碳酸盐岩油气田地面建设模式实践

天然气与石油

NATURALGASAND OIL

2017年10月

碳酸盐岩油气田地面建设模式实践

院振刚张靖许爱华崔兰德

中国石油塔里木油田公司，新疆库尔勒841000

摘要：塔中I号气田是中国最大的奥陶系礁滩体凝析气田，属典型的碳酸盐岩型缝洞型油 藏，具有井间差异性强、单井产量递减快、油气物性复杂、生命周期（0.5 ~3 ：等特点，采用传统 的 题，

模式，地面工程开发 塔中I号气田开发实例，

调发展”，形

“整

、

、

应性差、集输工 ，动开发、区接替，快

困难、

产、

期长等问调整”的碳

和技术创新，成立一体化

，变“地上服从地下”为

“地上地

酸盐岩油气田开发模式，解决地面工程面临的难题，适应碳酸盐岩油气田开发需要。

D01: 10. 3969 /j. issn. 1006 -5539. 2017. 05. 004

关键词：塔中I气田；碳酸盐岩；建设模式；滚动开发

The Practice of Surface Construction Mode in

Carbonate Rock Oil & Gas Field

Yuan Zhengang，Zhang Jing，XuAihua，Cui LandePetroChina TarimOilfield Company，Korla，Xinjiang，841000，China

Abstract! Tazhong I gas field is thelargest Ordovician reef beach condensate gas field in China. It

is a typical carbonate fractured-type reservoir with strong inter-well difference，rapid decline in single well production，complex，short life cycle (0• 5 〜3 years) and other characteristics. With the use of traditional construction mode，ground engneering development is facing issues such as dificult overall layout， poor device adaptability，hard selection for gathering and transportation process，long design cycle and others.Combined with the actual development of Tazhong I gasfield，the management and technologicalinnovation are performed to establish an integrated management institutions，changing the con“surface subject to the underground，to “coordinated development between surface and underground” andforming a development mode of “overall planning，frameworlc first，rolling development，rapid construction and comprehensive adjustment” for carbonate rock i gasfield. The issues in surface engineering have beensolved to adapt to the development of carbonate rock oil i gasfields.

Keywords! Tazhong I gas field; Carbonate rock; Construction mode; Rolling development

收稿日期!2017 -06 -20金

！中国石油天然气集团公司重点工程“塔中

I号凝析气田中古8 -

中古

43区块地面建设工程”（石油勘[2012]280

作者简介！院振刚（1975 -)，男，河南南阳人，高级工程师，硕士，主要从事油气田规划和方案设计等工作。

第35卷第5期

OIL & GAS GATHERING, TRANSPORTATION AND TREATMENT 油气运与迎理 19

/〇\"N 刖目

1 1塔中I号气田地面建设工程是中国石油集团公司 部署的国家 工程，位于新疆沙雅县和民丰县境

内，塔里

地中央隆起带。该气田是中国最大的奥陶凝析气田[1]，

型的

型气田，主力

包括中古8和中古43两个区块，呈长条状分布，东西长约 60~80 km，地面海拔1 065 ~ 1 150 ,，沙丘分布较为密 集，呈南北向展布，多为新月型活动沙丘，高约5 ~30 ,， 地形起伏大，自然环境恶劣，属于无人荒漠区。塔中I 号气田地面建设工程

处

1座，设规模为天然

气18.0 X108 ,3/:凝析油80.9 X 104

油气当量

224 X104 t/a。建产期3:建产总井数78 口，生产井66 口，第4年开始稳产，稳产期8 :8 :总计新钻井128 口。

1碳酸盐岩油气田特点

碳酸盐岩油气田最大特点是以缝洞型发育[2]分布

为主，缝洞是主要的储集空间，非均质性强[3]，连通性差 异大，油、气、水关 杂，现有的油藏工程研究方法不

能表

油藏特征，因此无

预测油井产能，见

图1。开发初期，地质特征、开发特征、 要经

过较长时间论证评价，初期产量高，单 减较快，区块

稳产时间较短，这

间

、单井产

减快、油

气物性复杂、生命周期短（0.5 ~3 ：等特点，与已经开发 的

、东

、塔中[4]油田及牙哈[5]、克拉、英买

力[6]、迪那[7]等气田存在很大程度的不同，已开发油气 田是在地质探明的情况下，地上服从地下，在保证采收 率的情况下合理开采，规基本确定，而 地面工程建设开

相比，易出现地上地下 、大马拉小

产建规 ，产能过

，投资

。因

此，地面系统面 局难、装置 、集输工艺选择困难、开 期长、地面工程投资

，国内没有类似的油气田开

验可以借鉴，如 设地面集输设

施，提升地面工程的 是开发面临的一大难题。

注

:TK2、3...表井号。

图1

缝洞型碳酸盐岩油藏

在借鉴先期开展的塔中I号气田开发试验区年产 10 X108 m3试采地面建设工程经验基础上，从管理和技 术方面进行创新，形成了“整体规划、骨架先行，滚动开 发、区块接替， 产、

”的

油气田

开

。

2管理创新

管理创新是技术创新的前提，传统建设模式在产量

不确定的情况下，由于地质 多变，产建规

，

在 上产的

下， 以 规、 地开 工程 设， 过

组，

择

的项目管理模式，

一有效的勘探开发一体化项目管

工作

。

2. 1 一体化管理机构筹建

塔里木油田实行“两新两高”工作方针[8]，没有自己 的勘察、设计、建设队伍，由

作方、各工程技术服务

单位来承担，油藏地质、

、油气以及地面项目前期

规划、方案、可研、施工图设计[9]以及采购和建设，分

的责

管理，为了有效地对工程 、投资、质，建立较

的管理机制，油专门

成立三个一体化勘探开 目

，依

产量、高效益设定其职责

，制定全面的规 ，协间的运作，

气田勘探开发技术理论

和专家人才队伍，最大 地将

油气

变为产量，实现油气 益发展，以及油气勘探、开

、建设

三个环节的无缝衔接， 产量、

益的勘探开发

一体化组织制度与运作

。油气田勘探开发一体化的实际运作机制

可分为研究一体化、技术一体化、生产组织一体化、成果 一体化、投资一体化等五个一体化运作形式[10]。如塔中 油气开

是针对塔中I号气田成立的由油

面

专业人才组织的队伍，包含油藏、采油、钻完井、地面工 程以及财务等专 ，

紧密结合，地质与工程技术人员一体化办公，彼此融合，相互渗透，变“地上服

从地下”为“地上地下

”，相

对方创造优化

。

2.2先进的项目管理模式

油气 地面工程 目 管

， 油为解决碳酸盐岩油藏地面建设面临的诸多难题，

灵

活多样的项目建设模式[11]: E + P + C+监理模式、EPC

、B0T；

。在设计阶段，油田扩大设计战

略联盟，依托行业主力，发挥各家设

优点，与中国石油规划

签订设计咨询战略 ，中国石油规划

作

公司

， 油 前期设 工作

技术 、支持和服务，与辽河设

签

办

公

，每年引进！0名技术人员，主要技术人员长期与

20

天然气与石油

NATURALGASAND OIL

2017年10月

油田技术人员联合办公。塔中碳酸盐岩气田规划中，地上地下协调发展。地 面工程与气藏工程、

工程、采气工程

统一论证，规划，尽量依

总体规划， 托 开 障气

层

油气

一&，快速建

'

优化。地面工程

3技术创新

技术创新是开发的灵魂，针对各碳酸盐岩油气田的

开展专题研究，

地面工程，结合塔中油气产量预测、现有集输管规划，分期实施对气 得

益。

局、工艺流程、设

特点和

网、生产处理设施、油气外输管网情况，对塔中I号气田 备选择统筹优化，实现产能建设目标、体现开发水a、保

规划内容，塔中

资源的整体评价，探索 产、 3. 1

”

勘探开发方法，摸索

“整体规划、骨架先行，滚开发、区

油气田高效开发技术

整体规划、骨架先行

i

号气田从东到西分为三个

塔里木油田公司在塔中I号气田和哈拉哈塘碳酸 盐岩油气藏地面建设中，严格执行先规划后建设，规划 指导建设，建设执行规划的 统一、

，保障区

局的油五年规和宏观

，如在塔中I号气田和哈拉哈塘

“规划 作用。

”。

区块，先期敷设骨架管网、集气、电力线路和主干道 路，见图2。新建DN 300、DN 250、DN150高、中、低压 3

管线和4

气站，沿油区中线铺设107 km二级中期产量预

定塔中I号气

主干道路，

气藏开发上，建立了总体规划、区域规划、专业规划的 “三规划”架构，

，挥地面规划的

划、三年规划以及年度规划， 规划的

田处理厂1设十规模天然气120 +10* m3 /d，凝析油500 t /d， 操作弹性为60 ~ 120 %，一期设置规划井57 口，单井就

气站，然

滚动开发、区

，

稳

产。通过设骨架工程，解决地面工程

的难题。

塔二联凝析油线© 168 x 6 6.27 MPa 塔轮气改凝析油线〇 426 x 7 5.7 MPa 塔轮气线变径管线® 219 x 6 6.27 MPa

图2塔中|号气田骨架管网规划图

哈拉哈塘哈六区100 + 104 t产能项目将传统“开发 方案一设计一施工图设计一投产运行” 概念设计一骨架工程 程， 3。

哈6

处

“开

设计一骨架工程施工图设

3.2推进标准化设计

2009年油田开始实施标准化设计[12]，将塔里木特 色的油气田开发技术

化，按照“单

划分，内容涵

”

“试采工程”“正式工程”三种性质 表现 三种。对

一投产运行”，分三期工程，先期建设了部分骨架工

、转油站、部分外输管道，见图

油

气

：速建

了周期过长环节过多，

“油气站场” “集输系统” “外输系统”三部分，最

“统一技术规定”“定型图”“一化橇装图”

油气田，单

、

、混输站、小

化

产的目的。

型接转站尽量采用标准化设计、橇装化设备[13]、

第35卷第5期

OIL & GAS GATHERING, TRANSPORTATION AND TREATMENT

油气储与理71

图3

哈拉哈塘区块规划示意图

建设，并建立标准化设计数据库[14]，实现标准化图纸共 享，减少设计、施工周期，

设 ， 设备重

。3.2. 1

标准化设计

针对塔中I号 单井，技术人员总结了流程简单化、设橇装化、仪表 室

化、设无基础化

七项创新思路，实现 油气田单井[18]标准化设

。在处

施工中，加大技术引进创新，

橇装化、

模块化应用，整体施工周期缩短20 %以上。3.2.2橇装化设备

小型设备橇装化（结构成橇、整体拉运）；工艺管汇 预制化\" 预

、现

）；大中型设备组装化（工厂

预制，现场组装）。

3. 2. 3

标准化采购

以框架 购为主要手段，实现集中招标、规模

采购、长期供应、集中送货，供货周期同比缩短15〜25 B;

减少

设

、备品 和 ，方便人操作、现运行管理。对 规模大、

规多

的地面设备，加大 化设 ，优化技术规格书，为

框架 购

撑。

3. 3碳酸盐岩油气田特色技术 3. 3. 1

支线气液混输+干线气液分输

由

气站间的采气管线距离较短（多为

3〜5 km)，采用气液混输工艺的井场流程简易，工程投 资比气液分输工艺省，操作简

无人值守，适于

塔中I号气田处于沙漠腹地的环境条件，推荐采气系统

气液混输工艺。对

油气田，在开发初期，井位部署、单井

、产量、气液比等相关参数不能完全确定，

中

I

号气田地形狭长，集输半径较大，沙漠地区地形起伏较 大，试验区块开展混输先 验[16]

证明集输管线高

低起伏的地形会

液塞和气顶现象，造成管线集输能，运 ，特别在较小输

生冻堵或凝，基

能输送。因此后续开

气干线

气

液分输工艺。

3.3.2

丛式井、单井串接、管线地面敷设

可行性研 放射管网技术，技术人员在地

面优化技术讨论中，针对

气

、衰减

特点，提出丛 平台[1$]、串连管网[18]、地面敷设

技术[1(]，在1个 出若干口井，各井井口相距仅有数米，井底则伸向不同方位的井丛，大大地提高了塔

中

I号气田的开

率，然 2 口及其以上的油气井串

枝状连接，油气混输到集气

油气分离处理，

然后气液分输至处 水及天然气净化处理。

鉴单井衰减快的特点，单井至集气站管线采

用地面敷设，单 设

橇装化，待单井衰竭后可将设备和管线搬迁至下一 继续

，

管

线和设

率。采用上述措施，

了大量投

资，

开

要。

3.3. 3

高、中、低压集气压力级制

中古8、中古43两大区块单井压力衰减，见图4。根 据实验区典型预测，中8、中43两大区块的所有 在气田开采初期均能 生产，但是在气田开采2 a

左右出现衰减，无 7. 3 MPa的高压生产，因此，

开 案数据和

数据，在稳产期

4540

35 ed

3l

20 25*m

R1 015 0

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022

年份

:

中古8

气井压力衰减

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021

年份

b)中古43气井压力衰减

图4

中古8、中古43两大区块单井压力衰减

天然气与石油

NATURALGASAND OIL

2017年10月

替补井稳产方案，新井生产的同时老井已经出现衰减，

能的原则，设置高、中压集输系统，对无法

以7.3 MPa进厂的单井降压至4.0 MPa的中压生产可 维持5 ~6 :时间;气田开采到第8年时压力大部分气井 衰减到3. 0 MPa以下，中生产都无

，可将

降至进厂压力#2.0 MPa的低压生产，即在气田开 、中、末期分别采用“高、中一中、低一低、低压” 三种集气 ，以

气田开发的特点。

实践证明，高、中压两套集输压力系统充分利用高

压生产井的

能，减少低压气

率，节省工程

投资，降低运行费用，

了地面系统的

，适

油气田集输工艺。

4结论

1) 勘探开发一体化项目组织机构，为碳酸盐岩油气

田的开

了组织保障，实现了油气勘探、开发、建设

三个环节的无缝衔接和“地上地下”

，

油气 要。

2) 化设计、橇装化设备、模块化建设，减少了设

计、施工周期，

施工周期 20 %以上，达到了碳酸油气 产、 的目的。3) 设置了高、中压集气系统，能更好地适应碳酸盐岩油气

及产量的

衰减，单井生

期短的特

点;集输干线 气液分输工艺，对气田气液比变化大、

集输半径大、沙漠地形起伏大、衰减速率较快的情况有

较好的适应性。

4)

丛

、单串接、管线地面敷设、

装置橇装化等特色技术， 管线和设 率，节

约了大量投资，

油气田开

要。

5) “

规划、骨架先行，滚开发、区块接替”的碳

油气田地面建设模式，解决了

型油

藏带来的地面 局难、装置

、集输工艺选

择困难、设

期

&

参考文献：

[1 ]

周新源，杨海军.

塔里木油田碳酸盐岩油气藏勘探开发一 体化实践与成效

[J].中国石油勘探，2012，17(5):1 -9.

Zhou Xinyuan， Yang Haijun. Practice and Effectiveness of Carbonate Oil-Gas Reservoir Exploration-Developmentintegration in Tarim Oildfield [ J ]. China Petroleum Exploration，2012，17 (5)： 1 —9.[2]陈方方，段新国，袁玉春，等.塔里木油田缝洞型碳酸盐岩

油藏开发特征[J].成都理工大学学报：自然科学版， 2012,39(6):606 -610.Chen Fangfang， Duan Xinguo， Yuan Yuchun， et al.

Characteristics of Exploration and Development of

Fractured-vuggy Carbonate Rock Oil Pool in Tarim Oilfield of China [J]. Journal of Chengdu University of Technology: Natural Science Edition，2012，39 (6)： 606 _610.

[3] 周舟.塔里木油田碳酸盐岩高效井超四成[J].天然气

与石油，2012,30(6):45.

Zhou Zhou. Over Forty Percent Carbonate Wells of Tarim Oilfield are High Efficiency Wells [ J]. Natural Gas and Oil， 2012, 30 (6) ： 45.

[4] 白子华.塔中4油田产能建设地面工程的特点[J].油田地面工程，2000，19(6):3 -4.

Bai Zihua. The above Ground Engineering’s Character of Tazhong No. 4 Oilfield’s Production Capacity Construction [J]. Oil-G^asfield Surface Engineering，2000， 19 (6): 3 -4.[5] 苑秀杰，院振刚.牙哈凝析气田项目管理特征[J].石油规

划设计，2002，13(6):129 -133.

Yuan Xiujie，Yuan Zhengang. The Feature of Project Management of the Yaha Gas Condensate Field [ J ]. Petroleum Planning & Engineering，2002，13 ( 6): 129 -133.

[6] 王庆红.英买力油气处理厂总图布置[J].黑龙江科技信

息，2010，（3):40.

Wang Qinghong. General Layout of Yingmaili Oil and Gas Treatment Plant [ J ]. Heilongjiang Science and Technology Information，2010，（3): 40.[7] 班兴安，蒋小兰，黄琼，等.迪那2气田地面集输及处理

工艺技术[J].石油规划设计，2009,20(6):25 -28.

Ban Xing’an，Jiang Xiaolan，Huang Qiong，et al. Gathering and Processing Technology of the Dina-2 Gas Field [ J ]. Petroleum Planning & Engineering，2009，20 ( 6 ): 25 - 28.[8] 杨长祜，李晓苹.坚持“两新两高”方针完善塔指“油公司”

技术监督体系新模式[J].石油工业技术监督，1994，（ 7): 1-2.

Yang Changhu， Li Xiaoping. Adhere to the “ Two New Projects，Policy and Perfect TaZhi “ Oil Company，’ Technical Supervision System of the New Model [ J ]. Technology Supervision in Petroleum Industry，1994, (7): 1 一2.[9] 院振刚，许爱华，张靖，等.塔里木油田地面建设工程设

计管理实践[J].油气田地面工程，2017,31(5):37.Yuan Zhengang， Xu Aihua，Zhang Jing，et al. Practice on Surface Construction Engineering Design Management in Tarim Oilfield Ground Construction Engineering Design Management Practice [ J]. Oil-GasfieId Surfacc Engineering， 2017, 31 (5) : 37.[10] 朱力挥，罗东坤.碳酸盐岩油气藏地面工程管控难点及对策[J].油气储运，2016,35(8):909 -912.

(下转第65页）

22

气

第35卷第5期

OIL & GAS EXPLORATION AND DEVELOPMENT

油气探与发65

[15] Williams R L, Ramey H J, Brown SC, et al. An Engineering Wellbore [J]. Journal of the University of Petroleum，

Economic Model For Thermal Recovery Methods [ C ] / /Paper China： Edition of Natural Science，2002，26 (6) ： 46 -49.

中 8906 Presented at >e SPE California Regional Meeting, 9 -11 [18] 王新伟.稠油井蒸汽等干度分配技术研究[D].青岛：

April 1980, Los Angeles, California. New York! SPE, 1980.国石油大学（华东），2010.[16] 王小秋，徐静，汪志明，等.水平井筒变质量流动规律 Wang Xinwei. The Research on Steam Distribution

Technique with Equal Dryness in Heavy Oil Wells [ D ]. 的研究进展[J].天然气工业，2005,25(4):92 -94.

Qingdao：China University of Petroleum，2010.Wang Xiaoqiu，Xu Jing，Wang Zhiming，et al. Progress in

冶金工业出版 the Research on Variable Mass Flowing Law in Horizontal [19] 张平格.液压传动与控制[M].北京：

社，2004.Wellbore [ J]. Natural Gas Industry，2005，25 (4 )： 92

Zhang Pingge. Hydraulic Drive and Control [ M]. Beijing: -94.

Metallurgical Industry Press，2004.[17] 张琪，周生田，吴宁，等.水平井气液两相变质量流

[20] 盛敬超.液压流体力学[M].北京：机械工业出版的流动规律研究[J ].石油大学学报：自然科学版，2002，

，1980.26(6) ：46 -49.

Sheng Jingchao. Hydraulic Fluid Mechanics [ M ]. Beijing: Zhang Qi， Zhou Shengtian， Wu Ning，et al. Laws of

China Machine Press，1980.Gas-liquid Two-phase Variable Mass Flow in Horizontal

[J].油气田地面工程，2012,31(6) :37.Xu Aihua，Cheng Na， Mou Xiaobo， et al. Optimization Zhu Lihui，Luo dongkun. Management and Control Diff­

Deign of Carbonate Rocks Oil-Gas Single Well [ J ]. iculties in the Surface Engineering CarlDonate Reserviors and

Oil-Gasield Surface Engineering，2012，31 (6) : 37.Their Countermeasures [ J ]. Oil & Gas Storage and

[16]孟 岚，邹应勇，祁小兵，等.迪那2凝析气田高压长距离 Transportation，2016，35 (8) ： 909 ~912.

气液混输管道运行工况分析[J].油气田地面工程， [11]谢 宽涯，张军峰，许爱华，等.E +PC承包模式下业主对

2013,32(5) :71.项目物资采购的管理[J].工业，2015，（2) :278 -279.

Meng Lan，Zou Yingyong，Qi Xiaobing，et al. Analysis of Xe Kuanya， Zhang Junfeng， Xu Aihua， et al. The

Operation Condition for High Voltage Long Distance Gas- Manaement of Procurement by Owner under the Mode of E \\

Liquid Transmission Pipeline in Condensate Gas Field [J]. PC Gneral Contract [J]. Industry，2015，（2) ： 278 -279.

Oil-G^asfield Surface Engineering，2013，32 (5) ： 71.[12] 王天祥，朱力挥，院振刚，等.塔里木油田标准化设计的

[17] 刘晓民，周伟，李文飞，等.塔河油田丛式井钻井优化设计

组织与实施[J].石油规划设计，2013,24(1):12 -15.

关键技术分析[J].新疆石油科技，2012,22(2):12 -17.Wang Tianxiang， Zhu Lihui，Yuan Zhengang， et al.

Liu Xiaomin，Zhou Wei，Li Wenfei，et al. Key Technology Organization and Implementation of the Standardized Design

Analysis for Cluster Wells in Ta-He Oilfield Drilling in Tarim Oilfield [ J ]. Petroleum Planning and Engineering，

Optimization Design [ J ]. Xinjiang Petroleum Science & 2013, 24 (1) ： 12-15.

Technology，2012, 22 (2) : 12 -17.[13] 荣少杰，陆申萍，任辕山，等.移动式橇装设备在塔里木油田

[18] 刘应学，黄鹤，汪益宁，等.串接集输工艺应用效果分

边緣井的应用[J].中国勘察设计，2010,（9) :57 -60.

析[J].油气田地面工程，2012,31(6) :44 -45.Rong Shaojie，Lu Shenping，Ren Zhenshan，et al. Moving

Liu Yingxue，Huang He，Wang Yining，et al. Effect Skiing Installed Equipment in Tarim Oilfield Application of

Analysis of Connecting Gathering and Transferring Process Peripheral Well [J]. Investigation and Design， 2010,

[J]. Oil-Gas Field Surface Engineering，2012，31 (6) : 44

(9) : 57 -60.

-45.[14] 汤林，白晓东，孙铁民，等.油气田地面工程标准化设

[19] 何君，王天祥，朱卫红，等.安全、平稳、高效开发塔里

计的实践与发展[J].石油规划设计，2009,20(2) :1 -3.

木盆地天然气[J].天然气工业，2008 ,28(10) :5 -10.Tang Lin， Bai Xiaodong，Sun Tiemin， et al. Practice and

He Jun， Wang Tianxiang， Zhu Weihong，et al. How to Development of Standardized Design of Ground Engineering in

Develop Natural Gas of the Tarim Basin in Safe，Steady and Oil-Gas Fields [J]. Petroleum Planning and Engineering，

High Efficient Way [ J ]. Natural Gas Industry，2008，28 2009 , 20 ( 2)： 1 -3.

(10) ： 5-10.[15] 许爱华，程娜，牟晓波，等.碳酸盐岩油气田单井优化

(上接第22页）

设计