郭斌

山東萊克工程設(shè)計有限公司 山東東營 257026

1 概述

某油田開發(fā)建設(shè)采取滾動開發(fā)方式，開采初期含水率較低，地面集輸系統(tǒng)主要采用摻水伴輸流程；隨著油田開發(fā)進(jìn)入后期，采出液含水急劇升高，部分區(qū)域含水高達(dá)98%，含水率遠(yuǎn)超集輸要求。經(jīng)過50 多年開發(fā)已建立了比較完善的地面集輸及處理系統(tǒng)，采出水和原油一同輸送至聯(lián)合站進(jìn)行分水處理后，根據(jù)注采平衡要求，大多采出水又返輸回原區(qū)塊進(jìn)行回注。地面集輸系統(tǒng)主要流程：井場-計量站-接轉(zhuǎn)站-聯(lián)合站的三級布站模式；地面注水系統(tǒng)主要流程：聯(lián)合站-注水站-配水間-注水井模式。

2 存在問題

該油田為滾動開發(fā)，雖然整體布局及工藝在當(dāng)時的條件下是正確先進(jìn)的，但隨著客觀條件的變化，如原油產(chǎn)量降低、采出水量增大、采出水回注指標(biāo)嚴(yán)苛等，造成系統(tǒng)來回調(diào)水能耗高、高含水液增加導(dǎo)致運行成本增加、不同區(qū)塊污水混合處理難度大、回注水配伍性差不達(dá)標(biāo)等問題，具體表現(xiàn)在：

2.1 采出液含水急劇升高，調(diào)水能耗大，采出液加熱能耗急劇增加

目前油田集輸系統(tǒng)采出水大多未實現(xiàn)“三就地”，即：就地分水、就地處理、就地回注，而采用高含水全液外輸至較遠(yuǎn)的接轉(zhuǎn)站、聯(lián)合站處理后采出水回調(diào)回注的建設(shè)模式，由于聯(lián)合站、接轉(zhuǎn)站、注水站間距離遠(yuǎn)，采出水采出與回注循環(huán)，往返輸送，能耗高。如某接轉(zhuǎn)站，距最近聯(lián)合站達(dá)21km，噸水往返輸送電耗高達(dá)2-3 度，折合1-1.5 元/噸。采出液含水升高，導(dǎo)致采出水的無效加熱增多，且由于水的比熱為油的兩倍，采出液加熱能耗急劇增加，采出液加熱能耗趨勢見圖1。

圖1 采出液加熱能耗趨勢圖

2.2 油水處理環(huán)節(jié)多，處理難度增大，處理費用增多

采出液集輸距離長，處理環(huán)節(jié)多，剪切、攪動次數(shù)多，加劇了油珠乳化，增加油水分離難度，儲罐容積需求大，破乳劑用量大；污水在系統(tǒng)內(nèi)停留時間長，導(dǎo)致細(xì)菌滋生，腐蝕加劇，“三防”藥劑用量大[1]。

2.3 不同開發(fā)單元污水配伍性差，混合處理難度大，回注水與油藏配伍性差

不同開發(fā)單元水型各異，如區(qū)塊1 水型為NaCO3型，區(qū)塊2水型為CaCl2型，兩區(qū)塊采出水混合后，極易形成CaCO3，生成沉淀物，分離、處理難度加大，且生成新水型的采出水返輸回兩個區(qū)塊后，與區(qū)塊油藏配伍性差，影響原油生產(chǎn)。

3 優(yōu)化設(shè)計

采用就地分水、處理、回注短流程，降低調(diào)水能耗，降低處理成本，提高回注水配伍性

在油氣集輸系統(tǒng)的前端（計量站點）設(shè)置一體化就地分水處理回注裝置，對采出液進(jìn)行常溫預(yù)分水，對分出污水進(jìn)行高效處理，實現(xiàn)計量站就地分水處理，采出水就地回注，減少采出水輸送距離，節(jié)能降耗；減少采出液集輸、處理環(huán)節(jié)，降低乳化程度，降低分離難度，從而減小沉降容積和破乳劑用量。避免不同區(qū)塊不同水型采出水混合，降低采出水處理難度，提高各區(qū)塊回注水配伍性程度，提高注水井的供水壓力和水量、水質(zhì)，實現(xiàn)注足水、注好水的目標(biāo)。

國內(nèi)目前常用的分水裝置主要有：水力旋流器、腔筒分離器、斜管預(yù)分水器、三相分離器、多功能原油處理組合裝置等，這些技術(shù)的主要控制指標(biāo)是原油含水，對分出水中含油則限制較少，造成分出污水含油高達(dá)1000mg/L 左右，在目前環(huán)保要求越來越高的形勢下，分出采出水中含油量和懸浮物指標(biāo)很難滿足各區(qū)塊回注要求。

本次設(shè)計一體化就地分水處理回注橇裝化設(shè)備采用集成度高、自動化水平高的橇裝組合形式，在高效預(yù)分水的同時，強化污水除油、除懸浮物功能，改善出水水質(zhì)，使出水含油、含懸浮物均降到50mg/L 以下，從而簡化聯(lián)合站處理工藝。一體化就地分水處理回注橇裝化設(shè)備分為預(yù)處理單元、分水單元、污水處理單元、注水單元及自動控制單元等五個功能模塊單元。預(yù)處理單元主要采用常規(guī)重力沉降，實現(xiàn)兩個功能：①分出采出液中的伴生氣，減小氣體對后端單元的擾動；②采出液除砂，減少裝置摩損，降低污水懸浮固體含量。分水單元主要采用旋流+網(wǎng)格板，實現(xiàn)油水分離，將一定量較低含油的污水從采出液中分離出來。污水處理單元采用高效氣浮裝置+纖維聚結(jié)除油+斜板除懸浮物，進(jìn)一步處理預(yù)分的污水，除去污水中油和懸浮固體，達(dá)到回注標(biāo)準(zhǔn)。注水單元主要采用高壓柱塞泵，將裝置處理后污水通過增壓泵回注至指定系統(tǒng)。自動控制單元考慮來液變化、分水系統(tǒng)與原油系統(tǒng)的匹配，對一體化就地分水處理回注橇裝化設(shè)備運行參數(shù)自動檢測、調(diào)節(jié)、控制，實現(xiàn)平穩(wěn)安全運行和無人值守。

4 結(jié)語

對于開發(fā)后期含水量較高的油田，采出水“三就地”一般來說是比較經(jīng)濟的運行模式，在節(jié)能降耗的同時，可以避免多個油區(qū)采出水混合、處理后再回調(diào)造成的水質(zhì)污染，對油藏開發(fā)有利。

降低能耗，降低運行成本，提高經(jīng)濟效益是油田地面系統(tǒng)未來發(fā)展的必然要求，未來油田地面系統(tǒng)發(fā)展必將以核心技術(shù)為依托，結(jié)合短流程、橇裝化、自動化等輔助技術(shù)，為打造綠色化、數(shù)字化、智能化油田奠定基礎(chǔ)。