外围油田热水站建设模式

大庆油田采油八厂

外围油田热水站建设模式

王刚阳

大庆油田采油八厂

热水站是油田为油井作业、加药，水井洗井及集油环热洗等提供热水而专门建设的生产辅助站场，按主要工艺流程可分为真空炉引鹤管、水套炉引鹤管、火筒炉置高架热水站三类。通过对某油田热水站建设、发展现状及存在问题进行分析，总结出外围油田热水站选址应坚持“双就近”原则，综合考虑、分区管理，合理选择工艺流程。间歇性运行的热水站宜采用火筒炉置高架流程；热水量需求大、加水频繁的热水站应采用真空加热炉鹤管或大罐储水连续加热流程。热水站的建设应根据开发预测及不同生产用热水情况，配套增加循环洗井车组，降低热水需求量及温度，控制配套设施建设投资。应重视改善供注水水质指标，避免水质二次污染，探索更经济有效的洗井方式。

外围油田；热水站；建设模式

热水站是油田为油井作业、加药，水井洗井及集油环热洗等提供热水而专门建设的生产辅助站场，其中洗井用热水量较大，约占总用水量的70%。以大庆外围某油田为例，已建及在建热水站共10座，按主要工艺流程可分为真空炉引鹤管（即真空炉加热，鹤管装车）、水套炉引鹤管（即水套炉加热，鹤管装车）、火筒炉置高架（即火筒炉加热，自压装车）热水站三类，而火筒炉置高架流程根据加水方式不同，又可分为加热炉底部加水和炉侧加水两种。

该油田热水站的建设大致可以分为3个阶段。第1阶段为2007年之前，油田开发速度较慢，生产用热水量低，热水站建设数量、规模小、加热炉功率低；第2阶段为2007年至2010年，外围油田上产期，油田开发速度较快，生产用热水量逐步增大，热水站建设数量较多，规模较大，加热炉功率较大，工艺流程逐步从真空炉引鹤管变为火筒炉置高架，热水站多建设在已建转油站或联合站站内；第3阶段为2010年之后，外围油田持续上产及油田公司加大水质改善期，热水站建设数量多，规模大，加热炉功率大，工艺流程基本采用火筒炉置高架，站址多选择在已建联合站站外。

1 存在的问题

外围油田热水站建设之所以呈现目前迅速发展的态势，主要原因有两方面：①油田持续上产，生产用热水量增大；②油田公司加大水质改善工程，其中加大水井洗井力度，热水量需求大幅提升。外围油田热水站建设存在问题逐步显现，主要表现在以下方面：

（1）已建热水站规模及加热功率不足。2007年以来由于油田持续上产，油水井总数增加3 340口，长关及低效井开井909口，油井转注251口，洗井、作业、加药、集油环热洗用热水量增大，热水站能力不足。

（2）现有洗井作业车组等设备缺乏。油田共有各类洗井作业车组17套，按照目前洗井作业任务安排，估算应配备各类洗井作业车组约25套，已有设备不能满足生产需求。

（3）洗井作业等操作成本高。油田油区分布在大同区、安达市、肇州县、肇源县境内，油田比较分散、油水井距离较远，油水井距附近热水站平均距离约20 km，每井次洗井作业车组燃油费约0.03万元。按照目前年洗井4 849井次计算，仅水井洗井燃油费用约145.5万元，洗井作业等操作成本高。

2 建设模式

为解决热水站能力不足、洗井作业操作成本高等问题，油田规划逐年安排热水站扩建或新建，从站址选择可分为原地扩建和异地新建两类。根据该油田近几年来所建热水站情况，分析探讨外围油田热水站建设模式。

2.1 坚持“双就近”原则

以经济效益为中心，热水站应尽量位于油田相对中心区域，并依托已建联合站建设。热水站选择在油田相对中心区域，可以缩短洗井作业时间，提高洗井作业效率，降低车组燃油费用；依托已建联合站，来水选用联合站污水，可降低加热炉配置功率，减少热水站建设投资及天然气消耗，同时可依托联合站进站路建设热水站环路或装车场地。

2.2 综合考虑，分区管理

从热水站服务油田区块着手，根据十年开发及洗井井次预测，计算出油田洗井所需热水量，结合油田其他生产用热水情况，确定油田在一定阶段内的最大热水及加热功率需求（由于冬季不洗井，年洗井天数按150 d计算；外围油田偏远，日有效工作时间约6 h；每口井洗井需15～60 m3；热水站来水均为污水，进/出站温度为30℃/80℃），确定需扩建或新建热水站的规模及加热功率。根据油田区块具体分布情况，合理划分热水站服务区域，进行分区管理，降低洗井作业操作成本。

2.3 合理选择工艺流程

根据已建热水站现场使用情况，选择技术相对成熟、现场运行良好的工艺流程。目前，主要有火筒炉置高架流程、真空炉引鹤管流程及大罐储水连续加热流程[1]，其优缺点对比见表1。

2.4 安全、经济平面布置

热水站平面布置，一是要执行国家及行业相关标准，充分考虑防火、防爆及避免环境污染等；二是要经济平面布置，尽量不新征地或少征地，尽量不新建道路或少建路；三是要充分考虑热水站加热炉等设备检修方便，例如某热水站在充分考虑安全、经济因素后，采取加热炉置高架、炉侧加水，只建装车场地不建进出站环路。

表1 不同工艺流程热水站优缺点对比

2.5 系统平稳及清污水平衡

为减少建设投资和运行费用，热水站水源一般选取油田污水。热水站为间歇性运行（4月至10月的白天运行），运行时大量污水用于油水井洗井、作业，然后通过卸油点、集输系统、污水系统循环，供注水系统污水量阶段性减少；停运时供注水系统污水量又阶段性增多。热水站建设时，要综合考虑源水的引接点（应接污水站滤后水）及已建供注水系统的清污水平衡问题，尽量避免或降低对系统的冲击，保证系统平稳运行及区域清污水平衡。

2.6 方便油田生产管理

热水站的建设不仅要满足生产需求，还应充分考虑使用单位的生产管理方便，适当应用自动化监控设备，如电动阀、液位控制装置等；同时，方案阶段应与管理部、采油矿等结合，制定合适的运行管理办法，待热水站投运后再逐步完善。例如某热水站在两台加热装置进出口处均安装了电动阀，实现加热炉液位自动控制；在装车方面应用了液位控制装置，实现装车自动化；在供水泵与流量计之间做联动，实现供水泵自动启停；热水站主要生产参数回传至联合站中控室，实现了远程监视。

3 结论及建议

（1）热水站可为油田生产提供热水，保障油田开发效果，同时还可以解决部分地区清污水平衡的问题。应遵循“双就近”原则，综合考虑、分区管理，合理选择工艺流程，尤其要注意在满足生产需求的前提下，尽量控制建设规模、方便生产管理、保证系统平稳运行。

（2）外围油田间歇性运行的热水站宜采用火筒炉置高架流程；热水量需求大、加水频繁的热水站应采用真空加热炉鹤管或大罐储水连续加热流程。

（3）热水站的建设应根据开发预测及不同生产用热水情况，配套增加循环洗井车组，降低热水需求量及温度、保证洗井作业效率、降低能耗、控制配套设施建设投资。

（4）热水站建设是目前解决外围油田生产用热水需求的主要措施，同时应重视改善供注水水质指标，避免水质二次污染，探索更经济有效的洗井方式，减少热水量需求。洗井作业产生的污水通过联合站油系统处理，系统负荷大、能耗高、运行不平稳，应考虑将此部分污水初步处理后直接进入污水站回收处理再利用。

[1]汪寿琴．新型热水站技术在外围油田的应用[J]．化学工程与装备，2010（3）：76-77.

（栏目主持 焦晓梅）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.11.027

王刚阳：工程师，2007年毕业于西安石油大学油气储运工程专业，从事水处理及注水规划工作。

2015-04-16

（0459）4513395、wanggangyang@petrochina.com.cn