于力

大慶油田設(shè)計(jì)院有限公司

根據(jù)大慶油田常規(guī)配注工藝，聚合物驅(qū)一般采用集中配制、分散注入工藝[1]，集中在配制站配制聚合物母液，將低壓水增壓至高壓水，在注入站按比例混合后，通過單井管道輸送至注入井口[2-3]；三元復(fù)合驅(qū)[4-5]采用集中配制“低壓二元（或三元）、高壓二元”總體工藝，集中在配制站、調(diào)配站配制低壓二元（或三元）液及高壓二元水，在注入站按比例混合后，通過單井管道輸送至注入井口[6]。因此，對(duì)于聚驅(qū)和三元復(fù)合驅(qū)等三采區(qū)塊，注入站至每口注入井均需建設(shè)單井管道1 條。大慶油田老區(qū)注入規(guī)模大、注入井?dāng)?shù)量多，新建單井管道數(shù)量多，由于管道承壓等級(jí)高、埋深大，投資在整個(gè)地面工程中占比較高。在編制產(chǎn)能區(qū)塊地面方案時(shí)，受區(qū)塊內(nèi)構(gòu)筑物密集程度和地形地勢(shì)的影響，單井管道敷設(shè)[7]時(shí)一般采用就近接至注入站、管道同溝敷設(shè)接至注入站或沿路同溝敷設(shè)接至注入站等多種方式，采用不同敷設(shè)方式時(shí)管道長(zhǎng)度、管溝長(zhǎng)度、管道穿跨越數(shù)量、挖方量均有所不同，建設(shè)投資也不相同。因此探索注入站單井管道的合理敷設(shè)方式，是節(jié)省項(xiàng)目建設(shè)投資、提高區(qū)塊整體開發(fā)效益的重要途徑。

本文以大慶油田“薩北開發(fā)區(qū)某上返區(qū)塊三元驅(qū)產(chǎn)能建設(shè)”中的注入井分布為模型，對(duì)井網(wǎng)密度大、地面已建設(shè)施多、地形地勢(shì)較為復(fù)雜地區(qū)的注入站單井管道走向進(jìn)行優(yōu)化選擇。

1 案例簡(jiǎn)介

薩北開發(fā)區(qū)某上返區(qū)塊采用125 m×125 m 五點(diǎn)法面積井網(wǎng)，基建注入井103 口，圍繞區(qū)塊內(nèi)已建的三元示范區(qū)呈U 型形狀分布。整個(gè)井區(qū)地勢(shì)較為低洼，從實(shí)際地類調(diào)查來看，注入井絕大多數(shù)分布在低洼草地和低洼葦塘地區(qū)，少數(shù)井分布在耕地和水泡子中。系統(tǒng)布局上依托兩座已建注入站，其中1#注入站轄井52 口，2#注入站轄井51 口，上述103 口注入井至兩座注入站需新建單井管道，由注入站通過新建管道為注入井提供高壓水以及三元目的液。1#、2#注入站布局及轄井情況如圖1 所示。

2 注入站單井管道敷設(shè)布局方式分析

2.1 注入管道就近接至注入站

注入井就近接至注入站，注入管道在避讓區(qū)塊內(nèi)已建油水井、場(chǎng)站等構(gòu)筑物后，管道挖方及穿越均按照單根敷設(shè)考慮，以1#注入站轄井為例，管道走向如圖2 所示。

（1）新建管道及穿跨越。按照區(qū)塊單井注入量及長(zhǎng)度進(jìn)行管道水力計(jì)算，共計(jì)新建單井管道76.34 km，按照管道經(jīng)濟(jì)流速計(jì)算，設(shè)計(jì)管徑為Φ 76×6 mm 和Φ60×5 mm。按照實(shí)際地形，注入管道單根穿越道路和排水干渠。方式一新建管道及穿越工程量見表1。

表1 方式一新建管道及穿越工程量Tab.1 Newly-built pipeline and crossing work amount quantity of mode one

（2）管道挖方。根據(jù)區(qū)塊開發(fā)要求，注入管道在不同注入階段輸送介質(zhì)為普通含油污水、深度處理含油污水、含目的液濃度聚合物、含堿和表活劑的深度處理含油污水。按照大慶油田現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，輸送上述介質(zhì)時(shí)，單井管道埋深為1.8 m。

按照目前管道挖方計(jì)算方法，人工挖方占比70%、機(jī)械挖方占比30%，機(jī)械挖方時(shí)，管底寬度不足0.6 m 的按照0.6 m 計(jì)算。本項(xiàng)目新建管道為Φ76 和Φ60 兩種規(guī)格的防腐鋼管，均為單根敷設(shè)，管溝總長(zhǎng)度76.34 km，按此計(jì)算挖方量，結(jié)果見表2。

表2 方式一管道挖方工程量Tab.2 Pipeline excavation work amount quantity of mode one

2.2 注入管道就近同溝敷設(shè)接至注入站

注入井就近同溝敷設(shè)接至注入站，注入管道在避讓區(qū)塊內(nèi)已建油水井、場(chǎng)站等構(gòu)筑物后，路由相近的管道多根同溝敷設(shè)，管道挖方及穿越按照同溝敷設(shè)和共同穿越考慮，管道走向同圖2。

圖2 方式一、二注入管道走向示意圖Fig.2 Schematic diagram of injection pipeline direction of mode one and mode two

（1）新建管道及穿跨越。該方式新建管道數(shù)量與方案一相同，即新建單井管道76.34 km。注入管道穿越道路共計(jì)87 處，每處1～13 根管道不等，按照每根套管內(nèi)1～3 根單井管道共同穿越考慮，單井管道穿越排水干渠部分位置合并穿越。方式二新建管道及穿越工程量見表3。

表3 方式二新建管道及穿越工程量Tab.3 Newly-built pipeline and crossing work amount quantity of mode two

（2）管道挖方。同溝管道間距0.25 m，管底兩側(cè)距離0.3 m，人工挖方占比70%、機(jī)械挖方占比30%，機(jī)械挖方時(shí)，管底寬度不足0.6 m 的按照0.6 m 計(jì)算。部分管道同溝敷設(shè)，管溝總長(zhǎng)度37.60 km，按此計(jì)算挖方量，結(jié)果見表4。

表4 方式二管道挖方工程量Tab.4 Pipeline excavation work amount quantity of mode two

2.3 注入管道沿路同溝敷設(shè)接至注入站

考慮到區(qū)塊內(nèi)地勢(shì)較為低洼，絕大多數(shù)注入井位于低洼地和葦塘內(nèi)，施工時(shí)受雨季影響水位較深時(shí)，可能需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況增加臨時(shí)施工措施，如采用定向施工，管道施工雙側(cè)打圍堰等方式，不僅延長(zhǎng)了施工周期，而且增加后續(xù)施工費(fèi)用。為了避免此種情況，考慮在避讓區(qū)塊內(nèi)已建油水井、場(chǎng)站等構(gòu)筑物后，多根管道沿路同溝敷設(shè)，以1#注入站轄井為例，管道走向如圖3 所示。

圖3 方式三注入管道走向示意圖Fig.3 Schematic diagram of injection pipeline direction of mode three

（1）新建管道及穿跨越。按照區(qū)塊單井注入量及長(zhǎng)度進(jìn)行管道水力計(jì)算，共計(jì)新建單井管道85.51 km，按照管道經(jīng)濟(jì)流速計(jì)算，設(shè)計(jì)管徑為Φ76 mm×6 mm 和Φ60 mm×5 mm。注入管道穿越道路共計(jì)59 處，每處1～16 根管道不等，按照每根套管內(nèi)1～3 根單井管道共同穿越考慮，單井管道穿越排水干渠部分位置合并穿越。方式三新建管道及穿越工程量見表5。

表5 方式三新建管道及穿越工程量Tab.5 Newly-built pipeline and crossing work amount quantity of mode three

（2）管道挖方。按照同溝敷設(shè)管道計(jì)算方法，部分管道沿路同溝敷設(shè)，管溝總長(zhǎng)度30.78 km，按此計(jì)算挖方量，結(jié)果見表6。

表6 方式三管道挖方工程量Tab.6 Pipeline excavation work amount quantity of mode three

2.4 注入管道不同敷設(shè)布局方式對(duì)比分析

對(duì)注入管道不同敷設(shè)布局方式進(jìn)行投資對(duì)比（表7）。

表7 注入管道不同敷設(shè)布局方式投資對(duì)比Tab.7 Investment comparison of different layout modes of injection pipeline萬元

由表7 可知，工程投資方式二最低，分別比方式一、三低276.44 萬元、188.96 萬元。以方式二為基準(zhǔn)進(jìn)行投資構(gòu)成分析，方式一管道挖方投資比方式二高232.99 萬元，占方式一、二投資差異的84.3%，是方式一投資高的主要因素；方式三由于管道數(shù)量比方式二多9.17 km，管道投資比方式一高207.53 萬元，占方式二、三投資差異的109.53%，是方式三投資高的主要因素。

從上述投資分析可以看出：

（1）管道走向相同時(shí)，是否同溝敷設(shè)，挖方量差異大，對(duì)投資結(jié)果影響較大。

（2）管道就近接至注入站比沿路敷設(shè)接至注入站管道數(shù)量少、投資低，對(duì)投資結(jié)果影響較大。

（3）管道穿越道路和穿越排水渠時(shí)，選擇單根穿越或多根管道共同穿越方式，對(duì)投資有一定影響。

（4）管道就近同溝敷設(shè)和沿路同溝敷設(shè)，管道挖方量相近，對(duì)投資影響不大。

3 結(jié)論

根據(jù)分析可知，注入管道就近同溝敷設(shè)方式比單根敷設(shè)和沿路同溝敷設(shè)方式新建管道數(shù)量少、投資低。因此，在實(shí)際工程中，新建注入管道應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘結(jié)果首選就近同溝敷設(shè)接至注入站的方式，但對(duì)于受地勢(shì)和季節(jié)影響地勢(shì)低洼積水較深的地區(qū)，還應(yīng)根據(jù)實(shí)地測(cè)量結(jié)果進(jìn)一步對(duì)采取臨時(shí)施工措施和改由管道沿路同溝敷設(shè)方式進(jìn)行詳細(xì)的對(duì)比分析。對(duì)于注入站尚未建成的區(qū)塊，應(yīng)綜合考慮注入站和注入管道的總體布局，通過多方案對(duì)比論證，盡量節(jié)省建設(shè)投資，提高區(qū)塊開發(fā)整體經(jīng)濟(jì)效益。