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摘要：針對杏北油田開發方式多元化、原油產量逐年降低、產能規模大、效益差、地面腐蝕老化突出等問題，大力開展地面系統優化簡化工作。在產能建設上強化地上地下結合以提高方案深度，細化全過程協調推進方案設計進度，做好區域能力、布局優化及工藝簡化提高產能效益；在已建系統上重點實施區域站場、站外系統優化調整，有序推進了區域集中監控建設。通過新老系統統籌，在控投資、降成本、增效益、提效率方面取得了顯著效果。在總結優化簡化主要措施基礎上，結合油田開發安排，分析產能建設低產低效、各系統負荷不均、老油田腐蝕老化等形勢，明確了今后一段時期地面優化調整措施，有效挖掘地面提質增效潛力，為杏北油田中長期地面規劃提供指導意見。
關鍵詞：杏北油田；地面系統；優化簡化；產能建設；提質增效
杏北油田于1966年投入開發，1994年、1999年開始二、三次加密調整，2002年開始聚驅開發，2006年開始三元開發，形成了水驅、聚驅、三元驅并存的開發局面。開發50余年來，結合油田產能建設、系統配套和技術改造，形成了適應油田生產的油、氣、水、電、控、信、路等地面工程系統，滿足了各個時期的油田生產需求，保障了500×104t以上穩產35年，其中800×104t以上高產11年。截至2019年底，建成各類站庫（間）727座、埋地管道10000km、電力線路2000km、油田道路2000km，地面各系統能力總體上能夠滿足油田開發、生產運行需求。
1“十三五”地面優化簡化措施及效果
“十三五”期間，杏北油田除杏五區西部、杏七區西部及東部過渡帶地區，其他區塊的三采開發及三次加密調整基本全部覆蓋，水驅產量比例維持在60%，三采產量比例40%，水驅增產空間在逐步縮小，三采開發呈現階段性特點，總產量逐年下降。地面系統隨新產能建設基礎設施規模不斷擴大，已建老系統腐蝕老化加劇，三采后續水驅區塊負荷大幅度下降，生產能耗剛性增長，效益變差。在此形勢下，“十三五”期間大力實施地面系統優化簡化措施，重點解決了各區塊產注量不平衡、各系統負荷不均衡、各節點運行不順暢等問題[1]。
1.1產能建設著力控規模降投資
“十三五”期間，杏北油田主要建設產能區塊29個，基建油水井2906口，開發方式包括三元復合驅、聚合物驅、三次加密調整、層系井網優化調整、扶余油層等。地面編制總體規劃方案，統籌優化新、老系統，分年建設實施，確定了“三采能力接替利用、水驅能力優化利用”和站庫布局、工藝優化簡化的思路，圍繞“控規模、降投資”大力實施“三優一簡”技術措施[2]。
1.1.1實施地上地下一體化優化
（1）編制總體規劃，實施分期建設。充分結合開發安排編制區域多區塊總體方案，分年分步實施，能力合一考慮，實現地下驅油錯峰開發、地上規模錯峰建設，有利于區塊已建地面能力充分利用，達到控規模、降投資的效果。2015年編制杏七區東部Ⅲ塊產能建設方案，同期統籌規劃2016年、2017年杏七區東部Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ塊產能建設；2018年和2019年編制杏七區中部產能建設方案，同期統籌規劃2022—2025年杏七區西部產能建設[3]。（2）實施叢式井布置，合建地面設施。合理優化布井方式，建設叢式井平臺，合建工藝管廊帶、井間路、電力線路及變壓器等，直接減少臨時征地80%以上，減少永久征地48%以上。“十三五”期間杏七區東部、中部等產能區塊建設叢式井1184口，占總井數50%以上，有效減少了建設征地和基礎設施數量，降低建設投資1.7億元[4]。
1.1.2合理利用區域已建剩余能力
（1）三采新增能力接替利用相鄰區塊剩余能力。利用相鄰三采區塊進入后續水驅階段時機，新建產能接替利用配制、注水、供配電剩余能力。杏七區東部利用相鄰杏六區東部已建配制、注水能力1.08×104m3/d，供配電能力0.61×104kW；杏七區中部利用相鄰杏六區中、西部已建配制和供配電能力分別為0.62×104m3/d、0.59×104kW。“十三五”期間接替利用已建系統能力1.7×104m3/d，有效控制了新增處理能力規模。（2）水驅新增能力全部利用區域已建系統剩余能力。新建產能全部進入已建轉油站、脫水站、污水站等，控制新增站庫數量。杏七區東部、中部利用已建各類站庫17座，共利用剩余能力4.16×104m3/d，區域負荷率提高18%，實現了水驅產能建設零新增站庫[5]。
1.1.3優化區域新增站庫建設布局
（1）區域布局上實施合建站。打破區塊界限、管理界限，統籌水驅、三采能力，區域站庫統籌優化布局匯入一體，能力融合在一起。杏七區東部、中部7個區塊合并建設轉油放水、污水、注水、調配等站庫9座，有效控制了新增站點數量。（2）建設方式上實施建大站。整合區域站場，站庫建設采取集中建設、與已建站庫相鄰建設的方式，建設大型聯合站。杏二十七聯、杏二十六聯、三元-7轉3座大型合建站庫整合了區域12座不同功能站場，有效減少了新增站點數量。（3）運行模式上實施集中監控。站庫建設同步實施集中監控，優化運行管理模式，達到減員增效的目的。大型站庫本站集中監控，例如杏七區東部水驅、三采污水處理統一建設沉降罐區、過濾罐區等，站場通行處設立中心控制室；中小型站庫區域集中監控，例如杏七區中部三采區塊注入站統一按照無人值守模式建設，數字化系統接入區域中心站場。“十三五”以來，產能建設同步實施集中監控站庫13座。
1.1.4規模應用成熟的簡化工藝技術
應用的簡化工藝技術包括：“兩就近”集油，油井就近搭接進入已建系統；“單干管”配水，注水井就近掛接干線；“一變多井”供配電，單臺變壓器帶多口鄰近油井；“一泵多井”注入等。“十三五”期間減少建設計量間11座、配水間17座、變壓器389臺、注入泵169臺，且泵房、管道、道路、電力線路、征地等規模均大幅下降，有效控制了地面建設投資[6]。
1.2已建老系統大力實施優化調整
受原油產量遞減、三采開發階段性等因素影響，地面部分系統出現低輸低負荷、運行高能耗等問題，圍繞“調負荷、提效率”大力實施低負荷區域站場和站外系統工藝優化調整，優化區域負荷，提高系統運行效率。
1.2.1低負荷區域站場優化調整
（1）優化站外集輸方向，實施低產低效轉油站、計量間關停。針對部分轉油站、計量間開井率低、產液量低、生產能耗高、地理位置偏遠、生產生活管理難度大的問題，以提高運行效率、降低運行能耗為優化調整目的，實施低負荷站庫的優化調整，采取調整采油方式、優化高產井集輸方向等措施，將產油量＞1t/d井調整集輸方向，將產液量＜15t/d井轉為提撈井，將老化且生產隱患多的偏遠轉油站、計量間關停，減少管理節點。“十三五”期間，通過集輸關系優化調整，共計取消計量間14座，核減低負荷轉油站1座，減少用工65人，有效降低了生產運行成本和管理難度。（2）開展后續水驅區塊水、聚驅集輸系統優化調整。首先優化區域系統負荷，實施后續水驅區塊轉油站優化合并。針對水驅轉油站運行年限長、老化嚴重，聚驅轉油站年限相對較短、負荷低，水驅處理系統見聚，聚驅后續水驅階段含聚質量濃度下降至150mg/L以下等問題，實施后續水驅區塊水、聚驅集輸系統優化調整，對轉油站相鄰建設、站外系統交叉重疊的低負荷區域站場優化合并，將后續水驅區塊內運行年限長、老化嚴重的水驅轉油站負荷，轉到設施狀況好、負荷低的聚驅后轉油站，核減老化站庫。近年來，共對6個聚驅后續水驅區塊實施了集輸系統優化調整，核減老化站庫8座，減少用工79人，有效降低了老油田改造投資和生產運行成本。其次，優化站庫平面布局，實施后續水驅區塊脫水站優化合并。針對后續水驅區塊水驅脫水站運行年限長、老化嚴重，聚驅脫水站設備設施腐蝕損壞嚴重，水驅產油量下降、聚驅產液及產油量下降，一、二段游離水脫除及熱化學電脫水負荷低，水驅見聚、聚驅含聚濃度下降等問題，實施后續水驅區塊水、聚驅脫水系統優化調整，對相鄰建設的杏十二聯水、聚驅脫水站優化合并，將2座脫水站場整合為1座，調整站庫布局，優化崗位設置，減少用工29人，年節省運行成本435萬元[7]。（3）開展后續水驅區塊污水系統均衡負荷、能力優化調整。針對水驅處理系統全面含聚、污水站年限長且老化嚴重，聚驅后續水驅含聚濃度下降、污水站水量下降造成負荷低等問題，實施水、聚驅污水系統優化調整，將運行年限長、老化嚴重的水驅污水站負荷轉到低負荷聚驅污水站，提高系統負荷。在杏一~三區西部對杏十二聯水、聚驅污水站優化合并，核減水驅污水站1座，污水處理規模下調28.6%。針對三元污水含聚、含表面活性劑濃度下降，污水站處理量下降，負荷減少，聚驅污水含聚濃度下降，區塊內三元、聚驅污水處理站庫緊鄰均進入后續水驅階段等問題，實施三采區塊三元、聚驅污水系統優化調整，關停建設較早的三元污水站，將三元負荷轉到低負荷聚驅污水站，提高系統負荷。在杏一~二區東部對杏六聯三元、聚驅污水系統能力整合，核減三元污水站1座，污水處理規模下調71.4%。針對后續水驅區塊注入水質調整，三采管網深度水需求調整為普通水，深度污水站處理負荷下降等情況，實施后續水驅區塊深度污水系統優化調整，將運行年限長、老化嚴重的深度站污水處理負荷轉移至低負荷站庫，提高系統負荷。在杏一~三區西部關停杏十九深，能力轉移至杏二十五深，核減深度污水站1座，深度處理規模下調21.1%。（4）優化原油外輸方向，實施油田脫水系統優化調整。杏北油田轄區內建有杏三、杏九原油穩定站2座，根據原油產量預測，“十三五”以后2座原油穩定站處理負荷持續較低，規模能耗偏高。通過與天然氣公司結合，根據開發預測，保留1座原油穩定站即可滿足生產需求。進一步結合各脫水站運行情況，受產量降低影響，部分站庫低負荷高能耗、外輸管道低輸低負荷問題明顯，管道沿程溫降大，影響穩定輸送。“十三五”編制并執行了杏北油田脫水系統優化調整方案，通過優化外輸方向，取消杏三原油外輸口，只保留杏九原油外輸口1個。調整杏二聯原油輸送方向至杏九聯，并核減管徑；調整杏三聯外輸方向，經杏十一聯輸至杏九外輸；對脫水站實施能力優化及配套調整改造，核減游離水脫除及電脫水器4臺。采取上述措施有效提高了系統負荷，降低了系統能耗，脫水站外輸溫度平均下降9.5℃，生產耗氣減少1370m3/d，在改造工程量較少的情況下實現系統能耗充分利用。
1.2.2站外系統優化簡化調整
（1）計量間、配水間優化合并改造。針對腐蝕老化的車廂計量間、配水間存在隱患問題，安全隱患治理與優化簡化調整同步，采取優化合并與原址新建相結合的方式調整改造，優化核減計量間34座、配水間5座，降低改造投資1872萬元。（2）集輸、注水管網優化更換方式。針對站外老化管網頻繁腐蝕穿孔問題，腐蝕老化更新與優化簡化調整同步，單井集輸采取“兩就近”掛接優化方向，普通注水網適應開發水量變化對主、復干線合并調整，核減注水干線3條，管道更換節省53.3km，降低改造投資3093萬元。
1.3取得的主要成績
“十三五”期間，地面規劃不斷強化質量，提高效率，通過大力實施優化簡化措施，“地上”與“地下”兼顧、“存量”與“增量”并重、“區塊”與“區域”結合，實現源頭提質增效。合計接替利用生產能力14.8×104t/d，核減中小型站場65座，少建站庫25座，降低單井投資比例30%，節省建設投資5.7億元。較“十二五”末，在油水井大幅增加2472口情況下，計量間在453座基礎上僅增加27座，轉油站由51座不增反減2座，配制、注水站庫由21座僅增加1座，變電所保持21座不變，各系統綜合負荷率保持在60%以上的合理區間。
2“十四五”面臨的形勢及存在的問題
杏北油田“十四五”期間，開發安排杏五區西部Ⅱ、Ⅳ層系井網、聚驅區塊，杏七區西部三次加密、聚驅和扶余油層等19個區塊產能建設，基建油水井1553口。屆時油田主力油層三采開發全覆蓋，加密調整基本完成，油田可持續發展潛力進一步削弱，在提高采收率新技術推廣前，唯有控含水、提高產液量來保障原油產量，產注量部署呈現“一降兩升”趨勢，即原油產量緩慢下降，產液量逐年上升，注水量隨產液量變化逐年上升[8]。從總體上看地面的各系統能力，脫水負荷率隨原油產量下降逐年降低，其他設備設施負荷率隨產液量、注水量上升呈現攀升，并且隨產能開發的深入，深度水需求上升、三采水需求下降。
2.1新建產能多井低產效益差，控投資難度大
隨著油田開發的不斷深入，剩余儲量劣質化現象突出，油田開發形勢日趨復雜，地面建設難度日漸增大，投資控制難度日漸增加。“十四五”期間，杏北油田產能基建油水井1553口，其中三次加密調整井762口，占總井數的49.1%，扶余油層井282口，占總井數的18.2%，合計1044口，占總井數的67.2%。結合“十三五”經驗，三次加密調整及扶余油層單井日產油平均低于1.5t，單井建設投資在340~450萬元之間，在油價持續較低的情況下，經濟效益差，按照原油價格US$40/bbl評價稅后財務內部收益率難以達標。
2.2地面基礎設施規模大，設備腐蝕老化形勢嚴峻
隨著系統規模的不斷擴大，“十四五”期間20年以上的設備設施比例增加，規模和數量龐大的設備設施經過多年連續運行，腐蝕老化問題日益突出，早期建成的工藝和設備不能適應新的開發形勢和生產需求[9]。各系統主要設備設施情況見表3。
2.3區域負荷不均衡，系統存在低效、低負荷問題
“十四五”期間總體負荷率相對合理，但是存在部分系統和局部站庫負荷率偏低的問題。（1）部分轉油（放水）站低效、低負荷。油氣分離負荷率持續低于50%的轉油（放水）站仍有5座，主要集中在杏一～二區東部、杏一～三區西部及杏四～五區中部，均處于后續水驅階段。（2）部分站庫游離水脫除負荷率低。產液量逐年上升，游離水脫除負荷總體呈上升趨勢，但受所轄區塊處在不同開發階段的影響，各站游離水脫除負荷差異較大，部分站庫低負荷問題突出，其中杏Ⅱ-1脫水站及聚杏Ⅱ-1放水站游離水脫除負荷率均在35%左右。（3）部分站庫電脫水負荷率低。產油量逐年下降，電脫水負荷率總體呈下降趨勢，持續30%以下，其中無新建產能規劃的杏Ⅰ-1脫、杏Ⅱ-1脫、杏十脫負荷率均低于20%。（4）部分后續水驅區塊污水站負荷率低。后續水驅區塊產液量低，污水處理量下降，并且區塊注入水質調為普通水，深度水需求量下降，其中杏一～四區東部、杏四～六面積6座污水站負荷率在30%左右。五是部分區域注水站低負荷運行。部分基礎井網注水量與后續水驅注水量持續下降，普通注水系統負荷率在50%左右，后續水驅注水系統負荷率在40%左右，有4座注水站負荷率低于40%。
2.4數字化油田建設需要進一步推進
杏北油田井網密度大、站庫數量多，單位產量的設施規模遠高于公司平均水平。2014年以來通過多渠道并舉，快速推進了數字化的關鍵環節變電所和大中型站庫的集中監控建設。但是，井間數字化覆蓋率較低，整體應用模式仍需要進一步探索并完善。目前，已實現變電所無人值守覆蓋率100%，大中型站庫集中監控覆蓋率81%，而井、間數字化傳輸由于點多面廣，覆蓋率僅為2%，需要加快整體推進的步伐[10]。
3主要對策及優化措施
為適應提質增效總形勢，杏北油田地面系統下一步要繼續挖掘系統優化潛力，針對形勢及問題，以“降投資、控成本、增效益”為目標，圍繞“保開發、保生產、保安全、保效益”開展工作。綜合優化產能區域、系統完善已建設施，在系統優化運行、工藝優化簡化方面做好部署，通過產能優化、老油田調整、數字化推進、閑置設施利用，把站庫數量控制好、生產能耗穩定住、企業用工減下去、系統負荷提上來，為油田高質量發展提供堅實的地面保障。
3.1堅持產能建設“三優一簡”技術措施
針對新建產能多井低產、效益差的問題，繼續大力實施“三優一簡”技術措施，堅持地上地下一體化優化、系統能力優化、總體布局優化、工藝簡化，統籌利用已建設施能力，控制新增建設規模，降低建設投資和運行成本，推進標準化、橇裝化建設，努力實現增井增產不增站，減人減編減能耗，提高油田綜合開發效益。（1）水驅、聚驅產能聯合布站。依托已建站實施水驅、聚驅合一建設，流程分開，集中管理，控制建設投資和減少運行管理點，實現產能建設無新增轉油站、污水站、注水站等大中型站庫。（2）扶余油層產能實施跨區塊集中建站。針對扶余油層區塊分散開發，依托已建站實施區域集中建設站場，分期部署實施，依托老站建設2~3座水質站滿足10年10個區塊的注入需求。
3.2持續推進老油田優化調整
針對地面基礎設施規模大、設備腐蝕老化、站庫低效低負荷的問題，將區域優化調整、老化設施更新、安全環保隱患治理相結合，大力推廣新工藝、新技術的研發應用，實施“核減、合并、降級”等改造措施。通過縮減站庫密度，優化站場布局，精簡站場規模，均衡區域負荷，核減損壞設備，以提高設施完好率，提高系統運行效率；通過工藝改造、技術管理實現降成本、創效益。逐步推進杏北油田集輸系統向外輸口方向集中能力承載，污水注水系統在薩大路東西兩翼、過渡帶東西兩界均勻分布調運。對已經進入或即將后續水驅階段的杏一～三區西部、杏一～二區東部、杏三～四區東部、杏六區中西部、杏四～六面積的轉油站、放水站、脫水站、污水站、注水站等站庫，根據產注量和不同水質供需的變化，進行優化合并或降級改造，優化集輸處理關系和系統運行模式，均衡區域系統負荷，調整生產工藝，利用富余能力，整合建設規模，核減或降級轉油站5~7座、放水站1座、脫水站2~3座、污水站2~3座、注水站2~3座。
3.3統籌實現數字化油田建設
針對井、間數字化傳輸覆蓋率低的問題，深刻認識未來油田和技術的發展趨勢，油田井多、站多、人少，地面建設優化有極限，但是技術發展優化可不斷升級。為此，首先進一步加快未集中監控站場改造調整，對剩余的4座未集中監控站庫安排投資渠道實現集中監控改造；其次，進一步完善較早實施的9座集中監控站庫，確保2023年前實現大中型站場集中監控覆蓋率100%。在此基礎上，數字化油田建設的骨架基本形成，井、間數字化傳輸作為補充，結合產能對第四采油礦進行數字化油田建設，建立四廠先行試點，總結經驗，以點牽線，以線帶面。后期繼續結合公司總體安排及投資形勢，不斷提質、提效、提檔，逐步有序實現杏北油田的數字化建設及運維管理。
3.4有效利用已建設備設施
針對疫情和低油價帶來的嚴冬，地面要牢固樹立過緊日子思想。能遷建利舊維修不更新改造新建，能轉資重組調配不報廢拆除新購，充分摸清家底、摸透能力，掌握已建設備設施情況，重點記錄閑置的完好設備設施。對在系統優化調整中合并核減的站庫設備設施做好統計歸檔，明確并捋順資產再利用的標準和流程，實現能力利用、在用設備利用。在此基礎上，進一步打破廠區界限，在清楚自身的條件下建立與外單位資產互利互用的途徑，實現信息共享、物資共享、資源共享。
4幾點認識
面臨新的形勢，老油田地面工程系統要持續推進優化簡化。（1）轉變觀念。老油田隨著開發的推進和發展，必將面臨產量遞減的趨勢，油田開發生產效益會逐步變差，地面工程技術人員要轉變觀念，牢固樹立“今天的投資就是明天的成本”思想，挖掘已建系統能力潛力、設備潛力，合理提高能力利用和設備利舊程度，降低建設改造投資。（2）適應形勢。老油田逐步面臨規模大、產量低、效益差的問題，要推進油田的高質量持續發展，在開發上要不斷探索新的開發方式提高采收率，在生產運行上要不斷控制生產能耗和用工數量。地面工程建設要適應這種形勢，推進系統布局調整，推進數字化、智能化油田建設，加強科技攻關，研究應用成熟簡化工藝，應用節能設備、橇裝設備等新技術，從源頭上保障油田長遠健康發展。（3）夯實基礎。老油田發展到一定階段，地面工程必然面臨設備設施老化的問題，要做到與油田中長期開發規劃充分結合，優化已建系統規模布局和運行負荷，優化新建產能建設模式，優化地面建設投資結構，在突出系統優化調整基礎上，有序改善基礎設施，夯實油田生產地面基礎承載體系建設。
作者:王明信 單位:大慶油田有限責任公司第四采油廠
