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“稠”除满志,海管工艺团队勇担当
来源:中海油研究总院有限责任公司 |作者:朱振宇 李鹏程 |日期:2022-9-21

“稠”除满志,海管工艺团队勇担当

中海油研究总院有限责任公司朱振宇李鹏程

数据显示,世界剩余石油资源中约有70%都是稠油,开发潜力巨大。仅渤海海域,稠油储量就占了近一半的原油总探明储量。但因其黏度大、开采难度大、输送成本高等原因,稠油一直被称为“沉睡在海底的黑色黄金”。开采输送黏度是常规稠油20倍以上的超稠油,更是令人“稠”上加愁。

2022年4月23日,旅大5-2北超稠油油田成功投产,数十公里长的管道如长龙般开始源源不断的输送着这些黑色黄金,标志着中国海油实现了从稠油到超稠油安全输送的重大跨越,为渤海增储上产4000万吨的目标注入了一针强心剂。

令人欣喜的成果背后,有着海管工艺团队十几年的科研攻关与艰苦探索。日积月累的沉淀,终汇聚成打开超稠油安全输送难题的密钥,助力常规油气田向非常规油气田开发的进一步跨越。

积极探索,实现从无到有

“海上稠油运输的难度和风险可比陆上大多了。绥中36-1是我们开展的第一个稠油项目,在这之前我们对海上稠油的输送还没有足够的经验”,海管工艺首席路宏笑着回忆道。陆上稠油运输可以采用油罐车拉运、在管道内掺入大量柴油稀释输送或者沿线设置电加热来降低粘度等方法。相较于陆上稠油运输方式的多样性,海上稠油输送则受限于平台投资高、空间小等因素的制约。陆上输送模式难以适用,探索之路举步维艰。

面对这道难题,海管工艺团队并没有垂头丧气,而是积极探索应对之策。一方面他们紧密联系现场,多次远赴河南、辽宁、山东和新疆等地实地考察,从其他先进案例中学习经验;另一方面则是借助高校科研力量,基于理论开展环道实验,一点点揭开稠油降粘输送的神秘面纱,摸着石头一步步慢慢前进。

最终,结合海上实际生产工况,海管工艺团队提出了加热输送模式,推敲出如何将反相点、湿周法等多个知识点应用于现场实际工况。关关难过关关过,一道道稠油输送难题迎刃而解。2000年,绥中36-1油田开发项目顺利投产。自此,海上稠油输送迈出了至关重要的一步,为后续的超稠油输送奠定了坚实的基础。

百尺竿头,开拓更进一步

油砂作为一种高黏的非常规石油资源,管内输送温度通常高达一百多摄氏度,加上极低的环境温度和复杂的沿线路由状况,给团队的研究工作增加了很大难度。面临着一系列未曾做过的管输工艺分析,团队里的每个人感受到前所未有的压力。

“高温输油管道对地表土壤和植物的传热影响计算困难,该如何确定高温管道热区域的影响规律?”

“目前,国内外几乎没有关于双层管泄漏特性的相关研究,我们必须新增一套可靠的管道泄漏监测系统,确保管道的安全运行?”

“疾风方知劲草,烈火才练真金。没有条件创造条件也要上,这才是我们石油人应有的品质”,时任工程院副院长的陈宏举这样鼓励大家。

海管工艺团队成员从基础工作做起,广泛查阅国内外管道事故的相关技术资料,从上百条管道事故中寻找破题关键,梳理项目解决思路。加班加点已成为团队十余人的常态,乏了就在工位旁支起小床休息一会。历经3年的研究,在一场场激烈的讨论与思想碰撞过后,一套完整的双层管泄漏监测系统初见雏形,这套系统创新性地保障了不同泄漏工况下油砂输送管道的运营安全。管道及其附属设施应用的新型保温材料也避免了高温管道对地表植物生长的影响。一系列技术创新使海管工艺团队积累了在复杂环境下高粘油品安全输送的经验。

勇立潮头,破除艰难险阻

2018年春节前,旅大5-2北超稠油油田的开发任务下达至总院。当海管工艺工程师们第一次看到旅大5-2北原油的物性时,不禁在心里也犯起了嘀咕:“常温下状态接近固体沥青,黏度是常规稠油的20倍以上,根本无法流动,如何输送呢?”

国内外尚未有海上超稠油输送技术的公开报道。海管工艺团队虽然通过参与旅大21-1、南堡35-2等项目设计积累了一定的稠油输送经验,但超稠油的管输设计经验还是一片空白。此前未曾遇到过的困难和技术瓶颈接踵而至,这让整个海管工艺团队彻夜难眠。

“做第一个吃螃蟹的人。海管工艺团队始终是一个坚韧的、创新的团队。越是困难,我们越要迎难而上”,时任工艺总师的王春升在项目开工会上给大家加油鼓气。结合油田开发的实际情况,海管工艺团队创新性地提出超稠油与掺入水“合—分—合”的处理工艺,即在平台上采用自主研发的原油静电聚结脱水技术,将绝缘复合电极技术专利和分离器结合在一起,使采油管柱内的油水混合乳状液由含水率90%脱水至50%,再将50%的混合液和脱出的生产水“兵分两路”各自经过增压泵后在海管入口汇合。此时的流体黏度大幅降低,管输压力降为原来的1/5,超稠油在管道内的输送状态变得丝滑起来。

十多年来,海管工艺团队勇于担当、俯身耕耘,坚持“弘扬工匠精神,铸造精品工程,提升海油形象”的核心理念,实现了海上稠油输送领域零的突破,形成了一系列稠油、超稠油等高粘油品安全输送的关键技术体系,打通了稠油油田安全高效开发的快车道,用实际行动践行着集团公司“1534”总体发展思路和研究总院“1423”工作思路,为集团公司实施增储上产攻坚工程提供了坚实的保障。


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