浅谈油田设计方案优化

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摘要：呼伦贝尔油田系统工程工程项目在设计中积极采用新工艺、新技术、新设备，采用合理的工艺流程，同时通过方案对比、优化，可节省一次性投资7085.5万元，减少占地面积23588.5m2，减少草原破坏面积达1350亩。项目实施后每年可减少油品蒸发损耗10000t，不仅每年可减少经济损失达4500万元，同时减少了对生态环境的破坏和污染，保护了自然环境，维护了企业与地方的良好关系。

关键词：节能;环保;工程设计;节能

针对呼伦贝尔油田系统工程具有低产、高寒和在环境敏感区建设等特点，在没有成熟经验可以借鉴的情况下，通过积极总结大庆油田地面集输工程和寒冷地区长输管道工程的设计经验，积极寻求应对技术，对地面工程各系统的设计进行反复的技术论证和多方案比选，创出具有国内先进水平、适应呼伦贝尔油田特点的工程设计。

1合理选用先进的系统分析软件，优化主要工艺方案

1）根据呼一联至德二联输油管道输量范围相差过大、输送距离相对较小的特点，采用美国SIMSCI公司的PIPEPHASE多相流动态分析软件，利用输送介质的组份数据和混输计算模型对输送工艺方案进行了全面优化计算分析，从而确定了管道的外输压力以及油水混输的工艺方案。

2）采用管道动态分析软件对输油干线进行动态分析，优化干线输油管道的水击保护方案采用美国Stoner公司SPS（StonerPipelineSimulator）软件对德二联至苏一联、苏一联至嵯岗转输油总站输油管道进行稳态和瞬态计算，通过对事故状态的模拟分析，本工程管道在进出站分别设置高、低压泄压阀及压力泄放罐，并设置泵站进、出站压力开关连锁停泵保护措施，保证了管道的安全运行。

3）采用OLGA软件进行停输再启动计算，优化输油管道的停输再启动时间采用挪威SCANDPOWER国际咨询公司的多相流动态模拟软件OLGA进行停输再启动分析。在最低环境温度下选取管道事故停输与计划停输两种状态进行模拟计算，选取不同的停输时间对管道进行再启动，观察管道中间站及末站进站温度的变化，以进站温度达到油品凝固点为准，从而确定了输油管道停输再启动的时间。

2输油干线管材的优化

由于德二联至苏一联、苏一联至嵯岗转输油总站输油管道的设计压力分别达到6.1MPa和6.3MPa，且管道沿线气候条件极为恶劣，年极端最低气温-45℃，季节冻土冻深达到3～4m，有效施工周期仅为120～150天左右，容易出现为赶工期而进行冬季施工的现象，因此在进行管道强度及稳定性验算时充分考虑冬季施工对管道工程带来的影响，通过管道强度及稳定性验算以及经济对比，确定本工程选用φ219.1×5.6、L360MB直缝电阻焊钢管即可满足设计要求。与常用的φ219×8的20无缝钢管相比，节约钢材5120t，节省一次性投资3250万元。

3管道埋深的优化

参考大庆油田油气集输长期运行经验，如不考虑冬季管道停输引起管道内介质的冻结影响，管道处于季节冻土埋深的2/3处及以下管道是安全的，以大庆地区季节冻土深度2.2m为例，油田内部集输管道在埋深控制在管顶0.8～1.2m之间。本工程管道埋深除考虑上述经验外，还需要满足管道热力计算的要求，经综合对比分析，管道管顶埋深确定在1.6m。由于进行管道埋深的优化，整条管道减少土方量128.2万方，减少一次投资1922.3万元。

4优化供电方案

苏一外输油站预留1台315kW外输泵，变压器容量按照最终负荷确定，此时的变压器负载率较低，约为43%。由于苏一原油稳定站与苏一外输油站相距较近，负荷约为340kW，因此考虑由苏一外输油站变压器为苏一原油稳定站负荷提供电源，此时苏一外输油站变压器负载率由43%提高到79%。待苏一外输油站的负荷增加后，在苏一原油稳定站另建站用变压器，从而减少苏一原油稳定站一期建设的2台315kVA变压器，供电设备分期建设，优化了工程建设的经济性，节省投资350万元，节省运行费用168.5万元/年。

5优化主要站场总平面布局、节省占地面积

1）充分利用已建站场的工程设施及场地面积，优化各站的总平面布局、节省占地面积。

（1）苏一联合站的平面布局优化通过多种方案对比，最终确定苏一外输油站和苏一原油稳定的平面布局在原苏一试验站平面的基础上进行优化整合，在原站址基础上进行了改扩建，充分考虑到已建和新建部分，综合布局，尽量利用已建设施，减少公共设施，并且考虑各系统的施工、投产衔接等问题。这样新建外输油站及原油稳定站仅增加占地面积11850.5m2，比单独建站减少占地23588.5m2，全站土地利用系数达到70.4%。

（2）其它已建站场的平面布局优化其它已建站场，包括呼一联、德一联和德二联，经优化后均利用已建站场的场地面积，不新增加占地，只新增建筑面积。

2）新建嵯岗转输油总站站场的总平面布局在满足安全防火、生产管理的同时，对各部分进行统筹考虑，平面布置力求整洁、美观，工艺流程顺畅，物流流向合理，各种工艺管线、电力线路进出方便，同时满足与外部系统的衔接，厂房设备布置紧凑，尽量减少建设占地面积，减少管网系统工程量。

6结束语

经过对主要工艺方案、输油干线管材的优化、管道埋深的优化、优化供电方案以及对站场总平面的优化，共减少一次投资5522.3万元，节省运行费用168.5万元，减少占地23588.5m2。

参考文献

[1]何焕杰，程杰成．国内油田三次采油聚合物驱采出液处理技术研究进展[J].石油炼制与化工，2002，33（9）：29-32.

作者:时玉文 单位:大庆油田工程有限公司