许世芹1 任重海1 任腾2
中石化中原石油工程设计有限公司 濮阳中油工程管理有限公司
摘要：针对文C12工艺集输系统中存在的采出井出液含气率低、分离器计量排液困难，原掺水计量阀组及管线老化、腐蚀，集油管穿孔频繁以及由此导致的维修事项严重影响作业员工身心健康和引起的环境污染等问题，文章就远程计量新技术、油井串联集输二级布站和管网沿已建通井路埋地敷设方案与传统计量、三级布站和新建集油管沿已建通井路埋地敷设方案进行了全方位的分析、对比和研究，优选方案一，解决了技术难题，降低了投资，提高了经济、社会和环境效益。
关键词：腐蚀；布线；计量；优化；
一、工程简介
文C12块坐落在中原油田采油一厂远东部，地势比较平坦。该区块是少有的高质油藏块，目前开采方式采用的常规冷采、井筒掺水与注蒸汽热采三位一体的综合生产方式。该区块21世纪初投产，采用掺水集油，日均产液量大约2030t，综合含水87.9％。目前共有掺水油井21口，掺水井占总开井数量的29.3％，掺水水源来自附近联合站的热性水，掺水量较大，1.2～1.5MPa掺水压。三种掺水工艺形式为：地面＋泵下掺水、地面掺水、地面+泵上掺水。单井油井采用常规的油气分离器分离、流量计进行计量。三级布站方式采用：油井→计量站→中转站→联合站。
该区隶属于黄河淤积滩区范围内，由于该区域雨量充沛，每年黄河综合调节以及附近成立了湿地小景区等原因，导致原来敷设的部分掺水、集油管长期浸泡在水中或与淤泥亲密接触，导致管线不同程度的化学、电化学等各类腐蚀。与此同时，不同环境的钢制管段存在电位差，也产生电化学腐蚀。加之区块滚动开发，相应的工程施工中难免有可能影响或者破坏油气管线的防腐涂层以及保温层，管线阴极保护措施又没有实施。此外，油井出沙、植被侵蚀及盐碱腐蚀等也加快造成管线腐蚀。
二、主要存在问题
①井出液含气率超低，致使计量分离器排液困难；
②原掺水计量阀组和管线相对简单，加之年久老化，腐蚀严重；
③由于老化腐蚀和打孔盗油，集油管穿孔频繁发生，至今累计穿孔达36次之巨。一旦发生穿孔事故，技术处置难度非常大。很多时候需要维修工水中作业，不但影响作业员工的身心健康，而且对事发周围的环境造成不同程度的污染，有可能波及黄河水质；同时由于事故地很多属于当地农田，工农关系十分难处理，污染赔偿费用十分高昂。
三、工艺集输方案
制约该区块集输工艺的最大障碍、“瓶颈”是传统油井计量技术。由于历史和各种先期因素，须把计量设备设在计量站内，导致各井之间“巧妇难为无米之炊”——无法实现二级布站模式（掺水环状集输、串联集输等）。倘若想调整为更合理、先进和经济的三级布站方式，需做的工作：寻求单井计量新技术，实现井口计量，数据远程。
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结合工程现状和实际，通过多方调查、学习、研究、分析和对比，最终拟考虑两种不同计量技术、不同工艺：
1、方案一：远程计量新技术，油井串联集输二级布站，管网沿已建通井路埋地敷设；
①集油管网：全部井位合理分配，分四路沿已建通井路串联集油进站，需新建28.04km集油管网，0.3～1.13MPa井口回压。
②计量：抽油机井采用泵下功图法，井口安RTU，通过无线数传电台上传。螺杆泵井采用嘴前嘴后压力传感器压差法计量。
③掺水方案：目前87口油井，生产井72口，开井率82.76％，单井产液均温度33 ℃，产量约61.8t/d，综合含水88.71％，单井掺水量10～40m3/d。该块井再液量、T、含水及掺水量差别大。离主线较远井筒掺水井、低油、低含水井需掺水。因此近期掺水工艺需要继续保留能。
2、方案二：传统计量，三级布站，新建集油管沿已建通井路埋地敷设；
①集油管网：充分利用已建通井土路新建埋地敷设油井→计量站→站的集油管线63.26km。
②计量站：新建7座，站内主要囊括1套集油阀组、1套掺水阀组和双分离器计量装置1套。双分离器分离玻璃管量油方式油井计量。集油阀组井式和掺水按现在计量站模式修建。
检测井口回压的压力开关设在井口，信号就地送至井位控制盘。一旦管线泄漏，井口回压值低于设定值时，连锁自动停对应井。
计量站内设RTU远程终端，用于检测外输压力的压力变送器布置在每站至联合站外输管线上；；RTU采集压力信号通过无线数据传输至队进值班办公室显示报警。
③掺水管网：走向同方案一，改造掺水管线8.26km。
3、方案对比：
方案一优点：
①流程简洁，串联比枝状集油管网缩短55.68％（35.22km）管路。
②计量在井口，掺水量逐渐减至取消，可逐步取消计量站。
③可实现近主管低油、低含水井不掺水单管集输；
④串联集输的掺水系统改造比枝状减少320万元，经济可靠；
⑤串联集输可年节能130万元，年降低运行费240万元；
⑥可减员35人，管理效率提高。
缺点：
⑦远程计量设备投资比传统技术高235万；
⑧远程计量的各类仪表露天装在井口，需专业人员经常维保。
方案二优点：
①新建全部井口到站集油管网，彻底解决集油一切问题。
②计量设备投资低。
缺点：
①三级布置，集输流程长，管理相对复杂；
②计量站新建7座，占地多和投资最高；
③平均约600m大半径集油；
④劳动定员比方案一多35人；
⑤运行费用较高。
四、结论及建议
1.通过对比，仔细分析：同等条件下，串联比枝状管网集输减少投资约1000万，运行费降低240万元，占地少。因此，方案一的远程计量技术和串联集输在技术和经济均上优势大，可推广。
2.假如将该改造工艺用到其他的较早的区块，那么就要因地制宜，结合现状进行综合对比后适时确定。
3.对不频繁、雨水大、沙尘较大区，应勤于检查、清理和维保。
4.对设置在人口较多的井位，为防止盗窃，影响生产，需要对井口仪表等设施增设防盗措施。
5、局部改造方案：①计量站：仅改造掺水分配阀组和计量系统，双分离器配玻璃管量油。②改造联合站至计量站掺水管8.26km。③新建1座计量站（新建掺水、集油和计量阀组各1套）：双分离器配玻璃管量油。
优点：设施利用率高，工程量小，投资最低。沉底解决了集油和掺水干线腐蚀泄漏污染问题。
缺点：仅解决该块目前生产运行问题，没从根本上解决管线腐蚀、集输能耗高及劳动定员多问题。燃料费比方案一高130万（与方案二同），运行费比方案一高210万元。虽投资低于串联集输，但运行费高。
论文作者:许世芹1, 任重海1, 任腾2
论文发表刊物:《防护工程》2018年第13期
论文发表时间:2018/10/25
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