中原石油工程設(shè)計(jì)有限公司

中原油田二氧化碳驅(qū)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

宋翠紅 俞國梅 牛軍 龔瑤 籍文俞 丁峰中原石油工程設(shè)計(jì)有限公司

中原油田從2007年至2013年先后在采油二廠、采油四廠、采油五廠、采油六廠等區(qū)塊開展了二氧化碳驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)，取得了良好的增油效果。2014年，中原油田根據(jù)偏遠(yuǎn)區(qū)塊二氧化碳驅(qū)開發(fā)生產(chǎn)需要，采用了標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方法，重點(diǎn)對偏遠(yuǎn)單井二氧化碳驅(qū)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，主要在設(shè)計(jì)參數(shù)系列化、工藝流程標(biāo)準(zhǔn)化、平面布置標(biāo)準(zhǔn)化、設(shè)備選型標(biāo)準(zhǔn)化橇裝化、主要材料標(biāo)準(zhǔn)化、建（構(gòu)）筑物標(biāo)準(zhǔn)化、主要標(biāo)識標(biāo)準(zhǔn)化等七個方面做到了標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。該工程標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)提高了設(shè)計(jì)效率，設(shè)計(jì)周期由原來30天縮短為15天；實(shí)現(xiàn)了控制建設(shè)投資，單井二氧化碳驅(qū)工程投資由原來350萬元降至250萬元，減少了100萬元。

二氧化碳驅(qū)；標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)；橇裝化

中原油田從2007年至2013年先后在采油二廠、采油四廠、采油五廠、采油六廠等區(qū)塊開展了二氧化碳驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)，取得了良好的增油效果。目前，該油田針對規(guī)模性開發(fā)采用的集中建注氣站方式，針對偏遠(yuǎn)井試驗(yàn)采用的單泵對單井注入方式，均沒有采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。2014年，中原油田根據(jù)偏遠(yuǎn)區(qū)塊二氧化碳驅(qū)開發(fā)生產(chǎn)需要，采用了標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方法，重點(diǎn)對偏遠(yuǎn)單井二氧化碳驅(qū)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，主要在設(shè)計(jì)參數(shù)系列化、工藝流程標(biāo)準(zhǔn)化、平面布置標(biāo)準(zhǔn)化、設(shè)備選型標(biāo)準(zhǔn)化橇裝化、主要材料標(biāo)準(zhǔn)化、建（構(gòu)）筑物標(biāo)準(zhǔn)化、主要標(biāo)識標(biāo)準(zhǔn)化等七個方面做到了標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。

1 設(shè)計(jì)參數(shù)系列化

根據(jù)目前東濮老區(qū)二氧化碳驅(qū)開發(fā)生產(chǎn)需求，單井二氧化碳驅(qū)設(shè)計(jì)參數(shù)形成四種系列：

（1）系列Ⅰ。單井注入量為2m3/h，注入壓力35MPa。

（2）系列Ⅱ。單井注入量為4m3/h，注入壓力35MPa。

（3）系列Ⅲ。單井注入量為2m3/h，注入壓力50MPa。

（4）系列Ⅳ。單井注入量為4m3/h，注入壓力50MPa。

2 工藝流程標(biāo)準(zhǔn)化

（1）系列Ⅰ、系列Ⅲ工藝流程標(biāo)準(zhǔn)化。液態(tài)二氧化碳通過槽車運(yùn)輸卸至單井井場的液態(tài)二氧化碳儲罐（-20℃、2.2MPa），經(jīng)喂液泵升壓至2.5MPa，進(jìn)入二氧化碳注入泵增壓至35MPa（或者50MPa），再經(jīng)電磁加熱器加熱到10℃后注入各井口。喂液泵采用屏蔽離心泵，排量2.5m3/h、入口壓力2.2MPa、出口壓力2.5MPa；注入泵采用三柱塞高壓二氧化碳注入泵，排量2.0m3/h、入口壓力2.5MPa、出口壓力35MPa（或者50MPa）。

（2）系列Ⅱ、系列Ⅳ工藝流程標(biāo)準(zhǔn)化。液態(tài)二氧化碳通過槽車運(yùn)輸卸至單井井場的液態(tài)二氧化碳儲罐（-20℃、2.2MPa），經(jīng)喂液泵升壓至2.5MPa，進(jìn)入二氧化碳注入泵增壓至35MPa（或者50MPa），再經(jīng)電磁加熱器加熱到10℃后注入各井口。喂液泵采用屏蔽離心泵，排量5.0m3/h、入口壓力2.2MPa、出口壓力2.5MPa；注入泵采用三柱塞高壓二氧化碳注入泵，排量4.0m3/h、入口壓力2.5MPa、出口壓力35MPa（或者50MPa）。

3 設(shè)備選型標(biāo)準(zhǔn)化及橇裝化

主要對低溫二氧化碳儲罐、喂液泵、注入泵等主要設(shè)備，以及站內(nèi)低溫閘閥、低溫安全閥、過濾器等進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化橇裝化設(shè)計(jì)。

低溫二氧化碳儲罐標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一為50m3，規(guī)格為直徑2.8m、長度10m。

自主研發(fā)了橇裝式二氧化碳注入裝置，主要包括喂料泵、注入泵、電磁加熱器、配電柜及配套閥門等。橇裝式二氧化碳注入裝置尺寸為6m×2.5m。該橇裝將注入、計(jì)量、加熱，以及配電、儀表等配套裝置進(jìn)行橇裝集成、優(yōu)化組合，可實(shí)現(xiàn)多種工況下高效注入功能，具有運(yùn)行平穩(wěn)、操作簡單、占地面積小、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。

采用橇裝化設(shè)計(jì)，對橇裝閥門及設(shè)備進(jìn)行了優(yōu)化。經(jīng)過優(yōu)化，設(shè)計(jì)該注入裝置比傳統(tǒng)注入工藝減少2套安全閥、5個閘閥、1個溫度計(jì)。

4 主要材料標(biāo)準(zhǔn)化

（1）鋼管。低壓管道選用16Mn無縫鋼管，執(zhí)行《高壓化肥設(shè)備用無縫鋼管（GB6479—2013）》。高壓管道選用20G無縫鋼管，執(zhí)行《高壓鍋爐用無縫鋼管（GB5310—2008）》。

（2）管件。管道管件執(zhí)行《鋼制對焊無縫管件（GB/T12459—2005）》。

（3）管道法蘭。低壓管道工藝管線法蘭選用WN帶徑對焊法蘭（密封面MFM），按照《鋼制管法蘭（HG/T20592—2009）》的規(guī)定執(zhí)行。高壓管道工藝管線法蘭選用WN帶徑對焊法蘭（密封面MFM），按照《PipeFlangesandFlangedFittings（ASMEB16.5—2009）》的規(guī)定執(zhí)行。

（4）墊片。低壓管道墊片按《鋼管制法蘭用纏繞墊片（PN系列）（HG/T20610—2009）》的規(guī)定執(zhí)行。高壓管道墊片按ASMEB16.5—2009的規(guī)定執(zhí)行。

（5）法蘭緊固件。低壓管道按照HG/T 20613—2009的規(guī)定執(zhí)行。高壓管道按照ASME B16.5—2009的規(guī)定執(zhí)行。

5 井場平面布置標(biāo)準(zhǔn)化

井場平面布置統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化占地為40m×40m。經(jīng)優(yōu)化，注入工藝裝置區(qū)采用了模塊化設(shè)計(jì)，將儲存裝置區(qū)和注入裝置區(qū)由兩個區(qū)域統(tǒng)一優(yōu)化合并為一個模塊，注入橇與低溫儲罐間距統(tǒng)一優(yōu)化縮短為2m，這樣工藝裝置區(qū)占地面積縮小為12m× 12m。經(jīng)優(yōu)化比傳統(tǒng)二氧化碳驅(qū)單井井場工藝裝置區(qū)占地面積減少了12m×12m，同時注入橇與低溫儲罐間距優(yōu)化更有利于注入泵注入效果，避免了因注入泵與儲罐距離過長而影響吸入效果。

6 建筑風(fēng)格建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化

針對東濮老區(qū)地形及環(huán)境特點(diǎn)，橇裝活動房統(tǒng)一建筑規(guī)格為3m×8m；大門統(tǒng)一為4.5m寬簡易大門1樘；圍墻統(tǒng)一為1.5m高浸塑鐵藝圍欄；場地統(tǒng)一采用碎石鋪砌，站內(nèi)人行便道統(tǒng)一為2m寬花磚；站外道路統(tǒng)一為6m寬路砂石路。

7 主要標(biāo)識標(biāo)準(zhǔn)化

（1）井場采用標(biāo)識牌標(biāo)識，標(biāo)識牌均為藍(lán)底白字，藍(lán)色色號：PANTONE：3005C；CMYK：C100M30；RGB：R5，G113，B176；字體均為白色漢儀中黑體。

（2）注氣井口裝置涂色統(tǒng)一為艷綠色，閥門手輪統(tǒng)一朝向北。

（3）井場50m3儲罐、橇裝式二氧化碳注入裝置、地面管線表面涂色統(tǒng)一為銀灰色。

（4）注氣井井口井號牌設(shè)置在井口上部四通處，字體大小統(tǒng)一為48磅，顏色采用藍(lán)底白字，井號采用地質(zhì)部門的編號，井號牌規(guī)格為300mm× 200mm。

（5）井場入口處標(biāo)識牌設(shè)置在井場大門右側(cè)圍墻上，字體大小統(tǒng)一為48磅，顏色采用藍(lán)底白字，標(biāo)識牌規(guī)格為150cm×100cm。

8 應(yīng)用效果

中原油田二氧化碳驅(qū)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)主要在工藝流程圖、平面布置圖、儲罐安裝圖、注入橇安裝圖、井口安裝圖等方面采用了標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化設(shè)計(jì)。

2014年先后在采油一廠、采油二廠、采油五廠、采油六廠等區(qū)塊開展了二氧化碳驅(qū)標(biāo)準(zhǔn)化橇裝化建設(shè)，共有9口注二氧化碳驅(qū)井采用了標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，取得了良好的實(shí)施效果，標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)效果顯著。標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)實(shí)施統(tǒng)計(jì)見表1。

表1 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)實(shí)施統(tǒng)計(jì)

（1）該工程標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)提高了設(shè)計(jì)效率，設(shè)計(jì)周期由原來30天縮短為15天。

（2）該工程標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)發(fā)揮了標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、一體化集成裝置橇裝化、模塊化、工廠預(yù)制化等優(yōu)點(diǎn)，減少了工程占地，縮短了設(shè)計(jì)建設(shè)周期，建設(shè)周期由原來2個月縮短為1個月。

（3）該工程標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)實(shí)現(xiàn)了控制建設(shè)投資，單井二氧化碳驅(qū)工程投資由原來350萬元降至250萬元，減少了100萬元。

（4）工程標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施減少了運(yùn)行成本，方便了工程投產(chǎn)后生產(chǎn)運(yùn)行、維護(hù)和統(tǒng)一管理。

（5）工程標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)統(tǒng)一了設(shè)備、閥門和管材標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化采購，縮短了采購周期，降低了采購成本，實(shí)現(xiàn)了互通互換。

（欄目主持張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.2.006