集输系统区域优化在采油生产中的应用探讨

引言：采油生产是一项复杂的系统工程，涉及油藏开采、井下作业、地面集输、计量交接等多个环节。其中，集输系统作为连接井下采油和地面输送的关键纽带，对整个生产过程起着至关重要的作用。随着油田开采进入中后期，油水井数量增多，产液性质变化，集输系统面临的生产环境日益复杂，如何根据油田实际需求对集输系统进行区域化、差异化优化设计，实现采油生产高效平稳运行，成为亟需解决的关键问题。

一、集输系统区域优化的关键内容

（一）集输管网布局优化

集输管网是集输系统的基础骨架，其布局方案直接影响集输效率和运行成本。集输管网布局优化需要综合考虑区块内井网分布、地形地貌、产液量预测等多方面因素，在满足集输能力的前提下，兼顾管网投资和运行维护成本，实现管网布局的经济性和合理性。比如根据区块开发规划，预判井网布局，提前做好干线管道和支线管道的走向设计，减少管道迂回和重复建设[1]。根据地形特点，合理选择管道敷设方式，避开障碍多、施工难度大的区域，最大限度降低工程造价。

（二）集输能力匹配优化

集输系统的设计能力需要与油田开采状况和产液规模相匹配，既要满足产液高峰期的集输需求，又要避免能力过剩造成系统空载运行的浪费。集输能力匹配优化首先要做好产液量预测，根据开发区块原油储量、开发部署时序、单井控制水平、综合含水变化等来预判未来不同时期的产液水平。在此基础上合理配置各级集输泵站和集输管道的设计能力，分阶段实施、动态优化，提高集输设施利用率。

（三）集输过程控制优化

集输过程涉及原油集输、注水回压、井场计量、阀室切换等多个作业环节，不同环节之间相互关联、协同配合。集输过程控制优化就是要统筹各环节工艺运行参数和操作规程，实现集输全过程的无缝衔接和协同联动。一方面，要结合不同区块的产液性质、集输距离等因素，优化集输压力、温度等工艺参数，在保证集输效率和产品质量的前提下降低能耗物耗。比如根据分段原油粘度变化，调整加热炉出口温度，减少管道输送的热损失。另一方面，要针对集输泵站、计量站和智能阀室等关键场站制定完善的操作规程，明确岗位职责、操作流程、应急预案等，强化人机交互，实现集输过程的规范化、精细化管控，消除潜在的安全隐患和跑冒滴漏风险，保障集输系统安全平稳运行。

二、集输系统区域优化在采油生产中的应用

（一）集输方案优选

对于新投产的区块或扩建工程，需要在多个集输方案中比选优化确定最佳实施方案。要综合考虑近期和远期产液规模、地理位置分布、回注水源、电网电量等多方面制约因素，从经济性、可操作性、安全性和灵活性等维度对各种集输方案进行评价对比。一般可采用多目标优化法，设置各项评价指标和权重，建立集输方案评价模型，在约束条件下求解目标函数取值，筛选出在投资、成本和风险等方面都更具优势的方案[2]。方案确定后还需进一步完善优化，如加强与上下游衔接，预留管网扩容等，为后期持续优化改进提供灵活性。

（二）集输管网建设

集输管网是油气田地面建设的重要内容，直接影响采油效率和成本。为实现集输管网的区域化差异化布局，需要针对不同区块制定有针对性的建设方案。比如在井网密集、近期产量高的核心区，可采用高标准、大管径的骨干管线，配备大型集输泵站，满足产量高峰期的集输能力；在边远零散区，可采取灵活机动的组合工艺，采用小管径、多站串联的方式收集单井产液，实现"建设一井连通一井"。管线敷设时，要因地制宜优化管道走向，尽量沿道路铺设，减少障碍穿越，提高施工效率。针对不同管径、压力等级，合理选用管材，兼顾安全可靠和经济适用。加强隐蔽工程质量管控，提高管网的集输效能和使用寿命。

（三）集输参数优化

针对投产后的集输系统，需要持续开展工艺参数优化以提升系统效率、降低运行成本。主要包括以下几个方面:一是加强数据采集监测，结合生产动态和流量测试，及时掌握各线路的产液量变化和管网压力分布情况，识别集输"瓶颈"制约因素。二是构建集输系统数学模型，采用数值模拟等手段，评估不同工况下的集输能耗和运行效率，优化泵站压力、频率等控制参数。三是加强管网清管和防腐保护，定期进行管道内油品性质检测，根据原油品质、流速、管径等因素合理制定清管周期和防腐方案，减少管壁附着物和腐蚀结垢，降低管输压降。四是优化注水回压，在保证回注平稳的基础上，根据区块压力表现，调整回压泵出口压力，平衡注采压差，减少无效电能消耗。五是加强阀室智能化管理，优化切换时机，减少串混和产品质量波动。

（四）集输系统监测

随着油田开采进入高含水期，地层压力下降，产液不稳，对集输系统的自动化、智能化管理提出更高要求。需要建立涵盖井口、管线、泵站、计量站等各环节的集输生产数据监测体系，实现全流程、全方位的生产运行监测。通过在各类设施设备上安装压力、温度、流量、液位等传感器，结合生产调度系统，实时采集生产运行数据，并运用大数据分析技术开展生产异常诊断、产量波动预警、设备工况评估等，为生产调度决策和预防性维护提供数字化支撑[3]。同时，要建立完善的检维修作业体系，采用定期与不定期相结合、线上与线下相结合的方式，有针对性地开展管网巡检、泵站维护、计量设备校验等工作，强化隐患排查治理。对于关键节点，可引入在线监测、状态诊断等智能化手段，及时发现生产异常和设备故障征兆，减少非计划停工时间。

（五）集输生产管理

高效规范的集输生产组织管理是保障采油生产正常运行的重要基础。一方面，要建立健全集输生产管理制度和作业标准，明确各岗位职责、操作规程和考核机制，强化全员安全质量意识，将 HES 管理要求嵌入生产全过程、各环节。另一方面，要加强集输生产计划管理，坚持以销定产、均衡生产，结合外输计划、油藏动态和生产运行实际，科学制定采油、集输、回注计划，强化生产组织协调，保障计划平稳接替。同时，要加强与合作方的沟通对接，及时了解掌握外输管网输送能力和销售需求变化，据此优化本区块生产运行节奏，避免产量大起大落。要高度重视生产异常问题处置，建立快速响应机制，组建应急抢维队伍，配备充足的备品备件和应急物资，最大限度降低事故风险和生产损失。此外，要常态化开展对标管理，加强区块间、项目间的集输生产横向对比，学习借鉴先进经验做法，不断改进提升本区块的集输系统运行管理水平。

结束语

总而言之，集输系统作为连接井下采油和地面外输的重要纽带，其区域优化对稳油增产、降本增效、绿色低碳都具有重要意义。这需要生产、工程、地质等多专业协同配合，需要加强顶层设计，统筹兼顾各区块、各环节的特点要求，需要积极运用新技术、新方法，不断创新优化集输系统。面向未来，集输系统区域优化将更加智能化、一体化、标准化，为采油生产的高质量发展提供更加坚实可靠的保障。

参考文献：

[1]彭文忠. 集输系统区域优化在采油生产中的运用分析 [J]. 化工管理,2019, (23): 224+122.

[2]栾巍. 集输系统区域优化在采油生产中的应用 [J]. 化学工程与装备,2018, (08): 152-153.

[3]李宝剑. 集输系统区域优化在采油生产中的应用 [J]. 石化技术,2017, 24 (12): 180.