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1、关家堡开发区地面工程方案优化研究 王树好杨喜柱程富娟 ( 大港油田公司采油工艺院中石油管道公司天津分公司) 摘要：关家堡是大港埕海油田的主力开发区之一，它位于水深线O 一2 m 的极浅海地区，主要包括庄海4 1 、庄海5 、 庄海8 三个区块，油气资源丰富，是大港油田“十一五”期间产量的重要接替区。但该地区存在着海况条件复杂，开发难 度大的问题。为了使该开发区地面工程实现布局优化、技术先进、安全可靠、节能降耗的目标，并为今后大港油田滩海 地区的开发提供可借鉴的经验，地面工程方案的优化就显得尤为重要。本文依据关家堡油田地质开发方案，并结合国内 滩海油田地面工程的建设经验，对该地区的地面工程方案进
2、行了初步优化研究，为关家堡开发区的开发奠定了基础。 主题词：关家堡地面工程海工方案优化 1 关家堡油田概况 1 1 地理位置 关家堡开发区位于大港油田滩海区南部埕北断阶区地理位置位于河北省黄骅市关家堡村以东的滩 滁一蒋域水深4 m 的极浅海地区。东临赵东油田，西接羊二庄油田，主要包括庄海4 x 1 、庄海5 、庄海8 尽块。庄海4 1 井距岸边约5 5 k m ，在庄一联合站东南约1 3 5 k m ，在赵东平台西边约2 5 k m ；庄海8 井 在庄海4 x 1 井东南约3 k m ，庄海5 区块紧靠庄海4 1 区块。 1 2 地质概况 1 2 1关家堡地区油气成藏条件优越，具有油藏埋藏浅、
3、物性好、产量高、含油层系多、不同层系迭加 连片分布的特点，已探明储量2 7 1 5 1 0 4 t ，其中庄海4 1 区块储量4 5 5 x l o h 、庄海5 区块储最1 0 4 1 0 4 t 、 庄淘8 区块储量2 1 5 6 1 0 4 t 。天然能量不足，立足于注水开发。 1 2 2 油品物性 关家堡地区油品物性表 原油性质天然气性质 密度粘度凝固点含蜡含硫胶沥初馏点相对甲烷 ( g ，c m j ) ( m P a s )( )( )( )( )( ) 密度( ) 庄拇40 9 3 1 11 5 0 3 0l8 703 93 51 3 005 79 6 9 庄海80 9 41 5
4、 3 52 3 l5 l02 74 6 71 4 7069 2 9 庄海50 9 3 2 41 3 32 6 3 00 7 90 4 34 7 6 71 4 3 原油性质总体为中高密度、中粘度、低凝固点、低含蜡、高胶质沥青含量的特点。 1 3 相关地面设施及海工建设现状 1 3 1 庄海4 1 进海路和人工井场 为满足南部滩海关家堡油田的开发，正在修建庄海4 1 迸海路和人工井场，整体工程 2 0 0 6 年8 月份完工。 1 3 I 1 庄海4 x 1 进海路 庄海4 1 进海路全长5 4 1 2 m ，包括两部分：常规路1 5 0 0 m 和“构件+ 毛石”进海路3 9 1 2 m 。 1
5、 3 1 2 庄海4 1 人工井场 庄海4 1 海上人工井场工程位于羊二庄油田东南海图0 5 m 水深线附近的极浅海海域，实用有 4 0 1 设面积为：1 4 0 x 1 4 0 m 。海上人工井场主要具备两个功能： 满足关家堡地区油气开发。实现同时钻井、修井及生产，并能实现油气转接上岸。 可作为海上运输、物资供应、海上应急等的登陆基地。 1 3 2 庄一联合站 羊二庄油田位于南部滩海油田以西采用两级布站方式，已建成1 座联台站一庄一联，庄一联担负 着攀二庄油田的油气水分离、外输，污水处理及油田注水等任务，是南部滩海开发陆上可依托的最近的 l 蕊台站。 庄一联合站系统现状统计表 配套系统设计能
6、力目前能力实际负荷备注 原油脱水系统( m 3 d ) 9 0 0 06 0 0 05 7 0 0 设施老化，需要改造 原油量约4 0 0 t d 6 2 7 3 外输管线油水间 原油外输系统( m 3 d ) 5 0 0 05 0 0 03 3 0 0 输每3 天输油1 次。 处理后水质达B 3 级，剩余污水外输南一 污水处理系统( m 3 ，d ) 3 0 0 03 0 0 01 9 5 0 站。 注水系统( m 3 d )5 0 0 05 0 0 01 9 5 0注水压力1 6 M P a 庄一联合站整体设施老化严重，能力不能满足南部滩海整体开发需要。为满足大港南部滩海开发需 要，庄一联
7、合站正准备进行改造，改造后能力：处理液量1 3 5 0 0 m 3 d ，原油外输5 1 0 0 m 3 d ，污水处理 10 0 0 0 m 3 d 。 1 3 3 赵东平台 赵东合作区己建有赵东平台，包括钻井O D A 和生产公用O P A 两个平台，通过栈桥连接，主要功 能为钻井、修井、采油、油气处理、储运、污水处理、注水、燃气发电等，2 0 0 3 年建成投产。 目前赵东原油依靠油轮外运，外输量约3 0 0 0 m a d 。由于船运成本较高，受海上气候影响大，赵东原油准 备通过庄海4 1 进海路和人工井场登陆上岸，进庄一联处理。 2 关家堡开发区开发方案简介 地质开发方案中，对关家堡
8、开发分为两个方案。即“端岛方案”和“端岛+ 平台”方案。 孑案( 端岛方案) ：即修建庄海4 x 1 人工井场，利用此人工井场对整个关家堡油田进行开发。犬 位移定向井技术是该方案成立的依据。总井4 3 口，其中采油井2 6 口，注水井1 7 口，最大日产液 2 4 7 48 m 3 d ，对应日产气1 1 8 4 2 1 6 m 3 d ，最大注水量2 3 0 9 I l l 3 d 。 方案二( 端岛+ 平台) ：即修建庄海4 1 人工井场，对庄海4 x 1 、庄海5 区块开发；修建庄海8 平 台，对庄海8 区块开发。庄海4 x 1 人工井场，总井2 4 口，其中采油井1 4 口，注水井1
9、0 口，最大日产液 1 0 1 29 1 m 3 d ，对应日产气4 0 1 0 3 5 m 3 d ，最大注水量9 8 3 m 3 ，d 。庄海8 平台，总井2 0 口，其中采油井1 l 口，注水井9 口，最大日产液1 4 0 8 9 1m 3 d ，对应日产气7 1 1 0 6 4 m 3 d ，最大注水量1 4 7 8 m 3 ，d 。 3 地面工程方案的优化 依据“地上、地下相结合”以及“海油陆采，充分利用已建地面系统能力，简化海上油气处理设施，降 低 ： 投资，提高经济效益”的原则，与地质方案相对应，确定两个关家堡地面工程总体方案，即“端岛 方案”和“端岛+ 平台”方案。 3 1 方
10、案一：端岛方案( 只建庄海4 1 人工井场) 3 1 1 油气集输工程 3 i 1 1 单井集油方案 单井集油流程主要有单管加热、单管常温和掺水集油，由于滩海油田的特殊性，井口和计量设施距 离较近，且原油凝固点较低，单井产量高，因此，采用常温集油流程。 3 1 1 2 集输系统工艺方案 根据地质方案所提供的油气产量、原油物性、以及尽量减少人工井场占地面积的原则，人工井场只 设单井计量、气液分离、接转和注水功能，油、水处理依托庄一联合站。 庄海4 x 1 人工井场工艺流程为： 3 1 I 3 主要设备选型 分离缓冲罐 依据人工井场最大液量2 4 7 4 8m S d ，对应气量1 1 8 4 2
11、 1 6m e d ，按液体停留时间3 0 m i n 计算，选用 D N 3 4 0 0 x 1 4 0 0 0 分离缓冲罐1 具可满足正常生产要求。 外输泵和外输管线 赵东平台原油经庄海4 x 1 人工井场上岸，因此，外输管线能力为庄海4 1 人工井场液量与赵东平台 外输量之和。外输泵能力为庄海4 x 1 人工井场液量。根据开发指标预测和原油物性，管线选择有三个方 案，方案一：采用1 3 2 7 3 i x 7 9 聚氨酯泡沫塑料保温管：方案二：采用0 3 2 3 9 x 8 4 聚氨酯泡沫塑料保温 管：方案三：采用0 3 5 5 6 x 8 4 聚氨酯泡沫塑料保温管。管线长度1 3 5
12、k m ，其中4 6 k m 敷设在进海路管 沟聃，8 9 k m 埋地敷设，管线末点压力按0 3 M P a 计算，依据管线温降，压降计算结果，选择相应的外 输袋，对比如下。 对应不同管线，外输泵选择表 管线外输泵 疗案一0 2 7 3 1x 7 9啦! 0 0 n a 3 h ，H = 2 4 0 m ，N = 1 1 0 k W i2 台，1 运1 备 方案二0 3 2 3 9 x 8 4 Q = 1 0 0 m 3 h ，H = 1 3 5 m ，N = 5 5 k W ：2 台，1 运1 各 方案三0 3 5 5 6 x 8 ，4 Q = 1 0 0 m 3 h ，H = 1 1 0
13、 m ，N = 5 5 k W ；2 台，1 运l 各 管线和外输泵投资运行费用比较一览表 方案一方案二方案三 ( 中2 7 31 x 7 9 )( 中3 2 39 8 4 )( 0 3 5 5 6 8 4 ) 工程费用( 万元) 1 2 0 7 I1 5 5 61 6 4 1 年均运行费用( 万元) 5 3 9 62 69 82 6 9 8 年费用( Y 元)2 3 4 1 82 5 5 A 32 6 7 9 1 通过比较，方案一的年费用最低，推荐方案一。 计量设施 单井计量有三个方案，方案一：油水密度测试仪与分离计量撬相结合；方案二：自动选井阀组与多 相流量计相结合；方案三：自动选井阀组与
14、分离计量撬相结合。三个方案的比较见下表。 4 0 3 方案一方案二方案三 能够同时测量液最、油量、水量， 利用撬装设备上的油、气、水流 性能不能测量气量，需要建一套计量能够同时测量油、气、水量。 分离撬定期测量气量。 量计能够同时测量油、气、水量。 每口井一套流量计，安装在井口 自动选井阀安装在井口槽内，多自动选井阀安装在井口槽内分 安装槽内。岛面安装一套计量分离设 相流量计安装在岛面。离计量撬安装在岛面。 备对气量定期计量。 液量：士2 液量：主s 1 0 可根据计量精度要求配置流量 误差含水率：5 含水率：士2 计，本套设施配套流量计精度为 密度：02 气流量：1 0 0 5 级。 计量分
15、离撬占地面积2 套多相流量计单套占地面积2 套计量分离撬，每套占地面积 地面积 6 5 0 0 m m 2 5 0 0 m m1 6 0 0 m m 1 0 0 0 n m a6 5 0 0 n m a 2 5 0 0 m m 投资2 9 4 万元2 6 58 万元 2 8 38 万元 管理定期人工倒井计量气量自动倒井计量自动倒井计量 经过以上比较，推荐方案三。 3 i 2 注水工程 注水水源为庄一联处理达标的污水。考虑以下两个方案。 3 1 2 1 方案一，高压供水：在庄一联改建注水站，注水能力及注水压力满足关家堡油田注水量要求。 高f i ；水由庄一联用管线输送至庄海4 x 1 人工井场。
16、 通过对中2 1 9 x 1 6 、中1 6 8 1 2 两种规格高压输水管线的经济对比，推荐采用中2 1 9 1 6 的高压输水管 线 瞥线规格 年耗电电费维修费运行费台计管线投资年费用 ( m m ) ( 1 0 a k W h )( 万元，年)( 万元年) ( 万元，年)( 7 5 元)( 万元倬) 0 2 1 9 1 68 34 7 4 18 82 4 8 04 5 2 0 1 6 8 1 22 9 71 6 63 82 0 42 1 7 45 2 3 3 1 2 2 方案二，低压供水：在庄一联增加污水外输系统，处理达标的污水用低压管线输送至庄海4 x 1 人一J 井场，在庄海4 x 1 人工井场建设注水增压设施。 通过对中2 1 9 x 7 、
