浅海油田油气密闭外输系统风险分析及防控研究

李 涛 刘 彬傅亚南 李海峰 周 林

（1.海洋采油厂 海四生产管理区，山东 东营 257237；2.孤东采油厂 集输大队，山东 东营 257237；3.海洋采油厂 海二生产管理区，山东 东营257237）

0 前言

埕岛油田年产量300余万吨，是胜利油田夺油上产的主力军，然而中心平台安全、平稳外输对油田产量和效益至关重要。中心三号平台是埕岛油田第三座集油气水处理、注水、供配电、自控、通信和生活等功能于一体的综合平台，也是第一座密闭外输平台，主要负责接收和处理西北区、北区及中区部分井组的产出液，承担着埕岛油田100余万吨的外输任务，对油田整体开发意义重大。油气密闭外输具有环保、节约资源、安全稳定等优点，但存在紧急情况应急时间短的致命弊端，为保障平台稳定运行，探索新的管理模式至关重要。

油气密闭外输形式：各卫星平台来液通过CB26、CB1F、CB4E和CB22F四条海底管道输送到中心三号平台进入原油处理系统，在三相分离器内进行分离，分离出的含水原油通过外输换热器加热升温后进入分离缓冲罐，经过原油外输泵增压外输至海三联；分离出的天然气经过天然气处理撬块处理后，一部分外输至中心二号平台，另一部分供热媒炉加热使用。

1 中心三号平台油气密闭外输系统管理难点

作为埕岛油田首座密闭外输平台，没有可以借鉴的管理经验，对系统的稳定性和平台的管理水平都是一个“考验”。下面将结合平台目前的生产实际论述密闭外输系统的管理难点。

1.1 三相分离器有效缓冲容积仅有16.7m3，若发生紧急情况，很容易发生液位高高连锁关断紧急切断阀，造成海管憋压。

1.2 分离缓冲罐液面上部会有一定厚度的泡沫，缓冲容积不足80m3，

若发生紧急情况，很容易发生一系列连锁关断，造成海管憋压事故。

1.3 海上恶劣天气易造成电力系统闪停，闪停会造成外输泵停机，严重影响系统稳态。

1.4 工艺自动化系统监控项点多、连锁反应多，一旦出现数据采集错误，

发生误报警，会导致紧急切断阀连锁关断，造成海管憋压等事故发生。

1.5 作为首座密闭外输平台，系统存在很多不可预见的风险，这些都需要平台人员摸索着处理，无形中增加了平台风险系数。

2 中心三号平台油气密闭外输系统技术完善

针对上述密闭外输系统的管理难点，平台结合生产实际进行相应的技术改造，以确保密闭外输系统稳定运行。

2.1 将三相分离器油出口和水出口管线联通，利用连通器原理使三相分离器腔内液位近似一致，使来液保持在相对较低的液位运行。

2.2 工艺自动化系统增加外输泵和分离缓冲罐的液位连锁控制功能，自动化系统根据分离缓冲罐的液位自动调节外输泵的输出频率，

实现排量控制。

2.3 工艺自动化系统增加外输泵远程调频模块，监控人员可根据系统的压力、液位变化情况，第一时间调节外输泵的频率，稳定系统的压力、液位。

2.4 针对平台外输系统存在的不确定性，平台从应急柴油发电机机组配电盘连接一条动力电缆至现场外输泵接线箱，将CB26平台上的应急柴油机组作为中心三号外输系统的备用动力，实现在全站失电的情况下，45秒可自动启动为平台提供应急电源。

2.5 在工艺自动化系统增加井组平台“一键关井”功能，降低海上污染风险。

3 中心三号平台油气密闭外输智能管理系统

3.1 软件设计思路

该系统采用模块化设计思路，主要由计算模块、数据管理模块、应急管理模块和移动终端模块四大模块组成。计算模块主要完成逻辑判断过程中牵涉的各种计算，其由4个子模块组成，每个子模块对应不同的计算模块，各自采用不同的计算模型。数据管理模块主要完成采集数据管理和数据库录入，包括4个子模块：参数数据库、逻辑判断数据库、事故处理数据库和原因判断数据库。应急管理模块主要完成对计算结果与数据库的逻辑判断以及输出，指导现场操作，采集数据和计算结果与参数数据库进行对比，对比结果通过逻辑判断数据库判断输出事故原因，通过事故处理数据库输出事故处理措施、风险评估、可能后果和应急程序。移动终端模块将输出结果传输给平台人员，迅速赶至事故地点处理。该软件实现了应急管理的数字化、信息化、智能化。

3.2 软件程序流程

3.2.1 读取自动化数据

3.2.2 计算逻辑判断所需数据

（1）计算生产参数波动值：波动值＝（生产数据-预设值）/预设值*100%；

（2）计算缓冲容积：缓冲容积＝连锁关断容积-现容积；

（3）计算来液量：

来液量＝三相分离器A波动体积+三相分离器B波动体积+分离缓冲罐A波动体积+分离缓冲罐B波动体积+外输液量

（4）计算应急时间：应急时间＝有效缓冲容积/该容器的进液量。

3.2.3 逻辑判断

将计算值与参数数据库数值比对，判断是否达到预警值、报警值、关断值；

3.2.4 原因分析

软件根据逻辑判断数据，通过逻辑判断数据库分析其原因。

3.2.5 智能应急管理

（1）数据调取：根据判断结果从数据库调取资源，包括：应急程序、处理措施、风险评估、可能后果、人员部署等。

（2）输出应急结果，并通过移动终端向平台人员传输应急结果和操作指令。

在实际生产运行中，运用应急处理系统应急处理时间平均缩短8分钟，正常情况下，海上突发情况都可以在不停产的情况下解决，为平台的稳定运行提供有力保障，确保油田生产效益最大化，实现油田的可持续发展。

4 结论及建议

（1）密闭外输系统具有节能、环保等优点，但存在应急时间短的弊端；

（2）本文分析了密闭外输系统的管理难点，论述了技术改造的科学合理性，这些技术改造可在一定程度上提高平台的本质安全；

（3）密闭外输智能管理系统经过现场模拟实验论证，具有很高的现场应用价值；

（4）建议摸索段塞流对三相分离的影响特点及影响因素，查找应对措施，有效规避段塞流对系统稳态的影响；

（5）建议增加事故罐，减小密闭外输系统应急压力。

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