BZ34-1油田工艺流程整体优化

马 亮

（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300456）

BZ34-1油田工艺流程整体优化

马 亮

（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300456）

在2010年渤海油田3 000万t建设中，BZ34-1油田在充分利用平台原有原油工艺流程及处理设施的基础上，通过对流程控制参数优化、工艺设施改造等方法，解决流程处理能力受限、外输压力低、外输量小等问题，实现原油工艺流程的整体优化和扩容，有效地实现了油田增产的目的。

增产；流程；扩容

BZ34-1油田位于渤海湾南部，属于渤中34油田群，海域水深约20m。BZ34-1油田生产设施包括中心平台 1座(CEPA)、井口平台 7座(WHPB、2EP、2EW、4EP、4WP、3WJ、5WJ)和改造过的单点设施（现称为过油保护架）。CEPA平台负责整个BZ34-1油田的油气收集、处理及外输，BZ34-1油田的各生产设施的产液通过海底管线输送到CEPA平台进行脱气脱水处理，处理后的合格原油（合格标准：饱和蒸汽压和含水标准：含水率＜0.5%（w），雷特蒸气压＜70kPaA））通过海底管线输送到“友谊号”浮式储油轮上。CEPA平台同时负责BZ34-1油田所有生产设施的电力供应和注水支持。

目前BZ34-1油田产液在CEPA平台处理后，原油输送到“友谊号”FPSO（浮式储油轮）上储存、外输。分离出的天然气除作为透平发电机用燃料气、部分火炬系统放空外，大部分天然气则通过海底管线外输至BZ28-2S油田后进入渤西南联合供气网。

根据BZ34-1油田石油产量预测，油田探明石油地质储量 3 062×104m3，探明含油面积 12.8km2，具有丰富的石油资源。控制石油地质储量1 974×104m3，可采地质储量549.9×104m3。设计动用探明地质储量2 180×104m3，采出程度24.4%。

依据BZ34-1油田ODP报告，BZ34-1油田设计原油处理、外输能力为2 700m3/d。但随着BZ34-1油田各单井的陆续投产、调整井的开发，原油处理及外输量将远超过2 700m3/d。为配合渤海油田3 000万t战略规划，按照天津分公司的统一部署，需对原油工艺流程整体优化扩容，以达到增加原油处理量及外输量的目的。

1 原油工艺流程优化扩容前状况分析

1.1 原油工艺流程介绍

CEPA平台油井产液与2EP、WHPB平台来液汇合后，经原油换热器预热至53℃，再通过一级加热器加热至60℃后，进入一级分离器进行初步的油、气、水三相分离，分离出的天然气、生产污水分别进入燃料气系统和污水处理系统。含水原油经过二级加热器升温至80℃后，进入二级分离器再次进行油、气、水三相分离，分离的气相、生产污水分别去火炬系统和污水处理系统，含水原油则经过电脱水供给泵增压后进入电脱水器。来自电脱水器的80℃高温合格原油经原油换热器与低温含水原油换热后温度降至60℃，进入原油缓冲罐，经原油外输泵增压后，通过8"22km外输海管输往“友谊号 ”浮式储油轮，储存并外输，见图1。

1.2 原油工艺流程设备处理能力校核及工况分析

原油工艺流程依据油田ODP（开发方案）设计建造，通过对原油工艺流程进行整体考察、调研，充分了解原油设计处理能力和外输能力，在充分考虑流程设备及管线承压能力基础上，对原油处理系统设施及性能进行诊断，找出扩容增产中的问题结症，并提出解决方案。

（1）一级加热器：一级加热器功率为1 800kW，加热器出口温度60℃。由表1可知，扩容增产后一级加热器功率无法满足要求。

（2）一级分离器：一级分离器操作压力350kPa，操作温度60℃。由于单位时间内流程处理量的增加，而一级分离器油相出口液位调节阀（LV-2013）最大流通量仅为3 375m3/d，加上CEPA油井来液不稳定以及2EP、WHPB至CEPA海管内段塞流严重（2EP、WHPB至CEPA海管均为油气水混输海管，管内流体流动不均匀，段塞流情况严重[1]），使得流程液位不稳，压力波动大，无法满足增产后的处理要求，给流程正常操作带来较大影响。

（3）二级加热器：二级加热器功率为1 800kW，加热器出口温度80℃。由表1可知，二级加热器功率无法满足要求，需要提高一级加热器出口温度到63.5℃。

（4）二级分离器：根据采油技术服务公司《脱水实验报告》，二级分离器出口原油含水率能够保证不小于8%，可以满足增产后对处理效果的要求，见表1。

（5）电脱水器供给泵：平台原设三台电脱水器供给泵，单台排量1 680m3/d，出口压力350kPa，两台泵运行无法满足扩容后来液量增大的要求。

（6）电脱水器：电脱水器操作压力300kPa，温度80℃，停留时间24min，由表1可知，原油在电脱水器中停留时间缩短，加上流程温度降低，导致原油破乳能力变差，脱水效果大大降低[1]。

（7）原油外输泵：平台原来配有两台原油外输泵，一用一备，外输泵为离心泵，变频控制，单台排量2 760m3/d，出口压力 2 200kPa，海管进口压力2 050kPa。由表1可知，一台外输泵无法满足增产后外输液量要求，同时根据海管校核结果，只有将海管进口压力提高到3 300kPa以上，才能弥补更多流体用海管输送时损失的压降，使扩容后液量全部外输，而外输泵出口压力无法满足提压要求，受上述因素的制约，原油外输泵成为影响扩容增产的瓶颈。

通过对原油处理系统设备处理能力校核及上述理论分析得知：依据油田ODP建设的配套生产设施会因为产量提高使原油工艺流程出现压力、液位波动变大，流速减慢，加热器热功率不能满足要求，流程温度降低，外输压力低等问题，限制生产能力的提高。

表1 扩容后原油处理系统设备处理能力校核

2 流程优化设计依据、原则及目标

设计依据：（1）BZ34-1 油田投产方案；（2）BZ34-1油田CEPA平台详细设计资料；（3）中海石油（中国）有限公司天津分公司油藏室油井产能分析及调整方案；（4）BZ34-1油田群内部升压可行性研究报告；（5）渤中 34-1油田调整井工程设计；（6）现行海洋油田生产设施国际、国内相关标准和规范。

设计原则：（1）全面考虑BZ34-1油田投产以来平台运行的实际情况，在充分利用平台原有设施工程条件的基础上，最大限度提高设备利用率，降低工程建设投资。（2）各专业的材料选用与设备选型基本与BZ34-1油田原设计一致，设计中严格按照现行有关设计标准和规范执行。

设计目标：通过本次原油工艺流程整体优化、改造扩容，解决流程设施与处理能力的矛盾，使BZ34-1油田原油生产能力由2 700m3/d增加到4 200m3/d。

3 扩容增产的主要方案

针对扩容出现的问题，围绕充分挖掘流程处理潜能，提高原油生产能力这一指导思想，对工艺流程参数进行优化调整，在充分利用原有设施的基础上，改造、增加部分设施，消除限制产量提升的弊端，实现扩容增产目标。

3.1 BZ34-1油田内部升压的可行性

由利丰海洋工程（天津）有限公司对BZ34-1油田群内部升压（针对BZ34-1油田内部各井口平台）可行性进行理论分析，得出油田总体升压可行性报告，并通过 CCS（中国船级社）审核验收。

3.2 油井増油上产

对新增2、3井区调整井进行开发；科学调整、优化在生产油井工作制度；对“高产井、异常井、低产低效井、措施井及水源井、注水井”实施分类管理，对停躺井、低效井、高含水井采取上产措施，有效控制自然递减率，实现油井増油上产。

3.3 优化原油工艺流程操作压力

一级分离器:通过对原油工艺流程进行整体考察、研究，反复试验，一级分离器操作压力由320kPa提高到400kPa，以增大流程中的原油的流动速度。原油缓冲罐：缓冲罐操作压力由50kPa提高到180kPa，增加原油缓冲罐合格原油的流速，提高原油外输泵压头。

3.4 改造原油工艺流程设施

（1）一级分离器新增油相液位调节阀。一级分离器新增一个油相液位调节阀LV-2060，与原液位调节阀LV-2013并联，实现一级分离器油相出口的分程控制调节。

（2）增加一台原油一级加热器。增加一台功率为1 200kW的一级加热器H-2003，H-2003与H-2001并联使用，使原油温度稳定在60℃之上，达到一级分离器所要求的温度，使其脱水效果良好，保证流程整体运行平稳正常。

（3）增加一台电脱水器供给泵。增加一台电脱水器供给泵（1 680m3/d），与原泵并联使用，在日常生产中三用一备，实现对二级分离器的实时调节，控制其液位的合理稳定。同时保证电脱水器压力在340～350kPa，防止电脱水器脱气影响正常运行。

（4）更换原油外输泵。原油外输泵作为影响扩容增产的节点，外输泵的更换成为本次扩容的关键。根据伯努利方程可知，泵的排出压力是由该泵的扬程决定[2]，因此将原来低扬程外输泵更换为扬程更大的外输泵。更换后平台配有三台外输泵，两用一备，单台排量1 920m3/d，出口压力3 750kPa，海管进口压力达到3 680 kPa，提高了原油外输压力，满足了对提产后外输液量的要求，大大提高了原油外输能力。

（5）完善安全措施。新增设备布置对原平台火区划分无影响，在新增设备区域增加消防水喷淋，管线与CEPA平台消防水环路连接，就近引易熔塞回路对新增设备区域进行高温保护，以控制相应的喷淋阀，并在新增设备附近增加相应的消防设备。

图1 优化后的原油工艺流程

4 化学药剂的优化、调整

（1）电脱水器供给泵出口加装清水剂注入管线：电脱供给泵出口管线加设化学药剂注入点，加装清水剂注入管线 （目前使用清水剂型号为BHQ-16），提高电脱水器破乳能力和脱水能力，保障外输原油含水达标，同时降低“友谊号”FPSO（浮式储油轮）的生产处理压力。

（2）化学药剂浓度、注入量的合理调整：根据增产情况，联合采油技术服务公司人员反复实验、分析，确定出合理的化学药剂添加种类、浓度及其注入量，使药剂达到最优处理效果。

5 结 语

BZ34-1油田通过对原油工艺流程生产设备的升级改造，对流程参数的优化调整，顺利实现了原油工艺流程的整体扩容增产，使原油处理能力由ODP设计的2 700 m3/d增加到4 200 m3/d，累积增产原油 14.1×104m3，创造收益 57 738万元，实现了良好的经济效益，同时有效的配合了渤海油田3 000万t战略规划的实现。

[1]《海上采油工程手册》编写组.海上采油工程手册[M].北京：石油工业出版社，2001:5.

[2]袁恩熙.工程流体力学[M].北京：石油工业出版社,1986：10.

On Overall Optimization of BZ34-1 Oilfield Processing

MA Liang
(Tianjin Branch of CNOOC，Tianjin 300456)

In the construction of 30 million tons of Bohai Oilfield in 2010,in the full use of existing oil processing and facilities process,and on the basis of process control parameters through optimization,technology infrastructure improvement and other methods,this paper solves the following problems such as limited capacity,low external input pressure,small amount of outside input and other issues,and achieves the overall optimization and expansion of crude oil.The purpose of oil production is achieved.

increase；process；expansion

TE32+3

A

1673-1980（2012）01-0100-04

2011-07-03

马亮（1983-），男，河北保定人，助理工程师，研究方向为生产工艺。