1. 中國石油天然氣股份有限公司勘探與生產(chǎn)分公司, 北京 100007;2. 中國石油天然氣股份有限公司規(guī)劃總院, 北京 100083

0 前言

1 近年油氣田地面工程高質(zhì)量發(fā)展成果

近年來,油氣田地面建設(shè)全面推行了標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,創(chuàng)新形成并持續(xù)完善了低滲油田、稠油油田、三次采油、三高氣田、非常規(guī)氣田、地下儲氣庫等地面關(guān)鍵技術(shù),保障了老油氣田的穩(wěn)產(chǎn)和新油氣田的快速上產(chǎn),地面建設(shè)投資和運行成本得到有效控制,建設(shè)質(zhì)量顯著提高,技術(shù)水平全面提升,實現(xiàn)了“質(zhì)量、速度、效益、安全環(huán)?！钡挠袡C(jī)統(tǒng)一,為保障中國石油國內(nèi)上游業(yè)務(wù)穩(wěn)健有效發(fā)展發(fā)揮了重要作用。

1.1 保障了原油穩(wěn)產(chǎn)和天然氣快速上產(chǎn)

三大公司重組后,中國石油國內(nèi)上游業(yè)務(wù)原油年產(chǎn)量一直保持在1×108t以上。從2002年開始,產(chǎn)量穩(wěn)定增長,2014年總產(chǎn)量突破11 367×104t,創(chuàng)中國石油歷史產(chǎn)量新高。天然氣年產(chǎn)量持續(xù)上升,由2001年206×108m3增長到2017年1 033×108m3,年均增長近50×108m3,實現(xiàn)了歷史性突破。2001～2017年中國石油原油、天然氣產(chǎn)量見圖1～2。

地面系統(tǒng)為保持油氣上產(chǎn)和安全高效運行發(fā)揮了重要作用。產(chǎn)量增長的高峰意味著產(chǎn)能建設(shè)的高峰,“十二五”以來,原油年均新鉆井13 000多口,年均新建產(chǎn)能超1 300×104t;天然氣年均新鉆井1 500多口,年均新建產(chǎn)能超150×108m3。為了克服資源劣質(zhì)化的影響,近年來各油氣田嚴(yán)控產(chǎn)能投資,地面工程克服了單位產(chǎn)能新建井?dāng)?shù)增多、開發(fā)方式日趨復(fù)雜、安全環(huán)保要求更加嚴(yán)格，以及征地、原材料價格上漲等多方面的影響,產(chǎn)能建設(shè)投資保持基本穩(wěn)定,原油百萬噸產(chǎn)能地面投資控制在13億元以內(nèi),天然氣億方產(chǎn)能地面投資保持在0.8億元左右。地面工程為老油田穩(wěn)產(chǎn)和油氣田效益建產(chǎn)做出了重要貢獻(xiàn)。

圖1 2001～2017年中國石油原油產(chǎn)量

圖2 2001～2017年中國石油天然氣產(chǎn)量

1.2 確保了復(fù)雜油田有效開發(fā)

圖3 2017年中國石油原油產(chǎn)量分類占比

1.3 有力支撐了中國天然氣工業(yè)的發(fā)展

氣田地面工程成果,直接支撐了中國天然氣工業(yè)的發(fā)展?！熬鹿?jié)流,中低壓集氣,井口帶液計量,井間串接”的低滲和特低滲氣田地面建設(shè)模式,使單井投資由400萬元降低到150萬元,累計節(jié)約地面投資約200余億元?！皾駳饧?、MDEA脫硫脫碳、三甘醇脫水或J-T閥烴水露點控制”等酸性氣田地面工藝技術(shù),確保了三高氣田的安全高效開發(fā)?！案邏杭瘹狻庖夯燧?、集中處理、J-T閥節(jié)流制冷”為核心的凝析氣田地面工藝技術(shù),實現(xiàn)了以迪那氣田為代表的超高壓凝析氣田的規(guī)模經(jīng)濟(jì)高效開發(fā)。此外“變流量精準(zhǔn)注采、高壓密相輸送、大規(guī)模節(jié)能高效處理”等儲氣庫地面建設(shè)技術(shù)體系,支持了儲氣庫業(yè)務(wù)快速發(fā)展[2]。

在4線串行SPI方式下，數(shù)據(jù)的長度均為8位，只有當(dāng)SCLK的狀態(tài)由低電平轉(zhuǎn)變成上升沿到來時，數(shù)據(jù)才按照 D7、D6、D5…D1、D0的順序從SDIN寫進(jìn)SSD1306。DC信號線為Data和Control標(biāo)志位。在4線串行通信下，寫操作的時序如圖7所示。

1.4 全面保障了非常規(guī)油氣有效開發(fā)

1.5 成功開展多項重大試驗攻關(guān)

開展了水介質(zhì)類、化學(xué)/生物介質(zhì)類、氣介質(zhì)類、熱能量類、特殊巖性類等油田重大開發(fā)現(xiàn)場試驗,在超稠油蒸汽輔助重力泄油(以下簡稱SAGD)、火驅(qū)、空氣/空氣泡沫驅(qū)、CO2驅(qū)、天然氣驅(qū)、二元/三元化學(xué)驅(qū)、聚驅(qū)后提高采收率、低滲透油藏水驅(qū)加密、酸鹽巖開發(fā)和變質(zhì)巖潛山注氣等10項試驗中取得了豐碩成果。

超稠油SAGD開發(fā)試驗,形成SAGD高溫密閉集輸和高溫脫水技術(shù),攻克了SAGD采出液油水分離難度大、常規(guī)脫水工藝無法處理的難題,并充分利用了采出液熱能,配套研發(fā)了SAGD專用設(shè)備和藥劑。

稠油火驅(qū)開發(fā)試驗,在國內(nèi)首次形成了稠油火驅(qū)地面配套技術(shù)系列,主要包括注空氣及配套調(diào)控、采出液單井計量和處理、注空氣及集輸管材優(yōu)選、采出氣在線監(jiān)測工藝、采出氣高效處理工藝、水平段溫度調(diào)控工藝、火驅(qū)生產(chǎn)地面系統(tǒng)調(diào)控等7項關(guān)鍵技術(shù),引領(lǐng)了國內(nèi)火驅(qū)地面工程技術(shù)發(fā)展方向。

CO2驅(qū)提高采收率試驗中,采用以“活化MDEA胺法脫碳、分子篩脫水、CO2四級增壓超臨界注入、油氣混輸單管集油、采出氣循環(huán)利用”為核心的氣田脫碳、油田驅(qū)油地面工藝技術(shù),實現(xiàn)了高含CO2氣田的綠色開發(fā),提高了油田采收率。CCS-EOR(CO2捕集與CO2驅(qū)提高原油采油率)循環(huán)綠色開發(fā)技術(shù)在吉林油田、大慶油田成功實現(xiàn)了工業(yè)化規(guī)模應(yīng)用。

1.6 確保了油氣田清潔安全生產(chǎn)

1.7 提升了建設(shè)和管理水平

1.8 促進(jìn)了油氣田提質(zhì)增效工作

近年來,面對低油價,持續(xù)開展油氣田提質(zhì)增效工作,取得顯著成效。形成了以“站場布局優(yōu)化、油井軟件計量、油井單管串接、不加熱常溫集輸、常溫原油脫水、常溫污水處理、注水井穩(wěn)流配水”等為核心的優(yōu)化簡化技術(shù)體系,通過采取“關(guān)、停、并、轉(zhuǎn)、減”和“四優(yōu)”(優(yōu)化布局、優(yōu)化流程、優(yōu)化參數(shù)、優(yōu)選設(shè)備)等技術(shù)措施,解決了大慶、吉林、大港、華北等為代表的老油田進(jìn)入特高含水和特高采出程度開發(fā)期后,已建的地面系統(tǒng)工藝不適應(yīng)、運行能耗高、維護(hù)成本高、安全環(huán)保隱患大等問題,并促進(jìn)了勞動組織等方面的優(yōu)化,涌現(xiàn)出大港、吉林、長慶、青海、華北、吐哈等一批地面系統(tǒng)整體優(yōu)化的典型。通過推進(jìn)科技進(jìn)步,強(qiáng)化基礎(chǔ)管理和持續(xù)優(yōu)化生產(chǎn)運行,進(jìn)一步提升了油田采出水處理和注水系統(tǒng)管理水平。注水井口水質(zhì)合格率9年提高30.2個百分點;注水系統(tǒng)效率9年提高3.6個百分點,滿足油田精細(xì)注水要求,見圖4～5[9]。

圖4 2008年以來井口水質(zhì)合格率變化情況

圖5 2008年以來注水系統(tǒng)效率變化情況

1.9 為海外油氣田開發(fā)作出了積極貢獻(xiàn)

近年來上游業(yè)務(wù)形成的地面先進(jìn)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、模塊化建設(shè)、信息化管理等好的做法,在中國石油海外油氣田開發(fā)中也發(fā)揮了重要作用。在中東、蘇丹、哈薩克斯坦、土庫曼斯坦等國家,地面工程在特殊的油氣藏和油品性質(zhì)、特殊的地理和社會環(huán)境下都應(yīng)用了先進(jìn)技術(shù),采用了先進(jìn)的建設(shè)模式,加快了油氣田建設(shè)進(jìn)度、提高了質(zhì)量和效益。

2 面臨的主要問題

2.1 油氣田成本控制壓力增大

2.2 安全環(huán)保壓力大

加快建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型企業(yè),實現(xiàn)綠色生產(chǎn)、清潔安全生產(chǎn)是新時代國家對企業(yè)的必然要求。目前,老油氣田地面系統(tǒng)龐大,點多線長面廣,油氣水井、管線遍布17個省、直轄市,轄有數(shù)量眾多的油氣水井,以及大型油庫、各類集輸管線、集中處理站和天然氣處理廠,高溫、高壓、高含硫、高產(chǎn)氣井?dāng)?shù)量逐年增加。相當(dāng)一部分油氣水井、站場、管線，處于人口稠密區(qū)、工礦企業(yè)區(qū)和環(huán)境敏感區(qū),部分設(shè)備設(shè)施使用年限長,安全環(huán)保形勢嚴(yán)峻,高質(zhì)量安全發(fā)展任務(wù)十分艱巨[10]。

2.3 降本增效工作有待加強(qiáng)

3 下一步高質(zhì)量發(fā)展的重點工作展望

3.1 大力推進(jìn)“四化”建設(shè),進(jìn)一步打造高效建設(shè)模式

3.2 加強(qiáng)地面生產(chǎn)運行過程管理,向生產(chǎn)優(yōu)化要效益

3.3 強(qiáng)化開源意識,向產(chǎn)品增值要效益

“十二五”以來,為提高油氣產(chǎn)品附加值,提高開發(fā)效益,重點加強(qiáng)了輕烴深度回收、放空氣回收、原油分質(zhì)分輸?shù)裙ぷ?取得了一定的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益?！笆濉奔爸?仍應(yīng)深入挖掘提質(zhì)增效潛力,繼續(xù)抓好上述幾項工作。同時,還應(yīng)加強(qiáng)新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料的技術(shù)集成應(yīng)用,采用先進(jìn)技術(shù)改造老油氣田,提升系統(tǒng)能效。應(yīng)重點推廣應(yīng)用裝置一體化集成、功圖計量、不加熱集油、數(shù)字化建設(shè)、高效油氣集輸與處理、穩(wěn)流配水、低成本高效化學(xué)藥劑、非金屬管道等油品先進(jìn)適用技術(shù)[13]。

3.4 推進(jìn)管道和站場完整性管理,大幅降低失效率

3.5 抓好標(biāo)準(zhǔn)化管理,促進(jìn)管理創(chuàng)新

標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計創(chuàng)新了油氣田地面建設(shè)模式,提升了地面建設(shè)水平。已建油氣田地面系統(tǒng)由于開發(fā)年代不同、管理體制與管理方式不同、管理水平不一,還存在薄弱環(huán)節(jié)。在國際原油價格持續(xù)低迷的背景下,油氣地面生產(chǎn)系統(tǒng)必須創(chuàng)新管理,在繼續(xù)深化標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的同時,全面開展地面生產(chǎn)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化管理,進(jìn)一步提升地面生產(chǎn)系統(tǒng)的運行效率、安全環(huán)保水平和開發(fā)效益。標(biāo)準(zhǔn)化管理主要內(nèi)容應(yīng)包括規(guī)范化組織架構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)化運行維護(hù)、完整性資產(chǎn)管理、信息化協(xié)同支持、一體化績效考核,并應(yīng)配套建立完善的體系文件。

4 結(jié)束語

油氣田地面工程是油氣田開發(fā)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié),近年來,中國石油油氣田地面建設(shè)取得了豐碩成果,全面推行了標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,創(chuàng)新形成并持續(xù)完善了一系列先進(jìn)適用的地面關(guān)鍵技術(shù),有力保障了老油氣田穩(wěn)產(chǎn)、新油氣田的上產(chǎn)及非常規(guī)油氣的規(guī)模開發(fā),促進(jìn)了地面建設(shè)模式和管理方式的轉(zhuǎn)變,實現(xiàn)了“質(zhì)量、速度、效益、安全環(huán)?！钡挠袡C(jī)統(tǒng)一。

“十三五”期間及今后幾年,國際油價仍將低位徘徊,油氣田老化、資源劣質(zhì)化將進(jìn)一步加劇,油氣田地面系統(tǒng)應(yīng)堅定不移落實上游業(yè)務(wù)低成本發(fā)展要求,全方位、全過程、全要素降本增效,大力推進(jìn)“四化”建設(shè),強(qiáng)化生產(chǎn)運行管理,努力實現(xiàn)地面生產(chǎn)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化管理,進(jìn)一步增強(qiáng)提質(zhì)增效能力,促進(jìn)油氣田開發(fā)可持續(xù)穩(wěn)健發(fā)展。