在此基礎上,探索形成了適用于不同油田特點的配套優化措施:
——針對老油田,含水高、地面生產設施多、負荷過剩的特點,采取了“八字方針”:關,對高含水井實施關停,對高含水層實施封堵;并,對運行時間長、負荷率低、布局不合理、維護改造投入大、管轄半徑較小的相鄰兩座計量間、中轉站實施“合并”;轉,將脫水站“轉”為放水站、放水站“轉”為轉油站、計量間或轉油站“轉”為閥組間、水驅站“轉”為水聚驅互用站;抽,對剩余能力較大的站實施設備“抽稀”;換,對負荷率較低的設備實施大“換”小或站間“互換”,對高耗能設備實施“更換”;優,對注水、集油、供電等已建系統實行“優化”運行;推,積極“推廣采用”新工藝、新技術及新的技術界限;管,適時調整管理模式、方式和制度,使生產管理與系統優化調整相適應。
——針對外圍油田,單井產量低、井深和集輸半徑大的特點,采取了“七項措施”:串,采用多井、多閥組、多座站串聯集油;單,采用單電熱管樹狀集油工藝;拉,采用單井拉油和集中拉油;撈,采用提撈采油方式;混,采用雙螺桿泵油氣混輸;軟,采用軟件計量方式;環,采用環狀摻水集油工藝。
通過上述調整措施,大慶油田在保持高產穩產的同時,站、間規模縮減了近10%,系統負荷率提高 12%,機采效率提高了2.5%,含水少上升1.3%,系統優化取得了實質性效果。
例如,喇嘛甸油田1973年投入開發,原油產量最高時達到1326萬噸,到2000年產量僅為512萬噸,綜合含水達到91.8%,成為主力油田中含水最高、系統效率偏低而能耗偏高的典型代表。因此,喇嘛甸油田的系統優化對其它油田具有較強的示范作用。優化工作于2001年全面展開。油藏工程,以控水控注為重點,“十五”期間采取方案調整3018井次、細分注水693口井、精細堵水353口井、深淺調剖152口井,年均控制注采液量800萬立方米;采油工程,以提高舉升效率為重點,規模應用參數優化技術和新式舉升設備,使機采系統效率提高6.7%,電機功率利用率提高5.2%;地面工程,以降低集輸和處理過程能耗為重點,先后合并減少計量間18座、轉油站16座,全面推行不加熱集油方式。5年累計節電6.17億度,節氣1.72億立方米,減少CO2排放33.5萬噸、減少SO2排放68.5噸,綜合能耗比“九五”降低15.7萬噸標煤,連續五年實現能耗負增長。
減排系統——多手段綜合優化。在對油田整體環境狀況進行綜合評估的基礎上,以減少污染物排放為重點,從完善現有污水處理設施、治理老污染源、避免產生新的污染源、改善油田生態環境、建立與油田開發相配套的環保技術體系等方面進行減排系統優化的研究和實施。主要采取了五種手段:
堵,堵源頭。對涉及自然保護區、沿江、濕地等環境敏感區的項目采取環保一票否決制。按照這一原則,否決了扎龍濕地國家級自然保護區勘探開發等多個項目;為了防止對嫩江流域產生污染,停產封閉了位于泄洪區內的大415區塊113口油水井,推遲開發了他拉哈油田英272、英205等區塊。管,管行為。引入國際先進的環保管理模式—ISO14001環境管理體系,實施了減少污染物排放、減輕生態破壞等160多項環境管理措施,并細化到《員工崗位操作書》中,規范了員工行為。控,控風險。制定油氣水泄漏、環境敏感區施工、放射性和危險廢物等專項預案9項,實施清潔生產審核,建立公司、廠、礦、小隊四級突發事故應急系統,提高了環境風險的防控能力。治,治隱患。“十五”以來,油田累計完成環保專項工程260余項。其中污水減排工程113項、廢氣減排工程12項、固廢治理工程6項、噪聲控制工程28項、油污治理工程4項等,使減排基礎設施得到進一步加強。建,建環境。加強對油區的清污、平整和植被恢復,“十五”期間共植樹287萬株,種植花卉82萬平方米,種植草坪83萬平方米,栽植綠籬8.2萬延長米,新增各類綠地1435公頃,油田綠化覆蓋率達24%,在世界各大以鹽堿沼澤地為主要覆蓋區域的油田中居于前列。
(三)推進集成創新,重點突破節能減排瓶頸
大慶油田始終注重發揮科技對節能減排的先導作用。根據節能減排的實際需要,首先從外部引入成熟適用技術,然后組織力量對其它急需而又不能引入的技術進行重點攻關,在此基礎上搞好各項技術的集成配套和規模應用,為節能減排提供了強有力的技術支撐。
一是規范引入成熟適用技術,嚴把“三關”。在篩選準入上,由公司技術發展部牽頭,組織相關部門、單位及專家進行資質、材料審查,節能指標測試、評價和綜合評定,優選后對符合條件的技術產品頒發“入網許可證”;在跟蹤評價上,建立了國家授權的油田節能監測中心和環境監測評價中心,定期對節能減排技術和產品開展測試評價;在優選淘汰上,對供應商建立業績檔案,依據跟蹤考核結果,確定淘汰產品,每年淘汰率近50%。幾年來,先后優選7種高效燃燒器、11種節能電機、7種節能變壓器、7種節電控制箱等在油田應用,保證了引入產品的先進性和適用性。
二是強化自主創新和集成配套,打造主體優勢技術。每年根據節能減排需要,從眾多技術課題中優選出符合要求的課題,采取“課題制”的組織方式,利用“研發層、中試層、轉化層”的研發體系,對重點技術和引進技術的再創新進行攻關。“十五”以來,共開展重點攻關35項,現場試驗12項,使一系列節能減排的瓶頸問題得以解決。
螺桿泵舉升技術。為解決抽油機、電潛泵等高耗能設備能耗高、效率低的問題,大慶油田于1985年從國外引進后,由于在大慶油田適用性差,經常出現斷桿、漏油等現象。近年來通過對其工藝技術進行全面再創新,形成了大中小排量系列、專用系列防斷脫抽油桿、無滲漏低矮型驅動裝置、工況分析、診斷及監測4項核心技術以及10項配套技術,較好地滿足了水驅、聚驅采出液舉升的需要。該技術2005年獲國家科技進步二等獎,獲得發明及實用新型專利18項。與同排量抽油機相比,平均泵效提高20個百分點、系統效率提高15個百分點,平均單井年節電2.58萬度。截止到2006年底,已在油田應用3400口,以每年500口的速度增加,并銷往國內外。
“低溫集油技術”。大慶油田地處高緯度亞寒帶,年平均地面溫度只有-13.7℃,且原油的凝點高、粘度高、含蠟量高,必須采用加熱集輸方式。油田進入特高含水開發期為采用不加熱集輸提供了可能。公司把握采出液含水高、液量大、出油溫度高的良好熱力和水力條件,研發了“特高含水期低溫集油技術”,使油井最低集油溫度降到原油凝固點以下5-10℃。到2006年底,實行季節性停摻水泵330臺,停加熱爐668臺,共有低溫集輸井2.6萬口,占油井總數的61% ,年節電1.66億度、節氣1.49億立方米,減少SO2排放59.3噸,減少co2排放29.3萬噸。這一技術解決了加熱集輸耗氣、耗電量大和排放廢氣多的難題。含聚污水深度處理技術。“九五”期間,為彌補水驅產量的遞減,大慶油田大規模應用以聚合物驅油為主的三次采油開發技術。但隨著應用規模的擴大,聚驅采出水的處理問題逐步顯現出來。與普通污水相比,粘度大、乳化程度高,現有處理工藝無法達到回注標準,在外排時必然影響環境。為了解決這一難題,通過開展系統攻關,深化了對含聚污水分離特性的認識,改進了沉降分離和除油工藝,開發出了系列處理藥劑,實現了深度處理,達到了回注標準,避免了對環境的污染。
為使眾多節能減排技術綜合發揮效應,加強了對單項技術的集成配套。節能方面形成了16項配套技術。其中,油藏工程以控制無效注采為核心集成4項配套技術:剩余油精細描述配套技術、儲層精細解剖配套技術、開發精細調整配套技術、細分注入和堵水配套技術;采油工程以優化舉升為核心集成5項配套技術:節能型抽油機配套技術、抽油機優化設計選型配套技術、電潛泵節能配套技術、提撈采油配套技術、螺桿泵配套技術;地面工程以系統優化為核心集成7項配套技術:電網優化配套技術、機泵變頻配套技術、注水系統仿真配套優化、系統優化節能配套技術、天然氣發電配套技術、低溫集輸配套技術、“三次加密兩就近”集油簡化配套技術。減排方面形成了4項配套技術:以控制廢氣為重點的高效加熱配套技術,以控制污水外排為重點的污水深度處理回注配套技術,以控制泥漿污染為重點的鉆井泥漿固化配套技術,以控制油污為重點的污油、污泥處理配套技術。這些配套技術對大慶油田的節能減排起到了關鍵作用。三是加大推廣應用力度,促進新技術向規模生產力轉化。重點抓好三個環節:典型引路。在全油田選取14個具有典型特征的區塊作為節能減排示范區,把新技術和技術集成放到這些“試驗田”中進行中試,為其它區塊提供先導性經驗。例如,敖南油田示范區,按照規劃、設計、生產一體化的全新理念,集中應用了摻水參數優選、便攜式軟件量油等18項新技術,開展了地面地下一體化、工藝設備節能化、工藝參數個性化、工藝技術簡化等4個方面的集成配套試驗,百萬噸產能投資降低3億多元,年降低能耗20%,為外圍油田建設提供了一種全新模式。措施跟進。根據新技術推廣的需要,對原有組織方式、技術標準、規章制度等方面與之不相適應的內容進行改進,盡可能地為技術推廣創造適宜的環境。例如:為了適應低溫集油技術對專業化、標準化提出的更高要求,改革了勞動組織模式,把原來的以計量間為中心的點狀分散管理變為以中轉站為核心的崗位流程化管理,并對巡回檢查、交接班等規定進行調整,形成了上下道工序緊密銜接的專業化、流水線作業,為低溫集油方式的全面普及提供了保障。規模應用。按照規劃和計劃安排,結合各單位的實際,加大各項技術的應用規模。節能技術的規模應用堅持做到整體設計、分系統實施。①油藏工程以治理地下無效低效注采循環為重點,共實施注采系統調整20個區塊,方案調整2.3萬井次,高含水關井745口,周期注水3500多井次,少產液1.5億噸,采收率提高1個百分點以上(見圖4);②采油工程以提高機采用能效率為重點,共實施抽汲參數優化調整1.8萬井次,新增節能抽油機5536臺、節能電機10241臺,推廣螺桿泵3400口,年節電4億度;③地面工程以地面設施優化簡化為重點,共實施完成7個油田的地面優化簡化。撤并各類站139座,改環狀流程1121口,低效井轉提撈892口,減少各種機泵345臺,累計節電1.78億度,節氣2.84億立方米,節省各種費用7.93億元。
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