雷鳴＊

（中國石油新疆石油勘察設(shè)計研究院）

烏爾禾油田地面建設(shè)工程設(shè)計特點分析

雷鳴＊

（中國石油新疆石油勘察設(shè)計研究院）

介紹了烏爾禾油田地面建設(shè)工程概況，分析了該工程地面建設(shè)原油集輸方式、單井計量裝置、油氣混輸站、原油處理工藝技術(shù)、油田注水設(shè)備、環(huán)境保護(hù)等方面的設(shè)計特點，其工藝流程較為成熟可靠，能夠滿足生產(chǎn)需要。通過生產(chǎn)實踐表明：該工程建設(shè)既降低了能耗、又保護(hù)了環(huán)境，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。對今后此類油田地面建設(shè)的設(shè)計工作具有一定的借鑒意義。

烏爾禾油田；地面建設(shè)工程；設(shè)計；油氣集輸；油氣混輸；環(huán)境保護(hù)

2008年，新疆油田公司對探明儲量控制程度較高的烏33井區(qū)克下組油藏和烏36井區(qū)百口泉組油藏進(jìn)行開發(fā)。根據(jù)批準(zhǔn)的設(shè)計方案，最終在烏爾禾油田新建烏33、烏36集油區(qū)，設(shè)計產(chǎn)能31.69萬t/a。項目總投資28 145萬元。2個油區(qū)新建產(chǎn)能井268口、計量管匯點21座、油氣混輸站及注水站2座、80萬t/a稀油處理站1座。該工程原油集輸采用常溫集輸工藝；原油處理采用成熟的大罐熱化學(xué)沉降二段脫水工藝；注水采用低壓供水、集中升壓的流程。

1 地面建設(shè)工程設(shè)計特點

1.1 集油區(qū)集輸

烏爾禾油田地面建設(shè)工程主要設(shè)計指標(biāo)見表1。

原油集輸及處理工藝流程見圖1。

圖1 原油集輸及處理工藝流程示意

1.1.1 采用12井式多通閥與計量橇管匯相結(jié)合

計量點容積計量方式是8～10口油井集中設(shè)置12井式多通閥管匯橇及計量橇，采用標(biāo)準(zhǔn)化、橇裝化、模塊化設(shè)計。需要計量的單井通過多通閥自動選井管匯進(jìn)計量橇，定時計量單井的產(chǎn)液量、產(chǎn)氣量。不需要計量的單井通過密閉集輸管道直接輸往混輸站。

表1 烏爾禾油田地面建設(shè)工程主要設(shè)計指標(biāo)

12井式多通閥選用MCP12-PN2.5型，一共11個進(jìn)油口、2個出油口（其中一個是進(jìn)計量裝置的計量口，一個是進(jìn)混輸管匯的管匯口）。正常工作時，11個進(jìn)油口的來油有一個通過計量口進(jìn)入分離器，另外10個進(jìn)油口的來油則通過管匯口進(jìn)入混輸管匯。通過手動或自動方式選擇某口油井的來油進(jìn)入計量裝置，用來計量產(chǎn)量，其余正常外輸。集輸計量裝置實質(zhì)上起到了替代多井三通閥的作用，并且簡化了管匯流程。

1.1.2 單井計量采用LES系列橇裝雙容積計量裝置

LES系列橇裝雙容積計量裝置主要由立式雙容積計量分離器、工藝配管、防爆現(xiàn)場儀表（液位計、電動球閥、流量計）、控制系統(tǒng)（RTU控制箱、多通閥控制箱）、配電及照明系統(tǒng)、冬季保溫系統(tǒng)及彩板房等組成。

該計量裝置與多通閥配套使用，由多通閥選井而來的油氣混合物首先進(jìn)入雙容積計量分離器的分離室，進(jìn)行氣液分離。分離出的天然氣經(jīng)過氣體流量計進(jìn)入緩沖室，再由緩沖室經(jīng)其底部出口進(jìn)入集油干線；分離出的液體向下自動流入計量室（此時排液電動球閥處于關(guān)閉狀態(tài)），液體在圓柱形計量室內(nèi)隨著時間推移不斷上升，根據(jù)U形管原理，液位計內(nèi)的水位也隨之上升。當(dāng)水位（H）上升至計量下限（H1）時開始計時（t1），當(dāng)水位上升至計量上限（H2）時停止計時（t2）。此時，計下水位變化量（ΔH）所對應(yīng)的時間變化量（Δt），根據(jù)Δt、ΔH 及有關(guān)計量參數(shù)即可計算出單井產(chǎn)液量：

式中：Q——產(chǎn)液量，t/d；C——計量參數(shù)，C=ρ×ΔH（ S1+S2），t；ΔH——計量高度，ΔH=H2-H1，m；Δt——計量有效時間，Δt=t2-t1，s；ρ——水的密度，取值1 000，kg/m3；S1——分離器橫截面積，m2；S2——液位計橫截面積，m2。

1.1.3 LES系列雙容積計量裝置功能及特點

一是，適應(yīng)低油氣比的稀油計量。液量計量范圍為2～50t/d，計量精度≤±7%；氣量計量范圍為960～18 000Nm3/d，計量精度≤±5%；壓力設(shè)計等級為1.6MPa；計量壓力損失≤0.02MPa；二是，實現(xiàn)了控制1臺多通閥對10口井的計量；加通信模塊后，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)單向上傳，實現(xiàn)單井自動計量或多井排序自動計量；三是，采用16位機(jī)的小型一體化RTU；操作簡單方便，運行操作及參數(shù)設(shè)置可通過RTU觸摸屏進(jìn)行；四是，排油時緩沖排油，計量時氣推排油，排油效果較好；五是，橇裝化設(shè)計，整體結(jié)構(gòu)較簡單，易于安裝、運輸、遷移，節(jié)省了投資，縮短了工期，減少了工程管理的工作量。

1.2 油氣混輸站

1.2.1 油氣混輸站特點及工藝流程

考慮該油區(qū)遠(yuǎn)離輸氣管道，且油氣混輸技術(shù)在油田應(yīng)用較成熟。因此，在烏33、烏36油區(qū)分別設(shè)置油氣混輸站，降低了能耗。且混輸站與注水站合建，減少了占地，方便生產(chǎn)管理。

油區(qū)采用油氣混輸泵增壓技術(shù)，即油區(qū)來油氣通過混輸泵增壓轉(zhuǎn)輸至烏爾禾原油處理站?？紤]臨時投產(chǎn)及事故流程的需要，站區(qū)設(shè)置多項存儲收集器。橇裝多項儲集器單臺容積40m3，自帶加熱裝置及裝車鶴管，在正常生產(chǎn)時不用該裝置，在事故狀態(tài)時可將混輸站氣液導(dǎo)入儲集器，經(jīng)儲集器簡單分離，天然氣緊急放空，原油裝車外運。另外，該裝置還可用于油田開發(fā)前期系統(tǒng)未建成時的臨時投產(chǎn)，由于是橇裝設(shè)備可根據(jù)需要靈活搬運。油氣混輸工藝流程見圖2。

圖2 油氣混輸工藝流程示意

通過優(yōu)化簡化，該混輸站與傳統(tǒng)的接轉(zhuǎn)站相比取消了分離器、除油器、緩沖罐、事故罐等設(shè)施，共節(jié)約投資約750萬元。

1.2.2 混輸站設(shè)備選擇

一是油氣混輸泵的選型。根據(jù)油區(qū)油氣產(chǎn)量預(yù)測數(shù)據(jù)，選擇油氣混輸泵2臺，采用1用1備運行，單泵排量為175m3/h，泵壓等級為二級導(dǎo)程，混輸泵進(jìn)口壓力為0.25～0.6MPa、出口壓力為1.6MPa，配套防爆電機(jī)功率為90kW，以及恒壓變頻控制系統(tǒng)?；燧敱冒惭b方式為室外罩棚；二是多項存儲收集器的選擇確定。按最大來液量870m3/d計算，選用4座多項存儲收集器（單座容積為40m3，壓力為0.35MPa）；三是站內(nèi)轉(zhuǎn)輸配套設(shè)置事故情況下的放空火炬等設(shè)施。

1.3 注水系統(tǒng)

1.3.1 注水站設(shè)備選擇

一是注水罐選擇。烏33、烏36混輸注水系統(tǒng)設(shè)計規(guī)模為1 000m3/d，根據(jù)注水規(guī)模，在保證6～8h停留時間，以及后期烏35井區(qū)新增水量的需要，新建了2座500m3注水罐，注水罐作內(nèi)、外防腐處理，并配套隔氧裝置；二是注水泵選擇。烏33接轉(zhuǎn)注水系統(tǒng)設(shè)計規(guī)模為1 000m3/d，經(jīng)計算，注水泵選用3臺壓力為18MPa、流量為23m3/h的高效柱塞泵，電機(jī)功率為160kW，并配套變頻控制系統(tǒng)，進(jìn)行閉環(huán)控制，消除回流和節(jié)流損失。正常生產(chǎn)2用1備；三是防膨劑加藥設(shè)備選擇。由于油區(qū)地層具有強(qiáng)水敏性，需加注防膨劑。防膨劑設(shè)計加藥濃度為0.5%～0.8%；加藥泵選擇2臺單級離心泵（流量為6～10m3/h、揚(yáng)程為30m、功率為2.2kW），1用1備；加藥攪拌罐選擇2座溶藥攪拌罐，1用1備。

1.3.2 注水工藝流程特點

一是油田注水優(yōu)先采用處理后的凈化水，當(dāng)處理后的凈化水不能滿足需要時才考慮采用水源井清水。油田產(chǎn)出水回注率為100%；二是采用低壓供水、在注水站集中升壓注水流程，降低了能耗。注水站控制半徑不大于3km；三是新建注水系統(tǒng)采用單干管單井配水流程，簡化了注水工藝。在單井上設(shè)置恒流計量調(diào)節(jié)裝置和儀表，進(jìn)行水量調(diào)節(jié)和在線計量。

1.4 原油處理站

1.4.1 原油脫水工藝流程

來自油區(qū)的油氣水三相混合物進(jìn)入新建的兩相分離器進(jìn)行氣液分離，分離出的伴生天然氣經(jīng)計量后去天然氣脫水增壓裝置；分出的高含水原油進(jìn)2×2 000m3一段沉降罐沉降脫水，脫出的游離水去含油污水處理裝置。脫出的低含水油進(jìn)2×500m3立式緩沖罐，緩沖后進(jìn)提升泵，低含水油提升后進(jìn)2×3 000kW相變加熱爐，升溫至50℃，進(jìn)6×2 000m3凈化油罐，進(jìn)行熱化學(xué)沉降脫水。沉降合格后的凈化原油經(jīng)管道外輸，凈化油罐底水經(jīng)回?fù)奖没負(fù)街烈欢纬两倒?，重新處理。原油（稀油）處理站的工藝設(shè)計參數(shù)見表2。

表2 稀油處理站工藝設(shè)計參數(shù)

1.4.2 破乳劑加藥流程

在處理站設(shè)置加藥裝置，對分離器進(jìn)口及相變爐進(jìn)口原油進(jìn)行加藥，使破乳劑與含水原油充分混合，提高破乳劑藥效，增強(qiáng)脫水效果。

1.4.3 原油處理設(shè)計特點

一是原油處理采用成熟的大罐沉降二段脫水工藝，方便生產(chǎn)和管理，凈化油含水率可達(dá)到0.02%；二是選用相變爐，站區(qū)采暖與原油加熱統(tǒng)一考慮，減少了設(shè)備，降低了能耗；三是新處理站的水處理及消防利用已建設(shè)施，節(jié)約了投資，縮短了工期。

1.5 環(huán)境保護(hù)

本次開發(fā)的烏33、烏36油區(qū)，為保護(hù)景區(qū)環(huán)境，減少對周圍地貌的破壞，工程采取了一系列保護(hù)環(huán)境的有效措施：一是采油井場采用叢式井場，地面統(tǒng)一設(shè)置井口排污池，并設(shè)置圍欄及蓋板，以減少環(huán)境污染；二是為保護(hù)景區(qū)的公路、集油、電力、通訊等路線采用同一廊帶平行布設(shè)，節(jié)省了工程占地，方便了后期生產(chǎn)管理；三是烏36、烏33至原油處理站管道穿越白楊河時，為避免事故發(fā)生，在枯水期時采取大開挖穿越方式，管道埋深4m以下（河床以下2.5m），并且在管道外加鋼質(zhì)套管兩端封堵，管道在河道兩端設(shè)緊急切斷閥，最大限度降低管道事故發(fā)生的可能性；四是油區(qū)中，靠近景區(qū)的低壓配電線路采用電纜埋地敷設(shè)，遠(yuǎn)離景區(qū)的采用架空線路，以減小對景區(qū)景觀的影響。

2 結(jié)語

烏爾禾油田2008年地面建設(shè)工程作為新疆油田重點工程，從設(shè)計到投產(chǎn)只用了10個月時間。經(jīng)生產(chǎn)實踐表明，該項目原油集輸及處理工藝選用的流程較為成熟可靠，能滿足生產(chǎn)需要及用戶需求。在設(shè)計中，貫徹節(jié)能及環(huán)保原則，采取了一系列措施，降低了能耗，保護(hù)了環(huán)境，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

[1] 中國石油天然氣集團(tuán)公司,中華人民共和國公安部.GB 50183—2004 石油天然氣工程設(shè)計防火規(guī)范[S].北京: 中國計劃出版社,2005.

[2] 中國石油天然氣集團(tuán)公司.GB 50350—2005 油田油氣集輸設(shè)計規(guī)范[S].北京: 中國計劃出版社,2005.

[3] 中國石油天然氣集團(tuán)公司.GB 50391—2006 油田注水工程設(shè)計規(guī)范[S].北京: 中國計劃出版社,2006.

[4] 中國石油天然氣集團(tuán)公司.GB 50253—2003 輸油管道工程設(shè)計規(guī)范[S].北京: 中國計劃出版社,2003.

[5] 油氣田及管道建設(shè)設(shè)計專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會.GB 50251—2003 輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范[S]. 北京: 中國計劃出版社,2003.

[6] 中華人民共和國公安部.GB 50016—2006 建筑設(shè)計防火規(guī)范[S].北京: 中國計劃出版社,2006.

[7] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB/T 8163—2008 輸送流體用無縫鋼管[S].北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008.

[8] 《油田油氣集輸設(shè)計技術(shù)手冊》編寫組.油田油氣集輸設(shè)計技術(shù)手冊[M].北京: 石油工業(yè)出版社, 1994.

TE41

A

1004-2970（2011）01-0023-03

雷鳴. 烏爾禾油田地面建設(shè)工程設(shè)計特點分析. 石油規(guī)劃設(shè)計，2011，22（1）：23～25

* 雷鳴，男，高級工程師。1991年畢業(yè)于西南石油大學(xué)油氣儲運專業(yè)，獲學(xué)士學(xué)位?，F(xiàn)在新疆石油勘察設(shè)計研究院，主要從事油氣集輸設(shè)計工作。地址：新疆維吾爾自治區(qū)克拉瑪依市友誼路115號新疆石油勘察設(shè)計研究院油氣工藝所，834000。E-mail：Leiming-xj@petrochina.com.cn

2010-05-14

谷風(fēng)樺