油气田地面工程技术进展

郭琦，金龙，江鹏

(1.中国石油国际勘探开发有限公司，北京 100034；2.中国石油工程建设有限公司北京设计分公司，北京 100085)

0 引言

随着中国社会经济持续发展，对于油气能源需求不断扩大，同时油气田工程也得到了广泛发展，到目前为止形成了较为复杂、庞大的工程系统，以满足不断增长的油气要求。文章通过对近几年油气田地面工程相关技术成果进行系统研究，在有效总结分析基础上，说明了油气田地面工程技术未来发展趋势，系统分析整体发展方向，促进油气田地面工程技术的稳定发展。

1 油气田地面工程相关技术成果分析

1.1 二次油田开发中地面工程关键技术

融合了注水井稳定配水、常温原油脱水、常温集输不加热、常温污水处理、油井单管串接、油井软件计量、站场布局优化等技术的简化优化技术体系，进一步改善了华北、大港、吉林和大庆等代表老油田进入特高含水开发阶段后，地面系统技术运行能耗增加、技术工艺不适应、安全环保隐患和较高的系统维护成本等问题。

吉林某个油田实施整体改造过程中，通过简化、优化流程技术，将原本的三个联合站统一合成为一座油田，同时将原本数量为26 个的接转站简化成5 个，取消原本的86 座计量间，缩减单井管线312.9 km，减少59 台加热炉，平均每年可节约1.25 亿元的运行费用，同时还能够进一步把原本数量为3 个的采油厂进一步减少成1 个，将整体用工数量控制在800 人，成本控制明显，工艺效果突出，成为中国油气田地面工程的优化典范。大港某个油田的优化过程中，取消了168 座配水间和205 座计量站，同时将所有接转站进行停用处理，整体用工数量减少约500 人，相关劳动组织方式也进一步从四级管理模式转化为三级管理模式。华北某一油气田于全面简化重组过程中，通过单管串联集油工艺以及软件量油等技术优化操作，进一步减少了约60 座计量站。同时地面布局模式也从原本的三级布站简化变成一级半布站，有效减少135 名的人员用工，平均每年能够节约2314 万元的成本。2011 年，中国石油新增约一万口新的采油井，如果根据传统常规模式进行设计开发，需额外增加计量站约一千座，通过应用上述优化技术，反而使计量站数量在原基础上减少38 座，降低了投入成本，提高了经济效益。

1.2 低渗透油田经济开发中的地面工程技术

以高效集中处理设备、稳流配水、自动投球清蜡、软件计量、单管环状掺水集油、丛式井单管串接技术为核心的地面低成本技术工艺，使得大庆油田和长庆油田所代表的低渗透油田得以效益开发。长庆某油田的原油从井口至联合站从原本的四级、五级优化成二级和三级，同时油田的百万吨建设产能所需站、库也得到了有效简化，从原本的22 座进一步控制到5 座。大庆某油田实施地面工程建设中，主要通过简化技术、采用节能化设备、地面地下一体化技术、优化注水方式、优化集输参数、优化整体布局和整体方案优化的措施，初步实现厂界管理、集油半径、掺水参数和集油工艺的全面突破。地面工程建设中的单井投资金额减少10%左右( 约节约2 亿资金)，平均每年节约3600 万元的运行费用[1]。

1.3 稠油油田节能高效开发技术

以采出水回用锅炉、热能综合利用、高温采出水处理、高温脱水处理、蒸汽相关干度计量分配和大型过热蒸汽注气锅炉等作为核心技术的地面工程技术能够促进针对稠油油田的节能高效开发。新疆油田和辽河油田分别采用重核催化强化絮凝净水技术、污泥吸附技术、旋流反应、离子调整和大孔弱酸树脂软化、高效斜板气浮、调节缓冲技术，针对稠油采出水实施全面深度处理后，回用热采锅炉，促进稠油采水实现全面资源化有效利用，进一步减少了清水用量，并有效回收相关热能，节约燃料，同时也有效预防过剩含油采出水出现回灌以及外排等问题，创造了巨大的环保效益、经济效益和社会效益。发展到目前为止，相关技术已在13 个稠油污水处理站中得到了有效地应用和推广，平均每年能够创造出6 亿元的经济效益。

1.4 三次采油地面工程技术

大庆油田主要代表配注工艺技术主要是一泵多井、分散注入和集中配置，除此之外，还有含聚合物的原油脱水工艺，即一段脱除游离水，二段电化学脱水，相关采出水处理技术为石英砂层的双层过滤技术以及气浮分离、曝气沉降工艺，通过三种技术工艺共同组成了三次采油中的地面工程配套技术，使相关注入和配制工艺得到了有效优化，同时进一步减少了配置设备投入，改善了三次采油过程中油田含油污水较高成本支出以及原油破乳脱水难题，提升了整体处理效率，能够使污水处理和原油脱水工作顺利达标。与初期应用聚合物驱动工业化的应用状况相比，单井平均建设投资大概可减少40%[2]。

1.5 一体化集成技术

中国石油各个油气田根据自身发展需求和发展特征，全面转化建设方法和建设理念，针对一体化集成装置展开大力研发和推广，以期有效取代油气田中的常规大型站场以及中小站场生产单元，使地面工艺得到了有效优化，节约建设用地、提升整体管理水平、转变了管理方式、减少投资成本、缩减管理操作人员、缩短建设周期，同时还提升了各类散、小、偏、远油田的开发经济效益。如长庆油田所研制出来的油气混输集成装置，取代了常规模式下的小型接转站，使整体建设工期减少约50%，整体占地面积有效节约60%，工程投资总额有效减少20%，同时利用远程控制终端，初步实现无人值守。西南某一油气田研制的天然气一体化集气集成装置取代了常规的小型集气站，使整个用地面积节约50%，建设工期减少50%，工程投资总额缩减46%。

2 地面工程技术未来发展方向分析

2.1 不断强化技术科研攻关和科技创新

针对油气田相关地面工程，在适用的条件和范围下，在全面推广扩大各种先进工艺和成熟工艺基础上，应高度重视科技创新，全面实施科研攻关，从而形成一组拥有自主知识产权的专业技术和核心技术，促进油气田地面工程技术实现长远可持续发展。针对国内不同油气田地面工程的主要类似工艺流程和布局，应该将未来科技攻关和科技创新的具体工作重点放到以下七个方面：第一，应该全面实施软件计量、井下节流、稳流配水、油气混输等先进工艺技术，加强可靠性和适应性研究工作，不断推广并开拓应用范围；第二，应该促进三高气田安全技术持续深化研究，从而使气田能够长久实现安全生产，同时要科学确定建设安全化标准，并对安全化设施和技术的相关投资进行合理取件内的控制；第三，应该不断加强节能技术研究工作，同时在原油稳定和回收伴生气、采出水处理和原油低温脱水处理、常温集油等方面不断加大推广力度和进一步研发的力度；第四，在天然气相关处理工艺中要努力获得全新发展和突破，包括在天然气高效脱硫脱碳工艺、高效脱硫脱碳工艺、硫磺回收技术、生物脱硫、膜分离、尾气处理技术、超大型天然气处理装置、高效脱烃脱水技术、酸气回注等方面，要不断扩大研究力度，增加研究投入，为形成自主创新的产品和技术下功夫；第五，在常规的稠油SAGD 开发、二氧化碳驱地面配套技术、稠油火驱开发等技术方面不断加大研究力度和深度，进一步靠实技术稳定性；第六，深化管道和货运站场完整性研究以及风险评价。第七，应该不断强化储气库、页岩气、煤层气等地面工艺技术新领域和新业务的优化研究。

2.2 重点研发和推广一体化集成装置

油气田相关地面建设以及实践生产证明，一体化集成装置是全面优化管理模式、优化地面油气处理工艺、减少能耗节能、优化现场用工、缩减布站层次的标志载体，同时也是进一步创新油气田管理模式、优化现阶段发展方式的关键举措。在未来推广、研发工作中应该重点关注以下内容：第一，应该促进实现多功能高度一体化集成，逐步取代以往中小型战场，或大型战场内数个核心生产单元，通过合理应用、研发多功能、高效合一设备，选择有助于一体化集成发展的简短流程，全面提升整体集成度；第二，应该不断扩展其应用领域，朝着油气田以及其他生产领域持续扩展延伸，从横向和纵向进一步扩大相关应用范围和应用规模；第三，全面提升智能化水平，促进顺利实现自动化远程控制，向达到无人值守的状态进行努力攻关；第四，应该全面提高一体化集成装置可操作性和安全性，针对其应用性能较为复杂、功能多样的集成装置应该合理进行可操作性和危险性分析，同时还包括噪音分析和震动分析等专项分析工作，采取有效措施进行处理；第五，实施过程中应做到高效节能和安全环保。

3 结语

综上所述，在科学技术发展与国家相关政策支持下，进一步推动了油气田地面工程的发展，并得到了大量的优秀技术成果，优化了工程建设质量，提高了工程建设水平，提高了企业外在形象。为此企业应该结合新时期的发展要求，不断创新地面工程技术，合理研制出拥有良好自主知识产权的重要技术，从而促进工程技术的持续发展。