足152口油水井、聯(lián)合站及計(jì)量間等對(duì)外的交通聯(lián)絡(luò)。統(tǒng)籌考慮平臺(tái)位置、完善地方基礎(chǔ)設(shè)施等因素，共新建井排支、干環(huán)路18 km，按交通部四級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，采用水泥混凝土路面。根據(jù)區(qū)塊的地勢(shì)、地貌，為減少基本農(nóng)田占用、避免路基阻水淹沒農(nóng)田引發(fā)經(jīng)濟(jì)糾紛等不利情況，道路高度按過水路面設(shè)計(jì)。通過優(yōu)化路徑，節(jié)省征地等建設(shè)投資800 萬(wàn)元，同時(shí)提高了道路的使用壽命。

2.1.3 統(tǒng)籌利用

統(tǒng)籌考慮鉆井、壓裂、采油井場(chǎng)及道路的墊方和征地，避免重復(fù)墊方、重復(fù)征地。前期鉆井道路保通工程和后期地面建設(shè)有序銜接，將鉆井前期墊路3.5×104m3的建筑垃圾充分利舊，其中墊低洼井場(chǎng)1.24×104m3，墊通井路1×104m3，回收利用率65%，節(jié)省投資885萬(wàn)元。

2.1.4 多措并舉提前建產(chǎn)

積極開展提前建產(chǎn)臨時(shí)工程設(shè)計(jì)，采用井場(chǎng)拉油的方式組織生產(chǎn)，產(chǎn)液拉運(yùn)至S1#聯(lián)合站卸油點(diǎn)。新建供電線路6.8 km，靈活租用變壓器7 臺(tái)，井場(chǎng)注水橇5 座，組織維修儲(chǔ)油罐7 座，提前投產(chǎn)油井39口，水井10口，累計(jì)貢獻(xiàn)產(chǎn)量3.41×104t，累計(jì)注水1.05×104m3。新建的井場(chǎng)設(shè)備52 套和平臺(tái)通井路均與產(chǎn)能工程相符。

通過地面系統(tǒng)優(yōu)化簡(jiǎn)化、臨時(shí)設(shè)計(jì)等措施，共節(jié)省建設(shè)投資2 621 萬(wàn)元，單井投資由320 萬(wàn)元降至303 萬(wàn)元，收益率由10.7%上升至11.5%；提前建產(chǎn)原油8.05×104t，實(shí)現(xiàn)了區(qū)塊的經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)。

2.2 管理創(chuàng)新高效率

2.2.1 超前介入構(gòu)建骨架

為保障區(qū)塊的快速實(shí)施，地面規(guī)劃設(shè)計(jì)工作提前介入[5]，開展調(diào)研，多方結(jié)合，保障電力、水資源等基礎(chǔ)設(shè)施供給。

結(jié)合開發(fā)預(yù)測(cè)，確定建設(shè)規(guī)模，優(yōu)選外輸方案。提前介入后，現(xiàn)場(chǎng)初步勘查，預(yù)選擬建聯(lián)合站和集油配水間站址，同時(shí)對(duì)區(qū)塊產(chǎn)出液去向進(jìn)行了優(yōu)化。鑒于該區(qū)塊產(chǎn)油量遞減幅度大、產(chǎn)液量遞減幅度較小的特點(diǎn)，分別對(duì)比原油管輸和拉運(yùn)兩種方式輸至朝陽(yáng)溝油田和哈爾濱煉油廠4個(gè)方案進(jìn)行優(yōu)選。拉運(yùn)至哈爾濱煉油廠，運(yùn)距90 km，年運(yùn)行費(fèi)用1 300 萬(wàn)元，拉運(yùn)至S1#聯(lián)合站卸油點(diǎn)，運(yùn)距71 km，年運(yùn)行費(fèi)用1 025萬(wàn)元；管輸至哈爾濱煉油廠，管道長(zhǎng)度80 km，需建設(shè)中間加熱加壓站，投資6 440萬(wàn)元，管輸至S1#聯(lián)合站卸油點(diǎn)，管道長(zhǎng)度43 km，需建設(shè)中間加熱加壓站，投資2 300 萬(wàn)元。綜合考慮運(yùn)行費(fèi)用、建設(shè)投資、建設(shè)難度、外輸計(jì)量以及目前S1#外輸管道的運(yùn)行能力受限等因素，確定區(qū)塊初期產(chǎn)量拉運(yùn)至S1#聯(lián)合站卸油點(diǎn)。

調(diào)查地下水資源，為油田注水提供保障。區(qū)塊周邊無(wú)可依托的工業(yè)供水系統(tǒng)，經(jīng)與地方水務(wù)局協(xié)同調(diào)查水井4口，結(jié)合鉆井資料，區(qū)塊地區(qū)地下水含水層厚度在8～15.5 m，涌水量500～700 m3/d，水資源豐富，水質(zhì)較好，可以滿足油田注水需求。

調(diào)查電力系統(tǒng)，為油田開發(fā)注入動(dòng)力。區(qū)塊無(wú)油田電網(wǎng)可依托，附近有希勤和金城66/10 kV國(guó)網(wǎng)變電所2 座，均從S1#變電所西線接出，希勤變電所距離擬建S3#聯(lián)合站6.5 km，經(jīng)躍進(jìn)變電所接至S1#變電所，線路總長(zhǎng)28 km。金城變電所距離S3#聯(lián)合站7.2 km，中間有京哈鐵路和高架高鐵經(jīng)過，距離S1#變電所線路長(zhǎng)度21 km。經(jīng)與國(guó)網(wǎng)溝通，變電站負(fù)載率33.4%，負(fù)載率41.3%，能夠滿足S3#聯(lián)合站區(qū)域新增1 769 kW 負(fù)荷需求，最終確定從希勒和金成變電所引雙回路保障電力供應(yīng)。

2.2.2 打破常規(guī)并行推進(jìn)

鑒于區(qū)塊的特殊性，在項(xiàng)目的運(yùn)行管理上，打破常規(guī)，采取“四同步”工作方式，加快項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度。

建設(shè)單位和設(shè)計(jì)單位同步工作。成立了區(qū)塊項(xiàng)目組，油田設(shè)計(jì)院成立了方案設(shè)計(jì)專業(yè)項(xiàng)目組，均安排骨干力量全力保障項(xiàng)目運(yùn)行。

開發(fā)方案和地面方案同步開展。根據(jù)初步油藏產(chǎn)能資料啟動(dòng)地面工程方案的編制工作，期間隨著油藏產(chǎn)能資料的不斷調(diào)整變化來(lái)調(diào)整地面方案，油藏產(chǎn)能資料終稿確定后15 天便完成地面工程方案的編制和上報(bào)，并在一周內(nèi)通過方案審查。

初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)同步開展。集輸、供注水、道路等主要專業(yè)設(shè)計(jì)人員提前參與方案編制討論，根據(jù)擬定建設(shè)方案，提前開展項(xiàng)目集輸油管網(wǎng)、道路和S3#聯(lián)合站等骨架工程設(shè)計(jì)工作，同時(shí)初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)同步進(jìn)行，縮短了項(xiàng)目設(shè)計(jì)周期。

施工圖、白圖同步報(bào)審。單項(xiàng)工程從傳統(tǒng)的資料齊全統(tǒng)一報(bào)審，到采取施工圖、白圖同步報(bào)審，分批審查的方式，加快了項(xiàng)目審批進(jìn)度。

2.2.3 “三化”設(shè)計(jì)加快進(jìn)度

區(qū)塊以“小型站場(chǎng)設(shè)施橇裝化、大型站場(chǎng)設(shè)施模塊化、站內(nèi)工藝預(yù)制化”為工作目標(biāo)，3座集油間、4 座配水間、1 座配電站均按照標(biāo)準(zhǔn)化橇裝可移動(dòng)式設(shè)計(jì)。站場(chǎng)施工圖采用PDMS 三維繪圖設(shè)計(jì)，水處理設(shè)備、加熱裝置等站內(nèi)設(shè)備可在工廠內(nèi)模塊化組裝，站內(nèi)與設(shè)備設(shè)施連接的工藝管線可實(shí)現(xiàn)工廠化預(yù)制，可預(yù)制化率達(dá)到97%，較傳統(tǒng)土建—工藝現(xiàn)場(chǎng)施工方式，明顯縮短施工周期，實(shí)現(xiàn)快速建產(chǎn)。

通過超前介入和創(chuàng)新的“四同步”工作方式、“三化”設(shè)計(jì)，區(qū)塊最終方案設(shè)計(jì)比計(jì)劃提前一個(gè)半月完成，為基建施工奠定了基礎(chǔ)，爭(zhēng)取了主動(dòng)。

2.3 數(shù)字引領(lǐng)高標(biāo)準(zhǔn)

按照優(yōu)化組織架構(gòu)、實(shí)行扁平化管理的要求，以“管理集中化、技能全面化、辦公無(wú)紙化”為目標(biāo)，油田新老區(qū)域統(tǒng)一實(shí)施數(shù)字化建設(shè)[6]，為構(gòu)建專業(yè)化班組、礦兩級(jí)管理模式，減少定員，節(jié)約運(yùn)行成本，為建設(shè)成高標(biāo)準(zhǔn)、高水平、現(xiàn)代化數(shù)字油田提供基礎(chǔ)保障[7]。

2.3.1 抽油機(jī)井

對(duì)369口新老抽油機(jī)井的綜合電參、油壓、載荷、位移數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，儀表數(shù)據(jù)先以無(wú)線方式傳送至電參分析控制器，再通過WIA-PA網(wǎng)絡(luò)匯聚至計(jì)量間無(wú)線網(wǎng)關(guān)傳回中控室，實(shí)現(xiàn)單井生產(chǎn)參數(shù)監(jiān)控、遠(yuǎn)程啟停、功圖計(jì)產(chǎn)、異常工況自動(dòng)報(bào)警功能[8]。

2.3.2 集油配水間

10 座閥組間摻水、集油匯管溫度壓力采集，摻水溫度遠(yuǎn)程設(shè)定閉環(huán)調(diào)節(jié)，6 座配水間注水匯管、支線壓力采集，注水量遠(yuǎn)程設(shè)定，流量自動(dòng)調(diào)節(jié)，生產(chǎn)數(shù)據(jù)無(wú)線回傳，實(shí)現(xiàn)中控室遠(yuǎn)程調(diào)參，集油配水間生產(chǎn)無(wú)人值守。

2.3.3 轉(zhuǎn)油站

對(duì)S1#、S2#聯(lián)合站重要生產(chǎn)參數(shù)設(shè)儀表采集點(diǎn)，容器液位、主要機(jī)泵、反沖洗控制改為電動(dòng)閥或變頻調(diào)節(jié)，站內(nèi)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控，匯同站外計(jì)量間、油水井參數(shù)回傳至中控室集中監(jiān)控。

2.3.4 聯(lián)合站

S3#聯(lián)合站采用中控PLC+服務(wù)器+操作員站+遠(yuǎn)程I/O 站搭建控制系統(tǒng)，整合站內(nèi)污水、清水、注水、消防、配電所、廢液站，以及脫水、裝車崗生產(chǎn)數(shù)據(jù)，在清水崗、脫水崗分別設(shè)置遠(yuǎn)程I/O 機(jī)柜間，實(shí)現(xiàn)“八崗合一”集中監(jiān)控。

2.3.5 區(qū)域生產(chǎn)管理中心

以A11 系統(tǒng)提供的平臺(tái)作為前端數(shù)據(jù)采集基礎(chǔ)，接收生產(chǎn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、匯總、展示，自動(dòng)生成報(bào)表，以網(wǎng)站形式發(fā)布于辦公網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域所轄井、間、站等生產(chǎn)和設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控、巡檢、異常自動(dòng)報(bào)警、遠(yuǎn)程管理控制、應(yīng)急指揮等功能[9]。

油田數(shù)字化建成投產(chǎn)后，實(shí)現(xiàn)了管理層級(jí)扁平化，改變了傳統(tǒng)的信息逐級(jí)上報(bào)，指令逐級(jí)下達(dá)的運(yùn)行模式，將生產(chǎn)信息實(shí)時(shí)推送到不同管理層級(jí)，縮短生產(chǎn)指令傳遞鏈條；生產(chǎn)運(yùn)行高效化，信息化技術(shù)與傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)融合，取代大量簡(jiǎn)單、重復(fù)的勞動(dòng)，通過持續(xù)提升基層操作技能和不斷優(yōu)化用工模式，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率提升；信息采集全面化，通過實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)和視頻圖像，全天候、全參數(shù)、全過程的監(jiān)視生產(chǎn)變化[10]，為后續(xù)油氣生產(chǎn)決策提供數(shù)據(jù)支撐。人力資源最優(yōu)化，用工總數(shù)可減至100人，設(shè)置2 個(gè)采油工區(qū)、1 個(gè)保障隊(duì)，采油工區(qū)主要承擔(dān)井間站巡檢、取樣、處理以及站內(nèi)中控室監(jiān)控職能；保障隊(duì)承擔(dān)區(qū)域搶修、車輛服務(wù)、儀表運(yùn)維等生產(chǎn)服務(wù)職能。

3 結(jié)束語(yǔ)

（1）“地上地下一體化”，優(yōu)化布井方案，簡(jiǎn)化地面工藝，利用鉆井線路和道路，開展臨時(shí)設(shè)計(jì)，提前建產(chǎn)，是降低建設(shè)投資、提高開發(fā)效益的有效手段。

（2）通過“四同步”的管理創(chuàng)新和橇裝化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的“三化”設(shè)計(jì)，能夠提高項(xiàng)目運(yùn)行效率，為快速投產(chǎn)提供保障。

（3）井間站和生產(chǎn)管理中心的數(shù)字化建設(shè)，是實(shí)現(xiàn)管理層級(jí)扁平化、生產(chǎn)運(yùn)行高效化、信息采集全面化、人力資源最優(yōu)化的基礎(chǔ)保障。

（4）高效益、高效率、高標(biāo)準(zhǔn)的“三高模式”跳出傳統(tǒng)思維高站位，從投資、管理、成本、社會(huì)效益多方融合，實(shí)現(xiàn)了頂層設(shè)計(jì)的目標(biāo)，打造外圍油田標(biāo)桿精品工程，為類似獨(dú)立整裝區(qū)塊的經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)提供可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。