油气田地面工艺流程设备安全管理的技术

吴磊

摘 要：油气田地面工程是油田开发建设的重要组成部分，它是油气田全面实现无人值守和自动化控制的關键。国家对油气田工程改造十分重视。油气田地面工程的改造要求面向自动化控制、数字化管理，全面推广无人值守管理。本文主要介绍了油气田店面工程及其工艺流程设备，分析了油气田工程建设中存在的安全管理问题，探讨了落实安全管理的关键技术。旨在为油气田地面工程建设及改造提供一些参考。

关键词：油气田;地面工程;工艺流程;设备;安全管理技术

0 引言

油气田地面工程是一项集油气集输、油气处理、注水、供水、污水处理、矿建、通信、供配电等功能于一体的综合系统工程。它的系统复杂、生产工艺复杂、生产作业周期耗时较长、工程涉及面极广。油气田在生产作业的过程中存在较多的不安全因素，这些不安全因素存在于油气田生产运输的各个环节。为了提升油气田地面生产作业的安全性，国家要求油气田地面工程要尽快的完成数字化、自动化建设，全面推广无人值守，提高油气田生产的安全性。研究油气田地面工艺流程设备安全管理技术对于建设和改造无人值守的油气田地面工程及其系统升级有着重要的意义。

1 油气田地面工程概述

1.1 油气田地面工程的组成

油气田地面工程有原油集输系统、油气分离与计量系统、原油与天然气净化熊它能够、原油稳定及轻烃回收系统、油田机体系统、注水系统等组成。主要构成设备有电动机、蒸汽透平机、压缩机、风机、泵、搅拌机、离心机、起重机、各类输送机、干燥剂、包装机、电动筛、电动阀门等设备及其装置组成。油气田地面工程设备及装置的安全应该按照相关的规范及标准加强质量控制，最大程度的确保油气田地面工程的安全性。

1.2 油气田地面工程的任务

油气田地面工程承担着将分散在各井中的原油及天然气进行收集与运输的重要任务。在剩油生产过程中，尤其集输是继油藏勘探、油田开发、油菜工程之后最为重要的生产阶段。油气田主要的产物包括原油、天然气、水及一些杂质混合物。这些物质在被向外输销之前还要经过净化处理，使之成为符合国家质量标准的产品。这些物质的危险系数较高，生产集输阶段的各个环节更是存在许多的不安全因素。任何细微的不安全因素管理失效都可能酿成重大的安全事故，造成严重的损失。油气田地面工程的建设及其改造就是为了提高油气集输及净化处理的安全性，预防安全事故的发生。

1.3 油气田地面工程建设及改造要求

根据最新的《中国石油天然气集团公司投资管理办法》（试行）规定，油气田地面工程及其配套工程的建设及改建要全面推广自动化技术与无人值守技术，强化数字化管理技术，不断提高油气田地面安全管理工作，加强不安全因素的监测与动态化控制。在油气集输系统的优化上，油气田改造要面向规模优化、布局优化、运行优化，简化油气技术的流程，将其改为一级或一级半流程。油气技术工艺应统一采用新规范压力设计输送管道。自喷井的压力为1.0MPa，抽油机井的压力为1.5MPa。

2 油气田地面工程工艺流程设备分析

2.1 集输工艺流程

油井采集的石油、天然气经过计量后在集气站进行油气分离，分离后的油气进入净化厂脱硫、脱碳、脱水，使之保持相对稳定的状态。轻烃和稳定的原油分别回收、计量，再向外输出。污水经过污水处理系统处理后向外排出。关键工艺包括计量、分离、净化、稳定，需要在特定的装置内完成计量、分离、净化、稳定处理等一系列的工艺。

图1    集输工艺流程示意图

2.2 油气集输流程的主要内容

油气集输需要对能量回压处理后利用。对分散的天燃气、原油进行集中在密闭的压力罐中，通过抽气等工艺进行气液分离。分离后的天然气、原油需要经过自动化计量及其后续的处理后向外输送。实现自动化集中、油液分离处理、计量及向外输送需要计算机辅助系统进行数字化管理。

2.3 油气分离与计量工艺流程

按照油气技术工艺的单管流程、双管流程、三管流程、站外管网流程等多种工艺，不同的工艺流程分离器和计量器的安装位置不同，计量管理级别也不同。尤其的分离作业通过控制时间、压力、液位实现。油气分离分为一次分离、多级分离、连续分离、分离级数与压力分离几种方法。分离方式不同，计量管理级别式也不同。主要的计量管理分为三级，分别是二级管理、三级管理、一级半管理。

3 油气田地面工程安全管理技术

3.1 集输站安全管理技术

集输泵站是收集、储存和向外输送尤其的集中点，也是安全管理的重点场所。集输站应设打造为易燃易爆甲级消防保护点。在集输站的各个泵站、输送线的重要部位，分离装置、脱水装置等部位设置智能传感器监测装置，实时监控泵站压力状态及其他不安全因素。将终端智能传感器接入计算机辅助系统和报警系统。传感器监测到泵站异常或超过限制时自动向计算机辅助系统发送信号，计算机辅助系统接收到信号后自动发送报警指令。报警系统接收程序指令后自动报警，提示故障。所有检测信息可作为分析和预测系统故障的理论依据，作为安全管理的数据资源，为数字化管理奠定精准的数据库基础。

3.2 联合站安全管理技术

联合站严格按照油气田建设的要求设计电气系统，做好防静电、防雷电处理。定期维护电气系统。在联合站的管道连接位置设置智能检测设备，监测实时检测联合站是否存在蒸发、泄漏、中毒、腐蚀等问题。对联合所有的设备及器材要定期检验，严格按照安全管理制度实施监管。

3.3 油田钻井安全管理技术

为提高油气田钻井的安全，建议加强钻井自动化和远程控制技术，构建SCADA系统，提升油气钻井的信息化管理。在钻井区域加快光通信系统的建设，提高油气田地面各个系统之间的通信速率，整合油气田地面工程所有的资源强化系统管理，推广油气田钻井无人值守及数字化远程管理技术。油气田钻井可通过钻井设备重点安装的智能传感器等信息采集设备监测各个钻井点的作业情况，由集中监控室对各个钻井点的作业情况进行集中管理。为保证中心站点设备及系统是可靠性，在各个中心站点设置专业的巡检组，加强对各个中心点监控设备的日常巡检和维护，以便及时发现问题。巡检组与监控中心通过无线通信进行信息交换，发现异常时及时向监控中心报告，以便于对故障或问题采取紧急处理。

4 结语

随着油气田生产设备管理设备信息化自动化水平的提高，数字化的安全管理将成为未来油气田地面管理的必然趋势。为加快油气田地面工程数字化安全管理建设，石油天然气企业在建设和改造油气田地面工程时，应根据实际管理需求及石油发展规划，在地面工程中引入更多的自动化、智能化设备及装置，增加敏感性较强的智能传感检测装置，提高油气田地面工程的安全监测能力和危险识别能力，为数字化安全管理奠定一个良好的无人值守管理环境。

参考文献：

[1]赵攀.姬塬油田地面工艺技术研究[D].山西：西安石油大学，2014.

[2]董文浩.克拉美丽气田地面工艺适应性研究[D].成都：西南石油大学，2015.

[3]罗一东.高石梯地区地面集输工艺技术及建设模式研究[D].成都：西南石油大学，2017.

[4]马勇.马岭老区二次开发地面工艺优化技术研究[D].北京：中国石油大学（华东），2016.

[5]崔平正，廖剑波，崔晨，王辉.油田集输管网及设备数字化管理系统设计与应用[J].新疆石油天然气，2018（03）：71-75+2.