滩海油田人工岛地面工程建设思路

一、人工岛地面工程面对的技术难题及总体规划思路

人工岛集钻井、采油、原油处理集输等功能于一身, 如何使地面工艺既满足开发生产的需要, 又要满足海上各项建设标准的要求, 面对的主要问题有:

1. 海上建设寸土寸金, 人工岛场地有限, 生产设施的平面布局困难很大。

2. 传统的地面工艺流程长, 地面系统复杂, 且系统效率低、能耗高、运行成本高。

3. 由于岛上操作人员少, 所以对设备的自动化要求程度高。

人工岛地面工程建设要总体规划, 合理布局, 优化设计, 减少投资风险, 实现安全、环保, 走高效科学合理开发之路。大港油田通过多年研究和实践积累, 目前已经形成了较为完善的人工岛地面工程工艺技术。埕海1-1人工岛即要考虑人工岛的建设规模, 平面布局, 功能设置及工艺流程, 又要考虑将来滚动开发以及邻近油田的配套建设, 最大限度地避免重复建设。平面规划布局:埕海1-1人工岛分为钻井区、辅助生产区、变配电区、注水区、加热区、生产区。面对油气生产区140m×70m的有效面积内, 同时满足开发生产和海上建设标准、安全规范的需要, 生产设施的平面布局困难很大。经工程技术人员的多次论证, 确定了立体化的双层布置的方案, 并预留滚动开发所需的扩展空间。

二、优化设计在人工岛地面工程中的应用

1. 井口配套工艺灵活改进

埕海1-1人工岛采用了井口槽技术, 减少了钻采平台的建设投入, 并且为今后的开发生产管理和安全管理提供了方便。但是在108m×5m的井口槽内布置76口井已经非常紧张, 而计量汇管、生产汇管均布置在井口槽内。正是由于滩海油田的特殊性, 井口和单井产液计量设施较近, 最长仅为300mm, 因此陆上传统的生产、计量阀组显然无法摆放。面对上述困难, 通过研究论证, 在原油凝固点较低 (-26℃~-30℃) , 单井产量较高并且井口温度适合采用常温集输流程的情况下, 大胆选用自动三通阀调节阀组与多相流量计相结合, 配以DCS过程控制系统, 每口井仅以单阀便实现了计量、生产的远程切换。

2. 油气分离、原油脱水工艺的优化设计

人工岛的油气分离、原油脱水采用的是高效三相分离器, 此技术也已在陆地油田广为使用。有所不同的是, 考虑到尽可能地减少占地面积、简化生产工艺, 通过设计人员和高效三相分离器生产厂商共同优化设计, 充分利用变频调速技术, 大胆地简化掉外输油泵前的缓冲罐, 仅通过高效三相分离器和外输油泵实现了油气分离、原油脱水和外输的目的, 在实际生产运行中经受住了考验。

3. 污水处理技术大胆简化

随着开发时间的延长, 油田综合含水上升, 采出的水量会大量增加, 为使污水处理后的水质各项指标达到注水水质标准要求, 埕海1-1人工岛污水处理系统设计规模按9500m3/d, 一次设计分期实施。污水处理工艺中应用一体式含油污水处理装置, 单台处理能力85m3/h。其特点是集斜板除油、核桃壳过滤和改性纤维球过滤于一体, 配以自动反冲洗装置, 系统自带PLC控制柜, 具有结构紧凑、性能优越、自动化程度高等特点, 非常适合于海上油田的开发建设。另一项成功技术措施是大胆地简化掉注水泵前的喂水泵, 通过一体式污水处理机处理后的污水直接进入柱塞泵的进口, 这也是设计中的一项创新。

4. 设备撬装化的应用

在项目建设中, 针对主要大型设备如污水处理装置、三相分离器、三相计量装置、等均采用撬装化采购, 具有结构紧凑、占地面积小, 现场安装连接方便、功能独立性强, 并且可实现厂内预制, 大大减少了现场工作量, 缩短了建设周期。

5. 井口控制盘安全控制技术的应用

该系统的特点是:根据井口的压力变化、温度变化, 通过控制盘预先设定的参数进行对比和控制调节, 再经控制管路控制井下及地面的安全阀, 从而达到安全控制的目的。具有技术先进、安全性能高、操作方便、运行平稳等特点, 在海上油田也已广泛应用。

6. 控制系统安全先进

人工岛上操作人员少, 因此要求有安全可靠的自动控制系统。出于安全考虑, 井场控制系统由两套基本功能不同、相互独立的部分组成, 即:过程控制系统PCS和安全系统SCS。井场过程控制DCS系统基本功能是提供数据采集、过程控制、报警指示、报警记录、历史数据存储、生产报表打印, 并为生产操作员提供操作界面。通过终端人机界面显示工艺过程参数值以及工艺设备的运行情况, 多画面动态模拟显示生产流程及主要设备运行状态、工艺变量的历史趋势。通过终端人机界面, 操作员能够修改工艺参数的设定点, 并控制设备的启停。

三、工程实施效果

1. 提高了系统工艺适应性

油井在线远传计量系统的建设, 撤消了计量分离器和计量阀组, 简化了单井集油工艺流程, 优化了集油管网结构。水井井口计量、调节配水技术的应用, 撤消了配水间, 简化了水井工艺流程, 缩短了管道输送距离, 降低了管损。高效三相分离器和一体式污水处理机的应用, 大大减化了油水处理工艺, 同时又撤消了缓冲油罐和喂水泵, 使工艺更为简捷高效。设备撬装化的应用, 不仅缩短了建设周期并减少了施工难度。

2. 社会效益和经济效益显著

通过优化设计、合理布局, 减少了生产系统的占地面积, 工程用料相应减少, 并为将来的滚动开发预留出拓展空间, 经济效益显著。先进的工艺技术为生产动态管理提供了条件, 表现在油井生产数据可视化、集中化, 便于现场管理人员及时掌握生产动态;光纤通信建设可使生产数据通过以太网上传至管理层、决策层, 为上级管理层掌握生产动态提供了条件, 为及时有效地决策提供了保障。

摘要：本文通过对滩海油田人工岛地面工程的现状和技术难题进行分析研究, 并结合大港油田埕海1-1人工岛的实际情况, 本着总体规划, 合理布局, 优化设计, 分步实施的方针, 通过科学论证, 大胆地优化简化地面工艺, 为研究出更加适用于滩海油田人工岛建设的技术提供参考和借鉴。

关键词：人工岛,撬装化,集成优化