王亞波(中海油能源發(fā)展股份有限公司，天津 300457)

0 引言

石油已經(jīng)成為人類日常生產(chǎn)生活當(dāng)中必不可少的能源，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱。在石油的開采過(guò)程中，油氣集輸是油田勘探、開發(fā)、開采作業(yè)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，其功能是將分散在油田各處油井產(chǎn)物加以收集，分離成原油、伴生天然氣和采出水，并進(jìn)行必要的凈化、加工處理使之成為油田商品儲(chǔ)存和外輸。然而在油氣的生產(chǎn)、存儲(chǔ)和運(yùn)輸過(guò)程當(dāng)中存在著諸多的安全隱患，尤其是當(dāng)油田含水量較高時(shí)，會(huì)使得安全隱患更大，而且石油原油含液量比較高，生產(chǎn)過(guò)程耗費(fèi)的能源較多，生產(chǎn)效益比較低。所以，本文就這一問(wèn)題，詳細(xì)地分析和討論了油田高含水期油氣集輸和處理工藝技術(shù)，旨在提高油氣集輸技術(shù)水平，從而促進(jìn)石油行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

1 油田高含水期油氣集輸與處理工藝技術(shù)特征

1.1 油氣集輸與處理工藝技術(shù)現(xiàn)狀

油氣集輸系統(tǒng)的功能是將分散在油田各處油井產(chǎn)物加以收集，并將其中的原油、伴生天然氣和采出水進(jìn)行分離、凈化、加工處理使之成為油田商品，之后將這些商品(原油、天然氣、液化石油氣等)進(jìn)行儲(chǔ)存和外輸。由于目前我國(guó)油田許多都處于油田高含水期，油氣集輸和處理技術(shù)面臨著新的挑戰(zhàn)，其核心就是要更好地滿足和適應(yīng)新的油氣田生產(chǎn)形勢(shì)，不僅要滿足國(guó)家和行業(yè)的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求，而且還要盡可能地降低能耗、提高生產(chǎn)效率、保障產(chǎn)品質(zhì)量。

目前一些油氣公司的油氣集輸和處理工藝沒(méi)有完全發(fā)揮出其應(yīng)有的效果，主要是由于其自身存在一定的技術(shù)問(wèn)題。油氣開采對(duì)于油氣集輸和處理工藝技術(shù)要求比較高，且直接影響著油田開采的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。所以，這一技術(shù)越來(lái)越受到國(guó)家和行業(yè)的重視，生產(chǎn)企業(yè)和科研單位正在投入越來(lái)越多的研發(fā)費(fèi)用，用于開發(fā)更加先進(jìn)高效的油田高含水期油氣集輸與處理工藝技術(shù)。

目前我國(guó)在油田高含水期的采用油氣集輸和處理技術(shù)還有許多有待完善的地方，同時(shí)油田機(jī)械設(shè)備老化帶來(lái)開采能耗逐步增多，對(duì)油氣開采效率造成極大的負(fù)面影響。而原油分離的問(wèn)題是油田高含水期面臨的一個(gè)棘手問(wèn)題，傳統(tǒng)的分離工藝技術(shù)已經(jīng)無(wú)法有效解決這一難題。所以，為使石油開采能夠持續(xù)，對(duì)油氣技術(shù)工藝進(jìn)行創(chuàng)新開發(fā)勢(shì)在必行。

目前油田主要應(yīng)用的油氣集輸與處理工藝技術(shù)分為以下兩種：

第一，多相混合運(yùn)輸技術(shù)。此技術(shù)在長(zhǎng)距離運(yùn)輸情況中比較常見(jiàn)，是在不對(duì)油田產(chǎn)物進(jìn)行分離的情況下，直接將油、水、氣的多相混合物輸送出去。此技術(shù)在歐洲、美國(guó)等國(guó)家率先投入使用，但該技術(shù)要求匹配良好的電熱技術(shù)，才能充分發(fā)揮此技術(shù)的價(jià)值[1]。采用多相混合運(yùn)輸技術(shù)不僅能夠節(jié)約大量的油氣集輸工程成本，而且能夠簡(jiǎn)化工藝流程。因此，多相混合運(yùn)輸技術(shù)的發(fā)展前景是比較廣闊的。

第二，原油油水分離技術(shù)。原油脫水技術(shù)是油氣處理環(huán)節(jié)非常重要的環(huán)節(jié)，而且也是一個(gè)比較復(fù)雜和繁瑣的過(guò)程。我國(guó)現(xiàn)在采用的主要方法就是先除油后處理。這也是國(guó)外許多國(guó)家所采用的方法。我國(guó)的油氣集輸和處理工藝技術(shù)起步相對(duì)較晚，對(duì)比西方工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)諸多工藝技術(shù)仍處于落后的狀態(tài)，對(duì)于原油脫水技術(shù)的應(yīng)用水平不高，游離水脫除技術(shù)尚處于發(fā)展過(guò)程中，難以應(yīng)用在高含水原油當(dāng)中。也正是如此，我國(guó)對(duì)原油脫水技術(shù)的研究越來(lái)越重視。

1.2 油氣集輸處理工藝技術(shù)主要特征

油田油氣集輸處理工藝技術(shù)具有復(fù)雜性和系統(tǒng)性，表現(xiàn)出的主要特征就是連接和操作多臺(tái)設(shè)備，應(yīng)用多種工藝系統(tǒng)，且同時(shí)運(yùn)行多個(gè)模塊[2]。與此同時(shí)，改工藝路線需要應(yīng)用更多的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)備，會(huì)在一定程度增加發(fā)生火災(zāi)的幾率。

2 油田高含水期油氣集輸與處理工藝技術(shù)存在的問(wèn)題

2.1 計(jì)量方法有待優(yōu)化和改進(jìn)

油氣集輸處理工藝發(fā)展過(guò)程中，最為關(guān)鍵的部分就是計(jì)量方法。對(duì)于目前的油田高含水期油氣集輸和處理技術(shù)來(lái)說(shuō)，若還是繼續(xù)沿用傳統(tǒng)式的處理工藝，沒(méi)有有效地優(yōu)化和升級(jí)計(jì)量方法，就會(huì)嚴(yán)重阻礙油氣集輸處理工藝的發(fā)展和進(jìn)步。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，油氣集輸和處理工藝技術(shù)也要順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的潮流，油氣企業(yè)應(yīng)該積極采用先進(jìn)的現(xiàn)代化計(jì)量方法，提高油氣集輸和處理工藝技術(shù)水平和生產(chǎn)效率。但目前的現(xiàn)實(shí)情況是，一些油田采用的計(jì)量方法還是傳統(tǒng)人工測(cè)量方式，此方法不僅工作效率低下，工作質(zhì)量得不到有效保證，而且還會(huì)由于人為主觀因素影響，導(dǎo)致計(jì)量過(guò)程出現(xiàn)較大的誤差，影響力油氣集輸處理工藝技術(shù)水平的提升和創(chuàng)新。因此，油氣集輸和處理工藝技術(shù)目前亟需解決的問(wèn)題之一就是計(jì)量方法的優(yōu)化和改進(jìn)[3]。

2.2 運(yùn)行模式存在的問(wèn)題

2.2.1 油田水處理成本不斷增加

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，對(duì)于石油的需求量也與日俱增，石油企業(yè)需要不斷增加石油產(chǎn)量，才能滿足日益增長(zhǎng)的石油需求量。隨著優(yōu)質(zhì)油氣田資源的逐漸減少，在石油開采過(guò)程中，油井中含水量會(huì)越來(lái)越高，為油氣運(yùn)輸處理工藝帶來(lái)很大的麻煩，導(dǎo)致油田開采企業(yè)的水處理成本不斷增加。

2.2.2 高負(fù)荷工作引發(fā)設(shè)備故障頻發(fā)

為了保證油氣能源供應(yīng)的穩(wěn)定，就必須要開發(fā)油井，油氣企業(yè)不斷增加開采能力，目前很多設(shè)備處于高負(fù)荷工作狀態(tài)，高負(fù)荷工作所帶來(lái)的影響就是設(shè)備故障頻發(fā)，導(dǎo)致了油氣資源的浪費(fèi)。

2.2.3 設(shè)備老化帶來(lái)能耗增加

我國(guó)目前開采油田過(guò)程中，由于成本控制的要求，油氣企業(yè)會(huì)嚴(yán)格管控開發(fā)油田方面的資金投入，也就導(dǎo)致很多油氣開采企業(yè)的設(shè)備設(shè)施出現(xiàn)老化問(wèn)題，運(yùn)行效率大大降低，而且能耗大幅上升。本質(zhì)上來(lái)看，雖然使用老化的設(shè)備設(shè)施可以保持經(jīng)濟(jì)效益短期的穩(wěn)定，但長(zhǎng)此以往，設(shè)備工作效率會(huì)不斷下降，低功效和高能耗有悖于我國(guó)綠色發(fā)展的觀念，更無(wú)法實(shí)現(xiàn)健康可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)[4]。

3 優(yōu)化高含水期油氣集輸處理工藝技術(shù)的措施

3.1 優(yōu)化油氣集輸處理工藝技術(shù)

3.1.1 利用聯(lián)合站進(jìn)行分離處理

諸多的實(shí)際情況表明，油田高含水期導(dǎo)致企業(yè)在日常生產(chǎn)過(guò)程中，原油中含水量極高的情況屢見(jiàn)不鮮，在如此情況下，企業(yè)要從根本上進(jìn)行考慮，對(duì)原油進(jìn)行合理的脫水操作。簡(jiǎn)化處理油氣處理工藝技術(shù)過(guò)程中的各道工序，是工藝改造工作的重點(diǎn)。在聯(lián)合站對(duì)原油進(jìn)行分離，可以有效改善和優(yōu)化油氣集輸損耗較大的情況。油氣開采出來(lái)后，先自集油干線的區(qū)域輸送至聯(lián)合站，再由相關(guān)技術(shù)人員將其連接油氣水分離設(shè)施，中間過(guò)程無(wú)需加熱處理，在三相分離設(shè)施的幫助下，分離油氣水三種物質(zhì)。最后技術(shù)人員還要再次處理原油，全面脫水之后，必須要保證其滿足要求才能進(jìn)行下一步的輸送工作。

3.1.2 提升油氣水三相分離裝置工作效能

提升油氣水三相分離裝置工作效能是優(yōu)化高含水期油氣集輸系統(tǒng)的重要技術(shù)手段。氣液預(yù)分離技術(shù)是油氣水三相分離裝置的最大性能應(yīng)用價(jià)值，能有效地促進(jìn)油氣水分離效果。技術(shù)人員需要將油氣水混合物傳送至事先準(zhǔn)備的分離筒當(dāng)中，此環(huán)節(jié)能夠使得大部分天然氣被有效地分離出來(lái)，對(duì)分離裝置的壓力樹脂要全面把控，以提升分離裝置的利用效率。該裝置能夠?qū)α黧w的運(yùn)行速度和方向進(jìn)行合理改變，主要以依賴于其中的防沙處理結(jié)構(gòu)，全面防護(hù)分離筒，以有效地延長(zhǎng)此裝置的使用壽命。

3.1.3 外輸泵采用變頻節(jié)能技術(shù)

聯(lián)合站在日常的運(yùn)行過(guò)程中，外輸泵功率問(wèn)題主要是由于泵管特性匹配不合理所導(dǎo)致的。對(duì)于此類問(wèn)題，可以通過(guò)詳細(xì)地調(diào)查泵管道的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對(duì)泵管的出口閥門進(jìn)行有效地調(diào)整，在內(nèi)部流量大小全面控制的同時(shí)，還可以防止出現(xiàn)嚴(yán)重的流體流失情況，以避免對(duì)設(shè)備設(shè)施的工作質(zhì)量和效率造成嚴(yán)重的影響。應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)，能夠科學(xué)合理地控制外輸泵設(shè)備設(shè)施的輸出功率，以實(shí)現(xiàn)最小的損耗及最穩(wěn)定的工作效果[5]。

3.2 積極應(yīng)用新型采油設(shè)備

在油氣開采過(guò)程中，相關(guān)的設(shè)備設(shè)施出現(xiàn)不同程度的老化現(xiàn)象，是導(dǎo)致開采質(zhì)量和效率嚴(yán)重下降的主要原因。因此，相關(guān)的油田開采企業(yè)應(yīng)該根據(jù)自身實(shí)際發(fā)展情況，積極采用新型采油設(shè)備，逐漸淘汰老舊設(shè)備。

在設(shè)備更新時(shí)，要結(jié)合實(shí)際產(chǎn)能，盡可能地選取低能耗、高開采效率的設(shè)備設(shè)施。比如，三相分離裝置就是目前應(yīng)用比較廣泛的一種新設(shè)備，它可以有機(jī)地結(jié)合多種技術(shù)，將采出液中的油氣水不同形態(tài)的物質(zhì)進(jìn)行有效地分離處理，提高原油的集采效率。同時(shí)，此裝置內(nèi)部通過(guò)洗滌破乳，以沉降分離脫水的方式再輸送至油室當(dāng)中。

從全局來(lái)看，新型采油設(shè)備的應(yīng)用，不僅能夠促進(jìn)油田高含水期油氣集輸與處理工藝技術(shù)的發(fā)展，而且還能夠有效地解決目前眾多油田開采普遍面臨的高能耗的問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

3.3 加快新工藝技術(shù)的研發(fā)

我國(guó)目前的油田高含水期油氣集輸與處理工藝技術(shù)中，稠油降黏輸送技術(shù)占據(jù)著主要地位。該技術(shù)需要考慮的因素比較多，在實(shí)際作業(yè)開展的過(guò)程中，選擇此項(xiàng)技術(shù)必須要從油井實(shí)際情況出發(fā)，以經(jīng)濟(jì)效益為先決條件，分析稠油降黏輸送技術(shù)的可行性，對(duì)于各項(xiàng)指標(biāo)的論證要根據(jù)油田開發(fā)的實(shí)際需要和技術(shù)規(guī)范進(jìn)行，以確保此技術(shù)在實(shí)際開采過(guò)程當(dāng)中的可行性。局部加熱集輸方法和滲液集輸方法是目前比較常見(jiàn)的兩種稠油降黏輸送方式。前者主要是將加熱裝置設(shè)立于井口的相應(yīng)位置，這需要對(duì)傳輸管道口徑進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄U(kuò)展。后者主要是將相應(yīng)液體加入到產(chǎn)出液當(dāng)中，以有效地降低產(chǎn)出液的粘稠度，以滿足稠油的集輸要求，從而實(shí)現(xiàn)油氣集輸工作的順利開展。此外，在產(chǎn)出液當(dāng)中加入滲液，充分發(fā)揮滲液的效果，以提高稠油的溫度，此舉的目的是滿足集輸技術(shù)對(duì)稠油熱力的要求。

3.4 加強(qiáng)油氣集輸現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)

油田高含水期油田開發(fā)過(guò)程中，應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)進(jìn)一步加強(qiáng)，在提高油氣集輸效率的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)油氣集輸與處理工藝的自動(dòng)化和信息化。我國(guó)目前在建設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)方面，所取得的成績(jī)也是有目共睹的，但在系統(tǒng)專業(yè)化技術(shù)方面相比于其他國(guó)家還存在很大的差距，所以必須要對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)等先進(jìn)的現(xiàn)代化技術(shù)應(yīng)用，不僅能夠有效地提高油氣集輸與處理工藝技術(shù)的質(zhì)量和效率，而且還能創(chuàng)設(shè)新型的油氣集輸管理模式，為油田決策提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支持。再有，要充分汲取其他國(guó)家的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，建設(shè)專業(yè)化的數(shù)據(jù)中心，以使整體效率得以顯著提升，同時(shí)提高油氣集輸與處理工藝技術(shù)的專業(yè)水平。

4 油氣集輸工藝技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

科學(xué)有效地提升油氣集輸工藝技術(shù)，對(duì)于石油行業(yè)未來(lái)的發(fā)是十分重要且必要的。油水分離處理不完全、耗時(shí)長(zhǎng)、設(shè)備體積較大等一系列問(wèn)題直接影響油氣企業(yè)的生產(chǎn)成本，有效地提升油水分離處理技術(shù)水平是目前油氣集輸與處理工藝技術(shù)亟待解決的問(wèn)題之一。對(duì)比，要積極鼓勵(lì)相關(guān)企業(yè)和科研單位對(duì)油氣集輸與處理工藝技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和完善，有效地解決上述問(wèn)題，促進(jìn)石油行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展[6]。

根據(jù)目前石油行業(yè)發(fā)展的情況來(lái)看，提升油氣集輸工藝技術(shù)主要以兩方面的內(nèi)容為主，分別是相關(guān)技術(shù)的完善與優(yōu)化以及多種實(shí)施方法的制定。

其一，對(duì)于油氣集輸實(shí)施過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)的各種問(wèn)題進(jìn)行明確，以搞清需要攻克和研究的方向，并進(jìn)一步加大研發(fā)投入，對(duì)多種運(yùn)輸技術(shù)進(jìn)行不斷地優(yōu)化和完善，提高油氣集輸工藝技術(shù)水平。比如，在對(duì)含蠟量比較高的石油進(jìn)行運(yùn)輸時(shí)，可以充分發(fā)揮油田地形比較寬闊的優(yōu)勢(shì)，利用風(fēng)能源等新能源對(duì)其進(jìn)行加熱處理。此舉在最大限度降低成本投入的同時(shí)，還能滿足當(dāng)下綠色環(huán)保的要求，降低對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的破壞。具體的措施包括：

(1)對(duì)三次采油配套技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和完善。石油乳化度過(guò)高的問(wèn)題是目前油氣集輸和處理工藝中最為嚴(yán)重的問(wèn)題，對(duì)石油質(zhì)量造成了嚴(yán)重的影響。雖然采用相關(guān)技術(shù)能夠有效地解決此問(wèn)題，但成本就會(huì)有所增加。因此，必須要著力于開發(fā)破乳劑技術(shù)，或者其他新型技術(shù)，以有效地降低石油開采過(guò)程中出現(xiàn)的乳化問(wèn)題，盡可能地在根本上對(duì)乳化問(wèn)題進(jìn)行解決。與此同時(shí)，石油采出液存在一定的差異性，導(dǎo)致油氣集輸與處理工藝技術(shù)需要面對(duì)多種不同的工況，導(dǎo)致采出液處理設(shè)備和相關(guān)設(shè)備的問(wèn)題，其中最為嚴(yán)重的就是高含水油氣問(wèn)題，較之更為復(fù)雜的是游離水的問(wèn)題。因此，必須要著力于開發(fā)和研究大罐沉降脫水、電脫水供電、電脫水極板結(jié)構(gòu)等較為先進(jìn)的技術(shù)，以適應(yīng)三次采油配套技術(shù)，再或者將游離水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)直接安裝于油氣集輸與處理工藝技術(shù)相關(guān)設(shè)備當(dāng)中，對(duì)游離水含量進(jìn)行隨時(shí)監(jiān)測(cè)，以有效地節(jié)能降耗，從而有效地縮減沉降脫水的時(shí)間，還能減少出現(xiàn)脫水不完全的情況。

(2)節(jié)約能源新途徑的探索和發(fā)展。高含水期油氣中含有大量不穩(wěn)定的游離水，大幅度地增加了油氣集輸與處理工藝技術(shù)的能耗，因此，必須要探索和研究節(jié)能技術(shù)，以適應(yīng)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的理念。所以，對(duì)于冷制處理油氣集輸與處理工藝技術(shù)的研究要盡快提上日程，攻克耗能較高工藝程序的問(wèn)題，力爭(zhēng)最大限度地降低所耗費(fèi)的能源使用量，或者盡可能以物理方法解決此類問(wèn)題，以有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗工作。要有意識(shí)地優(yōu)化油氣集輸與處理工藝技術(shù)，綜合處理其中耗能較高以及能源排放問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)循環(huán)再利用，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)。

其二，油氣集輸基礎(chǔ)設(shè)備分布在廣闊的面積上，地域面積范圍廣，其所處的具體地形地勢(shì)也存在很大的差異，所以，基礎(chǔ)設(shè)備的安裝方法也呈現(xiàn)出較大的差異性。技術(shù)人員必須要深入勘察，結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦蔚貏?shì)的實(shí)際情況，制定出具體的安裝方法。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，石油行業(yè)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，而且油氣集輸與處理工藝技術(shù)也取得了令人矚目的成就。在目前的發(fā)展過(guò)程中，我國(guó)的石油資源開發(fā)更加趨于深度化，已經(jīng)開始進(jìn)入到高含水期，所以，目前油氣集輸關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容是地面系統(tǒng)和油氣集輸與處理工藝技術(shù)。因此，必須要加大油氣集輸與處理工藝技術(shù)的研發(fā)資金投入，以有效地改善和優(yōu)化油氣集輸與處理工藝技術(shù)，以全面地降低工藝的成本投入，不斷地提升工作質(zhì)量和效率，防止出現(xiàn)與環(huán)境保護(hù)相悖的情況，以促進(jìn)我國(guó)石油在高含水期的開采和生產(chǎn)，從而促進(jìn)石油行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。