姬生柱(大慶油田有限責任公司第八采油廠)
某廠屬大慶外圍低滲透油田,原油集輸系統(tǒng)主要采用單管環(huán)狀摻水流程,具有“三低一高”的特點,即油井產液量低(4.1 m3/d)、生產氣油比低(16.8 m3/t)、井口出液溫度低(15℃)、原油凝固點高(37℃)。同時,隨著油田產量遞減,綜合含水不斷上升,生產規(guī)模不斷擴大,耗氣指標逐年升高。為了降低能耗,建立“三條線”管理方法,取得了較好的效果。
控制耗氣是一項系統(tǒng)工程,更是一項精細管理工程。針對各個區(qū)塊的特點,制定相應的指標[1],畫好“摻產比、噸液耗氣、生產氣油比”三條動態(tài)線,為技術人員、管理人員、操作人員提供了科學研判的依據,通過“三條線”的變化可以尋找關鍵環(huán)節(jié),節(jié)點分析挖掘潛力。
圍繞“多回收、少消耗”目標,以摻產比、噸液耗氣、氣油比指標為抓手,靠實“五個一”管理,全力控制天然氣消耗。細化完善節(jié)氣工作的“三條線”管理,突出管理的基礎作用,具體措施為“一環(huán)一策”降集輸溫度,“一站一策”降摻產比,“一線一策”降回油壓力,“一井一策”提生產氣油比,“一爐一策”提爐效。
隨著油田開發(fā),綜合含水不斷上升,集油管路運行狀態(tài)發(fā)生變化。為進一步降低生產耗氣,針對環(huán)狀摻水流程的特點,需研究摸索摻水量、產液量、摻水溫度的合理匹配關系,指導生產優(yōu)化運行[2-3]。
初期投產,DN65管徑按照單井摻水量0.8~1.0 m3/h設計,DN50管徑按單井摻水量0.4~0.7 m3/h設計。隨著產液量的變化及管道結蠟程度的不同,采用現(xiàn)場實際運行參數,反算管徑及管道傳熱系數[4]。以凝固點以上3℃,同時保證進站壓力,建立水力、熱力計算模型。模擬摻水溫度55~80℃,每5℃一個點,計算各區(qū)塊的摻水量。依據理論計算結果,現(xiàn)場調控。根據產量、含水、溫度、管徑、集輸距離的不同,結合摻水泵的特性曲線,摸索摻水量、產液量的合理匹配關系。把離心泵特性曲線、摻產比、摻水溫度、耗氣量疊加到一張圖板上。離心泵高效區(qū)范圍內即為合理摻產比、摻水溫度控制區(qū)域。
各區(qū)塊需根據各自的特點,在保證安全進站壓力、溫度的情況下,盡量減少摻水量。對照理論摻產比控制圖板與現(xiàn)場實際進行修定完善,最終使各區(qū)塊摻產比(摻水量與產液量比值)趨于合理化[5]?,F(xiàn)場優(yōu)化后,全廠轉油站摻產比為2.5,較2017年同期對比降低2.3,降低47.9%,日減少系統(tǒng)無效摻水循環(huán)2.65×104m3,優(yōu)化運行后摻產比變化情況見表1。
表1 優(yōu)化運行后摻產比變化情況
由于提撈、關井、轉注,油井從集油環(huán)中分離,環(huán)走向不合理,回油溫度較高[6-7]。全廠集油環(huán)共1 313個,轄2口井及以下217個,占16.5%,轄5口井以下閥組間5座,16座閥組間存在摻水壓損大或熱損大問題。采油礦自行在閥組間外,將低效集油環(huán)的首末端連接合并,優(yōu)化了系統(tǒng)運行,累計合并38個環(huán),解決了無效摻水管路長、熱損大的問題,日減少摻水量650 m3,日節(jié)氣1 800 m3。
同時,夏季優(yōu)選了4個高含水集油環(huán),嘗試了低產油井冷輸試驗,實施后日節(jié)約摻水量199 m3,平均回油溫度由41.8℃下降到21.5℃,下降了20.3℃,井口監(jiān)測壓力基本保持在1.8 MPa左右,運行三個月后正常摻水,累計節(jié)氣約2×104m3。
根據環(huán)狀集油流程的工藝特點,開展室內外試驗,通過調整摻水量和摻水溫度等參數,確定安全回油溫度界限[8-10]。根據季節(jié)性生產、各區(qū)塊凝固點及集油環(huán)的特點,編制降溫集輸方案,制定了優(yōu)化運行管理方式,全廠平均回油溫度36.1℃,方案符合率95.5%,平均回油溫度變化情況見表2。
表2 平均回油溫度變化情況
強化套管封堵,以采油隊實際日回收伴生氣量為目標,加強對套管閥門的檢查,對加藥后不及時關閥的現(xiàn)象嚴格追責考核,實現(xiàn)套管封堵率100%,生產氣油比由16.8%提高到18.9%,生產氣油比變化情況見表3。
表3 生產氣油比變化情況
全廠在用加熱爐239臺,運行15年以上的69臺,占28.9%。部分加熱爐負荷率較低、煙火管結垢、腐蝕、老化,爐效低于80%的加熱爐有近30臺。低效運行導致的能源浪費仍比較嚴重,維護與改造壓力逐年加大。采取“健身”與“瘦身”相結合,優(yōu)化運行提效率。精細調控燃燒器157臺次,煙氣排放中的氧含量控制在3.5%~7.0%,火嘴清焦324臺次,清理煙管及煙箱226臺次,盤管通球6臺,加熱爐季節(jié)停運105臺,爐效保持在80%以上,加熱爐爐效變化情況見表4。
為解決集輸系統(tǒng)管道結蠟造成堵管,廣泛推廣管道通球。統(tǒng)計九條站-間、站-站管道通球前后平均運行壓力下降0.5 MPa,降幅25.2%,不同規(guī)格管道通球前后變化情況見表5。
表5 不同規(guī)格管道通球前后變化情況
與2017年相比,三年來噸液耗氣從17.14 m3下降到12.41 m3,總耗氣量減少1 421×104m3,多回收伴生氣1 619×104m3,少用外購氣2 887×104m3,節(jié)省成本577萬元。
1)現(xiàn)場管理“多回收”。強化“一方氣的節(jié)約靠的是24 h精細管理”的意識,嚴抓套管封堵和井口伴生氣回收,精細管理,“一井一策”提生產氣油比,確保把伴生氣全部收回來。
2)優(yōu)化運行“少消耗”。摸索最佳運行模式,通過“一環(huán)一策”降集輸溫度、“一站一策”降摻產比、“一線一策”降回油壓力、“一爐一策”提爐效,確保把外購氣量控制下去。
3)探索實施了“三條線”節(jié)氣工作模式,全廠轉油站摻比2.5,日減少無效摻水循環(huán)2.65×104m3;平均回油溫度36.1℃;生產氣油比由16.8%提高到18.9%;平均爐效85.5%,同比提升2.3%;平均運行壓力下降0.5 MPa。在生產規(guī)模擴大的情況下,實現(xiàn)了耗氣量大幅下降。