淺談油田設計方案優化

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摘要：呼倫貝爾油田系統工程工程項目在設計中積極采用新工藝、新技術、新設備，采用合理的工藝流程，同時通過方案對比、優化，可節省一次性投資7085.5萬元，減少占地面積23588.5m2，減少草原破壞面積達1350畝。項目實施后每年可減少油品蒸發損耗10000t，不僅每年可減少經濟損失達4500萬元，同時減少了對生態環境的破壞和污染，保護了自然環境，維護了企業與地方的良好關系。

關鍵詞：節能;環保;工程設計;節能

針對呼倫貝爾油田系統工程具有低產、高寒和在環境敏感區建設等特點，在沒有成熟經驗可以借鑒的情況下，通過積極總結大慶油田地面集輸工程和寒冷地區長輸管道工程的設計經驗，積極尋求應對技術，對地面工程各系統的設計進行反復的技術論證和多方案比選，創出具有國內先進水平、適應呼倫貝爾油田特點的工程設計。

1合理選用先進的系統分析軟件，優化主要工藝方案

1）根據呼一聯至德二聯輸油管道輸量范圍相差過大、輸送距離相對較小的特點，采用美國SIMSCI公司的PIPEPHASE多相流動態分析軟件，利用輸送介質的組份數據和混輸計算模型對輸送工藝方案進行了全面優化計算分析，從而確定了管道的外輸壓力以及油水混輸的工藝方案。

2）采用管道動態分析軟件對輸油干線進行動態分析，優化干線輸油管道的水擊保護方案采用美國Stoner公司SPS（StonerPipelineSimulator）軟件對德二聯至蘇一聯、蘇一聯至嵯崗轉輸油總站輸油管道進行穩態和瞬態計算，通過對事故狀態的模擬分析，本工程管道在進出站分別設置高、低壓泄壓閥及壓力泄放罐，并設置泵站進、出站壓力開關連鎖停泵保護措施，保證了管道的安全運行。

3）采用OLGA軟件進行停輸再啟動計算，優化輸油管道的停輸再啟動時間采用挪威SCANDPOWER國際咨詢公司的多相流動態模擬軟件OLGA進行停輸再啟動分析。在最低環境溫度下選取管道事故停輸與計劃停輸兩種狀態進行模擬計算，選取不同的停輸時間對管道進行再啟動，觀察管道中間站及末站進站溫度的變化，以進站溫度達到油品凝固點為準，從而確定了輸油管道停輸再啟動的時間。

2輸油干線管材的優化

由于德二聯至蘇一聯、蘇一聯至嵯崗轉輸油總站輸油管道的設計壓力分別達到6.1MPa和6.3MPa，且管道沿線氣候條件極為惡劣，年極端最低氣溫-45℃，季節凍土凍深達到3～4m，有效施工周期僅為120～150天左右，容易出現為趕工期而進行冬季施工的現象，因此在進行管道強度及穩定性驗算時充分考慮冬季施工對管道工程帶來的影響，通過管道強度及穩定性驗算以及經濟對比，確定本工程選用φ219.1×5.6、L360MB直縫電阻焊鋼管即可滿足設計要求。與常用的φ219×8的20無縫鋼管相比，節約鋼材5120t，節省一次性投資3250萬元。

3管道埋深的優化

參考大慶油田油氣集輸長期運行經驗，如不考慮冬季管道停輸引起管道內介質的凍結影響，管道處于季節凍土埋深的2/3處及以下管道是安全的，以大慶地區季節凍土深度2.2m為例，油田內部集輸管道在埋深控制在管頂0.8～1.2m之間。本工程管道埋深除考慮上述經驗外，還需要滿足管道熱力計算的要求，經綜合對比分析，管道管頂埋深確定在1.6m。由于進行管道埋深的優化，整條管道減少土方量128.2萬方，減少一次投資1922.3萬元。

4優化供電方案

蘇一外輸油站預留1臺315kW外輸泵，變壓器容量按照最終負荷確定，此時的變壓器負載率較低，約為43%。由于蘇一原油穩定站與蘇一外輸油站相距較近，負荷約為340kW，因此考慮由蘇一外輸油站變壓器為蘇一原油穩定站負荷提供電源，此時蘇一外輸油站變壓器負載率由43%提高到79%。待蘇一外輸油站的負荷增加后，在蘇一原油穩定站另建站用變壓器，從而減少蘇一原油穩定站一期建設的2臺315kVA變壓器，供電設備分期建設，優化了工程建設的經濟性，節省投資350萬元，節省運行費用168.5萬元/年。

5優化主要站場總平面布局、節省占地面積

1）充分利用已建站場的工程設施及場地面積，優化各站的總平面布局、節省占地面積。

（1）蘇一聯合站的平面布局優化通過多種方案對比，最終確定蘇一外輸油站和蘇一原油穩定的平面布局在原蘇一試驗站平面的基礎上進行優化整合，在原站址基礎上進行了改擴建，充分考慮到已建和新建部分，綜合布局，盡量利用已建設施，減少公共設施，并且考慮各系統的施工、投產銜接等問題。這樣新建外輸油站及原油穩定站僅增加占地面積11850.5m2，比單獨建站減少占地23588.5m2，全站土地利用系數達到70.4%。

（2）其它已建站場的平面布局優化其它已建站場，包括呼一聯、德一聯和德二聯，經優化后均利用已建站場的場地面積，不新增加占地，只新增建筑面積。

2）新建嵯崗轉輸油總站站場的總平面布局在滿足安全防火、生產管理的同時，對各部分進行統籌考慮，平面布置力求整潔、美觀，工藝流程順暢，物流流向合理，各種工藝管線、電力線路進出方便，同時滿足與外部系統的銜接，廠房設備布置緊湊，盡量減少建設占地面積，減少管網系統工程量。

6結束語

經過對主要工藝方案、輸油干線管材的優化、管道埋深的優化、優化供電方案以及對站場總平面的優化，共減少一次投資5522.3萬元，節省運行費用168.5萬元，減少占地23588.5m2。

參考文獻

[1]何煥杰，程杰成．國內油田三次采油聚合物驅采出液處理技術研究進展[J].石油煉制與化工，2002，33（9）：29-32.

作者:時玉文 單位:大慶油田工程有限公司