中原油田二氧化碳驱标准化设计

中原石油工程设计有限公司

中原油田二氧化碳驱标准化设计

宋翠红 俞国梅 牛军 龚瑶 籍文俞 丁峰中原石油工程设计有限公司

中原油田从2007年至2013年先后在采油二厂、采油四厂、采油五厂、采油六厂等区块开展了二氧化碳驱先导试验，取得了良好的增油效果。2014年，中原油田根据偏远区块二氧化碳驱开发生产需要，采用了标准化设计方法，重点对偏远单井二氧化碳驱进行了标准化设计，主要在设计参数系列化、工艺流程标准化、平面布置标准化、设备选型标准化橇装化、主要材料标准化、建（构）筑物标准化、主要标识标准化等七个方面做到了标准化设计。该工程标准化设计提高了设计效率，设计周期由原来30天缩短为15天；实现了控制建设投资，单井二氧化碳驱工程投资由原来350万元降至250万元，减少了100万元。

二氧化碳驱；标准化设计；橇装化

中原油田从2007年至2013年先后在采油二厂、采油四厂、采油五厂、采油六厂等区块开展了二氧化碳驱先导试验，取得了良好的增油效果。目前，该油田针对规模性开发采用的集中建注气站方式，针对偏远井试验采用的单泵对单井注入方式，均没有采用标准化设计。2014年，中原油田根据偏远区块二氧化碳驱开发生产需要，采用了标准化设计方法，重点对偏远单井二氧化碳驱进行了标准化设计，主要在设计参数系列化、工艺流程标准化、平面布置标准化、设备选型标准化橇装化、主要材料标准化、建（构）筑物标准化、主要标识标准化等七个方面做到了标准化设计。

1 设计参数系列化

根据目前东濮老区二氧化碳驱开发生产需求，单井二氧化碳驱设计参数形成四种系列：

（1）系列Ⅰ。单井注入量为2m3/h，注入压力35MPa。

（2）系列Ⅱ。单井注入量为4m3/h，注入压力35MPa。

（3）系列Ⅲ。单井注入量为2m3/h，注入压力50MPa。

（4）系列Ⅳ。单井注入量为4m3/h，注入压力50MPa。

2 工艺流程标准化

（1）系列Ⅰ、系列Ⅲ工艺流程标准化。液态二氧化碳通过槽车运输卸至单井井场的液态二氧化碳储罐（-20℃、2.2MPa），经喂液泵升压至2.5MPa，进入二氧化碳注入泵增压至35MPa（或者50MPa），再经电磁加热器加热到10℃后注入各井口。喂液泵采用屏蔽离心泵，排量2.5m3/h、入口压力2.2MPa、出口压力2.5MPa；注入泵采用三柱塞高压二氧化碳注入泵，排量2.0m3/h、入口压力2.5MPa、出口压力35MPa（或者50MPa）。

（2）系列Ⅱ、系列Ⅳ工艺流程标准化。液态二氧化碳通过槽车运输卸至单井井场的液态二氧化碳储罐（-20℃、2.2MPa），经喂液泵升压至2.5MPa，进入二氧化碳注入泵增压至35MPa（或者50MPa），再经电磁加热器加热到10℃后注入各井口。喂液泵采用屏蔽离心泵，排量5.0m3/h、入口压力2.2MPa、出口压力2.5MPa；注入泵采用三柱塞高压二氧化碳注入泵，排量4.0m3/h、入口压力2.5MPa、出口压力35MPa（或者50MPa）。

3 设备选型标准化及橇装化

主要对低温二氧化碳储罐、喂液泵、注入泵等主要设备，以及站内低温闸阀、低温安全阀、过滤器等进行了标准化橇装化设计。

低温二氧化碳储罐标准化统一为50m3，规格为直径2.8m、长度10m。

自主研发了橇装式二氧化碳注入装置，主要包括喂料泵、注入泵、电磁加热器、配电柜及配套阀门等。橇装式二氧化碳注入装置尺寸为6m×2.5m。该橇装将注入、计量、加热，以及配电、仪表等配套装置进行橇装集成、优化组合，可实现多种工况下高效注入功能，具有运行平稳、操作简单、占地面积小、适用范围广等优点。

采用橇装化设计，对橇装阀门及设备进行了优化。经过优化，设计该注入装置比传统注入工艺减少2套安全阀、5个闸阀、1个温度计。

4 主要材料标准化

（1）钢管。低压管道选用16Mn无缝钢管，执行《高压化肥设备用无缝钢管（GB6479—2013）》。高压管道选用20G无缝钢管，执行《高压锅炉用无缝钢管（GB5310—2008）》。

（2）管件。管道管件执行《钢制对焊无缝管件（GB/T12459—2005）》。

（3）管道法兰。低压管道工艺管线法兰选用WN带径对焊法兰（密封面MFM），按照《钢制管法兰（HG/T20592—2009）》的规定执行。高压管道工艺管线法兰选用WN带径对焊法兰（密封面MFM），按照《PipeFlangesandFlangedFittings（ASMEB16.5—2009）》的规定执行。

（4）垫片。低压管道垫片按《钢管制法兰用缠绕垫片（PN系列）（HG/T20610—2009）》的规定执行。高压管道垫片按ASMEB16.5—2009的规定执行。

（5）法兰紧固件。低压管道按照HG/T 20613—2009的规定执行。高压管道按照ASME B16.5—2009的规定执行。

5 井场平面布置标准化

井场平面布置统一标准化占地为40m×40m。经优化，注入工艺装置区采用了模块化设计，将储存装置区和注入装置区由两个区域统一优化合并为一个模块，注入橇与低温储罐间距统一优化缩短为2m，这样工艺装置区占地面积缩小为12m× 12m。经优化比传统二氧化碳驱单井井场工艺装置区占地面积减少了12m×12m，同时注入橇与低温储罐间距优化更有利于注入泵注入效果，避免了因注入泵与储罐距离过长而影响吸入效果。

6 建筑风格建设标准统一化

针对东濮老区地形及环境特点，橇装活动房统一建筑规格为3m×8m；大门统一为4.5m宽简易大门1樘；围墙统一为1.5m高浸塑铁艺围栏；场地统一采用碎石铺砌，站内人行便道统一为2m宽花砖；站外道路统一为6m宽路砂石路。

7 主要标识标准化

（1）井场采用标识牌标识，标识牌均为蓝底白字，蓝色色号：PANTONE：3005C；CMYK：C100M30；RGB：R5，G113，B176；字体均为白色汉仪中黑体。

（2）注气井口装置涂色统一为艳绿色，阀门手轮统一朝向北。

（3）井场50m3储罐、橇装式二氧化碳注入装置、地面管线表面涂色统一为银灰色。

（4）注气井井口井号牌设置在井口上部四通处，字体大小统一为48磅，颜色采用蓝底白字，井号采用地质部门的编号，井号牌规格为300mm× 200mm。

（5）井场入口处标识牌设置在井场大门右侧围墙上，字体大小统一为48磅，颜色采用蓝底白字，标识牌规格为150cm×100cm。

8 应用效果

中原油田二氧化碳驱标准化设计主要在工艺流程图、平面布置图、储罐安装图、注入橇安装图、井口安装图等方面采用了标准化和模块化设计。

2014年先后在采油一厂、采油二厂、采油五厂、采油六厂等区块开展了二氧化碳驱标准化橇装化建设，共有9口注二氧化碳驱井采用了标准化设计，取得了良好的实施效果，标准化建设效果显著。标准化设计实施统计见表1。

表1 标准化设计实施统计

（1）该工程标准化设计提高了设计效率，设计周期由原来30天缩短为15天。

（2）该工程标准化建设发挥了标准化设计、一体化集成装置橇装化、模块化、工厂预制化等优点，减少了工程占地，缩短了设计建设周期，建设周期由原来2个月缩短为1个月。

（3）该工程标准化建设实现了控制建设投资，单井二氧化碳驱工程投资由原来350万元降至250万元，减少了100万元。

（4）工程标准化实施减少了运行成本，方便了工程投产后生产运行、维护和统一管理。

（5）工程标准化设计统一了设备、阀门和管材标准，实现了标准化采购，缩短了采购周期，降低了采购成本，实现了互通互换。

（栏目主持张秀丽）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.2.006