韓貴松，錢欣，劉春悅，董博，萬宇飛 (.海油發(fā)展裝備技術有限公司設計研發(fā)中心，天津 30045；.中海石油(中國)有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津 300459)

0 引言

自渤海油田第一個海上平臺投產以來，目前共有45個油氣田進行開發(fā)建設，其中包括153座海上平臺、242條共計約2 160公里海底管線、6個陸上終端和5條FPSO。隨著海上生產設施的逐漸增多，海洋平臺的信息量也越來越大，若對渤海油田的生產設施加以總結歸納，定制一套適用于渤海油田設計的標準化工藝流程，不僅能夠加快進度，節(jié)省時間，又能保證設計質量，節(jié)約投資成本[1]。本次研究基于上述在役設施，依據典型性(選取海上最常見、技術最成熟的固定平臺)、通用性(中心平臺、有人駐守井口平臺、無人駐守井口平臺)、獨立性(井口平臺選取無棧橋平臺)、時效性(設計建造時間較近)四大原則選取工程設施樣本，通過充分梳理工程樣本的原油處理系統(tǒng)、天然氣處理系統(tǒng)、燃料氣系統(tǒng)、柴油系統(tǒng)、開排系統(tǒng)、閉排系統(tǒng)、公用氣/儀表氣系統(tǒng)、氮氣系統(tǒng)和熱介質系統(tǒng)的處理能力等現狀，進行數據分析、歸類總結，最終為渤海油田油氣處理系統(tǒng)和輔助公用系統(tǒng)的標準化提供參考。

1 工程樣本分析

根據渤海地區(qū)典型平臺功能，截至到2018年底，將153座海上在役處理設施分為中心平臺、井口平臺、其他平臺及設施三類，其中井口平臺85座，占比56%；中心平臺20座，占比13%；其余平臺設施48座，占比31%。

經過研究和篩選，從153個在役平臺中選定53個典型生產處理平臺作為油氣處理流程標準化母型進行分析和研究。將樣本平臺分為中心平臺、井口平臺(有人駐守)和井口平臺(有人駐守)三大類，共計53座平臺，其中中心平臺包括BZ35-2CEPA、KL10-1CEP、JZ9-3CEPD、JX1-1 CEPA等 18座，井口平臺包括BZ29-4WHPC、BZ35-2WHPB、KL10-1WHPA、BZ28-2WHPA等26座有人駐守平臺和CFD18-1WHP、BZ26-3WHPB、BZ34-1WHPB等9座無人駐守平臺。

通過對各平臺油氣系統(tǒng)處理能力要求等關鍵參數進行統(tǒng)計分析，并對其處理流程和能力進行統(tǒng)計、歸納，形成最終的標準化處理系列及標準化設計建議。

2 油氣處理系統(tǒng)分析

海上平臺油氣處理系統(tǒng)主要包括原油處理系統(tǒng)和天然氣壓縮機處理系統(tǒng)。原油處理系統(tǒng)分析內容包括原油分離級數、各級分離器處理效果，一級分離器停留時間和處理規(guī)模。天然氣壓縮機處理系統(tǒng)主要包括壓縮機處理級數和處理規(guī)模。

2.1 中心平臺

根據18座樣本平臺，按照油品性質分為輕質、中質、重質原油三類油品，其中輕質原油處理平臺5座，中質原油處理平臺6座，重質原油處理平臺7座。根據統(tǒng)計各平臺流程，“一級分離+二級分離+電脫水”的流程出現12次，“一級分離”的流程出現3次，“一級分離+二級分離”的流程出現2次，“一級分離+二級分離+三級分離”的流程出現1次。因此，對于輕質、中質、重質原油三類油品，除部分平臺依托下游平臺處理以及輕質原油涉及二級分離以外，均定為一級分離+二級分離+電脫水的處理流程。

另外，根據各油田的分離器停留時間及含水率統(tǒng)計情況分析，初步定義一級分離器出口含水30%～50%，二級分離器出口含水不高于10%～30%，電脫水器出口含水率0.5%～2%。

同時根據平臺的配產數據和原油系統(tǒng)處理能力，將一級分離器油水處理能力進行組合，可將平臺配產分為4檔，初步實現原油系統(tǒng)一級分離器與配產的匹配關系，其中處理能力分配如下：1 檔：油 2 400 m3/d，水 12 000 m3/d；2 檔：油 2 400～4 800 m3/d，水 12 000 m3/d；3 檔：油 4 800～9 600 m3/d，水 12 000～24 000 m3/d；4 檔：油 4 800～9 600 m3/d，水 24 000～48 000 m3/d。

根據以上油氣處理系統(tǒng)的處理規(guī)模分檔情況可在實際設計時作為參考，針對需求處理規(guī)模超出以上能力界限的情況，在現場空間允許的條件下可考慮采用2套相同規(guī)模的處理設備進行設計。

2.2 井口平臺

一般情況，井口平臺原油處理系統(tǒng)比較簡易，不設置原油分離器以及電脫水器，因此總結出最常用的處理流程供設計參考。經統(tǒng)計26座有人駐守平臺的原油處理系統(tǒng)和9座無人駐守平臺的原油處理系統(tǒng)的處理流程得出如下結論：

有人駐守井口平臺大多采用以下流程：井口物流→生產管匯→生產加熱器(需要時)→外輸球筒外輸，同時伴有計量加熱器和計量分器；無人駐守井口平臺多采用以下流程：井口物流→多路閥→生產加熱器(需要時)→外輸球筒外輸。

基于以上油氣處理系統(tǒng)的全面統(tǒng)計和深入分析，得出油氣處理系統(tǒng)標準化建議，如表1所示。

3 輔助系統(tǒng)分析

輔助系統(tǒng)主要包括燃料氣系統(tǒng)、柴油系統(tǒng)、開排系統(tǒng)、化學藥劑系統(tǒng)、公用風/儀表風系統(tǒng)、氮氣系統(tǒng)、熱介質系統(tǒng)和閉排系統(tǒng)?；谳o助系統(tǒng)的處理流程對海上油田具備普適性，本次研究僅針對該類系統(tǒng)的處理規(guī)模進行統(tǒng)計分析?；瘜W藥劑系統(tǒng)的能力和種類主要與油品屬性和產量相關，考慮到該系統(tǒng)受影響因素較多，不具備標準化條件，不再進行深入研究。

3.1 燃料氣系統(tǒng)

一般情況下，井口平臺物流經采油樹采出后，通過單井計量系統(tǒng)計量后，經由海管輸送至中心處理平臺或其他生產處理設施進行處理，不設置燃料氣系統(tǒng)。因此僅針對中心處理平臺進行燃料氣系統(tǒng)分析。根據18座樣本平臺的燃料氣處理能力，可以按照平臺處理氣量初步實現系統(tǒng)能力的匹配關系，將燃料氣系統(tǒng)處理能力劃分為4檔：1檔，100 000 Sm3/d；2檔，300 000 Sm3/d；3 檔，400 000 Sm3/d；4 檔，700 000 Sm3/d。

3.2 其他輔助系統(tǒng)

柴油系統(tǒng)主要功能是儲備柴油并輸送給平臺各用戶使用，平臺上柴油用戶主要有燃料用戶和作為溶劑或清洗液的用戶，但無人駐守井口平臺一般無柴油系統(tǒng)，因此建議設計無人井口平臺時不考慮柴油系統(tǒng)，以減少無人平臺設備運維，提高經濟效益。開排系統(tǒng)主要是收集平臺各處與大氣相通的水、污水和污油。公用風/儀表風系統(tǒng)主要為海上平臺的生產操作提供穩(wěn)定、可靠的壓縮氣體，可以是空氣、天然氣、也可以是氮氣。氮氣系統(tǒng)主要為平臺各用戶提供吹掃氣和覆蓋氣使用，一般情況下，僅在中心平臺進行設置。熱介質系統(tǒng)主要為各平臺熱用戶提供熱油進行加熱。閉排系統(tǒng)的作用是將生產和公用系統(tǒng)中帶壓排放的氣液混合物進行收集和處理。

基于以上各類處理系統(tǒng)在油氣田開發(fā)過程中的重要性，針對以上各系統(tǒng)處理規(guī)模進行全面統(tǒng)計和深入分析，得出各處理系統(tǒng)規(guī)模建議如表2所示。

表1 油氣處理系統(tǒng)標準化建議

表2 輔助處理系統(tǒng)標準化建議

4 結語

通過對渤海地區(qū)在役平臺油氣處理能力和流程的研究分析，流程的標準化是可行的；同時，標準化工作可以為石油行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展提供有力的支持和保障[2]。

隨著海上油氣田的開發(fā)技術日趨成熟，針對海上生產油田的設計工作進行標準化是很有必要的，這不僅可以大大縮短設計工期、減少人員成本，也可以減少設計投資。