李旭成 曹 建 梁 靜

1.中國(guó)石油西南油氣田公司川西北氣礦 2.中國(guó)石油西南油氣田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院

0 引言

2011年以來(lái)，我國(guó)油氣需求量呈持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)，為滿足攀升的能源需求，國(guó)內(nèi)石油企業(yè)積極與國(guó)外石油公司開(kāi)展油氣開(kāi)發(fā)合作[1]。2012年殼牌公司成為西南油氣田公司ZT對(duì)外合作項(xiàng)目的作業(yè)者，對(duì)四川盆地ZT區(qū)塊天然氣進(jìn)行合作開(kāi)發(fā)。合作區(qū)塊位于四川省綿陽(yáng)、梓潼地區(qū)，主要發(fā)育裂縫—孔隙型砂巖儲(chǔ)層，天然氣總體表現(xiàn)為致密氣特征。殼牌公司應(yīng)用深盆氣理論指導(dǎo)勘探部署，截至2015年12月，在該合作區(qū)塊共完鉆氣井9口，完成6口氣井的試采工作。按照PSC合同的詳細(xì)規(guī)定和要求，合作區(qū)塊采用了作業(yè)者殼牌的技術(shù)思路和方法，由合作雙方（中石油和殼牌）共同開(kāi)展了合同要求的鉆完井、場(chǎng)站建設(shè)和初期試生產(chǎn)作業(yè)。其合作開(kāi)發(fā)組織管理模式，場(chǎng)站標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)理念、氣井開(kāi)采工藝及管理模式與傳統(tǒng)采氣場(chǎng)站有一些異同。

1 人員組織及生產(chǎn)管理

在人力資源管理方面，殼牌公司在與西南油氣田公司采取合作開(kāi)發(fā)管理的模式，聯(lián)合成立ZT合作項(xiàng)目部，實(shí)行三級(jí)管理，下設(shè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)部經(jīng)理、操作經(jīng)理、現(xiàn)場(chǎng)工程師及巡檢人員（圖1）；生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)部經(jīng)理、現(xiàn)場(chǎng)工程師、巡檢人員由殼牌員工擔(dān)任，操作經(jīng)理由中方員工擔(dān)任。項(xiàng)目部就近設(shè)置前線指揮中心，現(xiàn)場(chǎng)工程師和巡檢人員常駐進(jìn)行管理[2]。

圖1 ZT合作項(xiàng)目部人員組織管理一覽圖

在設(shè)備檢維修方面，殼牌公司全部外委同一家單位，就近聘用中方現(xiàn)場(chǎng)操作員及監(jiān)控員完成日常生產(chǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)控、巡管及臨時(shí)任務(wù)，減少冗余部門(mén)和人員配置，實(shí)現(xiàn)管理效率的提升。

殼牌場(chǎng)站均采用無(wú)人值守模式，信息化程度較高。場(chǎng)站安全監(jiān)控方面，重要設(shè)備設(shè)施均進(jìn)行聯(lián)鎖組態(tài)，場(chǎng)站內(nèi)安裝有高清攝像頭以及紅外線感應(yīng)探頭，并聘請(qǐng)安保人員（外聘）對(duì)周界安防進(jìn)行監(jiān)控。在生產(chǎn)過(guò)程中，若現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)問(wèn)題，遠(yuǎn)程監(jiān)控員第一時(shí)間報(bào)送至前線指揮中心；中心立即調(diào)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)操作員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，并嘗試恢復(fù)；在必要情況下，再調(diào)動(dòng)外委現(xiàn)場(chǎng)維修組，進(jìn)行故障排除和問(wèn)題糾正（圖2）。

圖2 ZT合作項(xiàng)目部生產(chǎn)管理流程圖

早期建成的單井采氣場(chǎng)站一般由兩名操作員工進(jìn)行值守，負(fù)責(zé)場(chǎng)站生產(chǎn)監(jiān)控及設(shè)備設(shè)施的基礎(chǔ)維保工作，作業(yè)區(qū)設(shè)中心站或維修班組對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期檢維修，并分電氣、機(jī)泵等實(shí)行專業(yè)化外委維保，維修效率較高，維護(hù)更為可靠，但人員配置較多，生產(chǎn)管理成本較高。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，殼牌公司管理模式減少了管理的中間環(huán)節(jié)和人員配置，整個(gè)模式運(yùn)行對(duì)巡檢人員有較高要求，不僅需要掌握全面業(yè)務(wù)知識(shí)，完成故障現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)查處理，還需監(jiān)督外委人員維修作業(yè)。

對(duì)于場(chǎng)站工藝設(shè)計(jì)及施工方面，殼牌公司與川內(nèi)企業(yè)基本一致，項(xiàng)目部委托工程設(shè)計(jì)，形成設(shè)計(jì)、施工圖紙，再委托建設(shè)公司和監(jiān)理公司完成場(chǎng)站建設(shè)。而對(duì)于變更管理，ZT合作區(qū)塊作業(yè)者主要是通過(guò)專用的通訊平臺(tái)，按照MOC變更管理程序，明確、嚴(yán)格、高效完成變更管理工作（圖3）。

圖3 變更管理程序示意圖

2 開(kāi)發(fā)生產(chǎn)特色

2.1 場(chǎng)站標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)

標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)有利于建立統(tǒng)一平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)資源共享，減少員工低水平、無(wú)意義勞動(dòng)以及設(shè)計(jì)中常出現(xiàn)的缺、漏、錯(cuò)等質(zhì)量事故。同時(shí)生產(chǎn)要素和工作流程更加容易固化和標(biāo)準(zhǔn)化，可以使得施工組織和過(guò)程監(jiān)督更加規(guī)范[3]。對(duì)比殼牌公司與川內(nèi)石油企業(yè)的傳統(tǒng)場(chǎng)站設(shè)計(jì)理念差異，發(fā)現(xiàn)殼牌公司的相關(guān)設(shè)計(jì)有可供借鑒之處。

2.1.1 設(shè)備全橇裝設(shè)計(jì)

殼牌公司在合作區(qū)塊的采氣場(chǎng)站建設(shè)采用統(tǒng)一構(gòu)建模式，在完成氣井生產(chǎn)潛力評(píng)估及設(shè)計(jì)后，從場(chǎng)站大小、井站設(shè)備、人員配置均采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。場(chǎng)站盡量采用全橇裝化設(shè)備，以方便初期場(chǎng)建時(shí)搬運(yùn)、安裝及后續(xù)拆卸工作。站場(chǎng)主要電儀設(shè)備均集成在橇裝房?jī)?nèi)，采用“即插即用”設(shè)計(jì)理念，強(qiáng)調(diào)設(shè)備運(yùn)行安全性和可操作性，節(jié)約了安裝時(shí)間及施工投入（表1）。該模式節(jié)約地面工藝設(shè)計(jì)時(shí)間以及設(shè)備的安裝成本，縮短了設(shè)備采購(gòu)以及井場(chǎng)建設(shè)周期。近年來(lái)川內(nèi)部分新投產(chǎn)區(qū)塊也實(shí)現(xiàn)了采氣單井與集氣站裝置橇裝化、模塊化組裝，進(jìn)一步證明該模式值得推廣和借鑒。

表1 電控設(shè)備橇裝設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)安裝施工投入對(duì)比表

2.1.2 管線架空設(shè)計(jì)

川內(nèi)傳統(tǒng)采氣場(chǎng)站在設(shè)計(jì)站場(chǎng)工藝管線時(shí)，一般采用直埋設(shè)計(jì)[4]（圖4），直埋鋪設(shè)可節(jié)約站場(chǎng)空間及建設(shè)成本，但對(duì)后期管道維保、工藝流程改造及風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別都造成了極大的困難。殼牌采氣場(chǎng)站工藝集輸管線、放空管線及排污管線均為明管鋪設(shè)，部分管線進(jìn)行架空設(shè)計(jì)（圖5），有利于井站維護(hù)人員熟悉現(xiàn)場(chǎng)工藝流程；在工藝管道運(yùn)行出現(xiàn)異常情況下，能第一時(shí)間排查處理；同時(shí)，架空管線可避免在低點(diǎn)形成積液，在管線失效時(shí)避免氣體在地下聚集。但是，架空管線需額外增加管托支架，相應(yīng)建設(shè)成本會(huì)有所增加。

圖4 川內(nèi)采氣井站管線埋地圖

圖5 殼牌采氣井站管線架空設(shè)計(jì)示意圖

2.2 場(chǎng)站開(kāi)發(fā)生產(chǎn)工藝

2.2.1 光套管采氣工藝

與傳統(tǒng)采氣方式不同，殼牌公司在試采初期，對(duì)于地質(zhì)條件較好的非含硫氣井，在安全風(fēng)險(xiǎn)可控前提下，采用光套管方式開(kāi)展試采，結(jié)合試采效果，再?zèng)Q定是否下入油管，該工藝?yán)砟钤趪?guó)內(nèi)文獻(xiàn)中鮮有報(bào)道。分析發(fā)現(xiàn)，減少油管下入，可節(jié)省前期投入成本，縮短建產(chǎn)周期，提高氣井采速。但該工藝攜液能力較差，易發(fā)生氣井水淹和地層出砂，影響氣井后期生產(chǎn)（表2）。

2.2.2 電熱式水套爐加熱工藝

傳統(tǒng)水套爐加熱裝置一般利用氣源燃燒加熱，點(diǎn)火及開(kāi)度控制相對(duì)復(fù)雜；且存在一定安全風(fēng)險(xiǎn)。殼牌公司推崇采用電加熱式水套爐，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟停和溫度精準(zhǔn)控制，為場(chǎng)站自控精細(xì)化管理奠定了基礎(chǔ)（表3）。

表2 油管生產(chǎn)和光套管生產(chǎn)工藝優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比一覽表

表3 天然氣加熱與電加熱式水套爐現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比表

2.2.3 天然氣放空處理工藝

受地區(qū)和氣質(zhì)參數(shù)的影響，直接對(duì)放空天然氣進(jìn)行點(diǎn)火燃燒將可能存在燃燒不充分的情況。殼牌公司采氣井站在天然氣放空燃燒前采用油氣水三相分離器再次分離，將分離后的穩(wěn)定輕烴通過(guò)架空管線連接至放空火炬進(jìn)行燃燒（圖6），可避免放空中不穩(wěn)定輕烴凝結(jié)對(duì)天然氣放空燃燒造成的影響[5]。場(chǎng)站放空火炬采用長(zhǎng)明火設(shè)計(jì)，火炬周邊安裝熱輻射探頭，意外熄滅可及時(shí)觸發(fā)聯(lián)鎖報(bào)警，保證了放空天然氣的充分燃燒。在放空火炬安全距離的設(shè)置上，殼牌公司因井制宜，根據(jù)放空氣量統(tǒng)一折算熱輻射值確定安全距離，該方法較為靈活，利于采氣場(chǎng)站先期場(chǎng)建。

2.2.4 氣田水存放

圖6 殼牌公司放空管路示意圖

川內(nèi)采氣站多采用污水池或臥式氣田水罐對(duì)氣田水進(jìn)行存放，而殼牌公司則選用立式氣田水罐進(jìn)行處理存放，立式氣田水罐及氣田水裝車橇區(qū)域周邊砌有防漏防滲圍墻，能最大限度預(yù)防氣田水罐滿罐或罐體本身泄露引起的氣田水外流造成的環(huán)境污染[6]。但是，立式儲(chǔ)罐受高度影響，需要專人進(jìn)行操作，存在一定安全風(fēng)險(xiǎn)（圖7）。

圖7 立式及臥式污水儲(chǔ)罐對(duì)比示意圖

2.3 油氣場(chǎng)站信息化自控管理

殼牌公司在數(shù)字化氣田建設(shè)方面水平較高，井站均能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的自動(dòng)化操作。井站自動(dòng)化控制操作完全依靠電力驅(qū)動(dòng)，統(tǒng)一集成供電系統(tǒng)，根據(jù)不同場(chǎng)站的功能，獨(dú)立設(shè)置聯(lián)鎖自控邏輯。

在數(shù)據(jù)傳輸線纜鋪設(shè)方面，川內(nèi)采氣場(chǎng)站多采用管溝鋪設(shè)和穿管鋪設(shè)方式，該方式節(jié)約場(chǎng)站地面空間，場(chǎng)站目視化更為簡(jiǎn)潔，但增加了先期場(chǎng)建工作量；在數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)故障或需更換數(shù)據(jù)傳輸流程時(shí)，將不便于后續(xù)維護(hù)工作；鋪設(shè)在低洼處的線纜還易受到降雨、積水浸泡影響。殼牌場(chǎng)站采用線纜槽架空設(shè)計(jì)方式（圖8），場(chǎng)站設(shè)備設(shè)施的信號(hào)線及供電線路在線纜槽中架空鋪設(shè)，該鋪設(shè)設(shè)計(jì)具有易檢修、易更換的特點(diǎn)?！吧仙w下空”設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，不僅能有效防止太陽(yáng)直射及地面潮氣對(duì)線纜的影響，延緩線路老化；同時(shí)避免在下雨期間造成線纜槽內(nèi)產(chǎn)生積水，引起漏電短路事故的發(fā)生（表5）。

圖8 殼牌場(chǎng)站線纜槽鋪設(shè)示意圖

表5 川內(nèi)井站與殼牌公司信息化管理對(duì)比表

3 結(jié)論及建議

1）殼牌公司在合作開(kāi)發(fā)管理中減少井站管理中間環(huán)節(jié)，有利于提高事務(wù)處理效率；川內(nèi)石油企業(yè)采氣場(chǎng)站人員配置齊全，維保作業(yè)專業(yè)化，維護(hù)更為可靠。

2） 全橇裝設(shè)計(jì)理念可加快氣井建產(chǎn)步伐，縮短建產(chǎn)時(shí)間；管線架空、電加熱式水套爐、天然氣放空處理等工藝設(shè)計(jì)在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用中具有一定優(yōu)點(diǎn)，可供參考借鑒。

3）數(shù)字信息化油氣田的建設(shè)過(guò)程中，采用統(tǒng)一電力及動(dòng)力控制系統(tǒng)可使運(yùn)行更為穩(wěn)定；運(yùn)用線纜槽的鋪設(shè)方式可提高線路的檢修效率，延長(zhǎng)線纜的使用壽命，建議推廣運(yùn)用。

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