随着枣园、自来屯油田开发的不断深入,油井产量逐渐降低,产出液含水逐步升高,从而导致地面集输系统出现工艺流程不合理、场站数量多、系统运行能耗高等问题。为了提高油田地面系统生产与处理效率,降低系统运行能耗,本文从联合站原油脱水工艺优化和接转站、混输泵站布局优化两个方面对枣园、自来屯油田集输系统进行了优化设计。首先,以密闭集输为原则,从脱水功能升级和脱水功能降级两种优化思路出发,分别对自一联合站、枣二联合站和枣一联合站设计了3种、2种和1种原油脱水工艺流程。接着,按照各联合站原油脱水工艺优化方案,开展了原油脱水试验并对其结果进行了分析。然后根据原油脱水试验结果确定了各联合站不同优化方案的主要工艺参数,完成了设备选型和站内工艺的设计,并对家五接转站站内工艺进行了优化调整。其次,运用PIPEPHASE软件建立了该区块2座接转站和7座混输泵站的集输管网模型,通过对集输系统运行现状的模拟来验证模型的准确性,根据软件反算的井口回压对停运场站进行了模拟论证,针对无法直接停运的场站提出了优化调整措施。最后,综合考虑工程投资和生产管理难度,进行了自一联合站和枣二联合站原油脱水工艺优化方案的比选,根据优化结果绘制了联合站优化改造后的平面布置图,并计算了本次优化改造工程的总投资和优化前后的综合能耗,对本次优化设计的经济效益进行了分析。通过优化设计,将自一联合站和枣二联合站优化降级为转油放水站,自一联合站采用一段三相分离器密闭脱水、脱气处理工艺;枣二联合站采用一段三相分离器密闭脱水脱气、油气混输工艺;枣一联合站采用三相分离器+热化学脱水器+沉降罐的三段处理工艺。经模拟计算,枣二十一、枣二十五混输泵站直接停运,自六、枣一、枣十三、家四和家六混输泵站经管道扩径更换后停运,家五接转站和家十接转站不停运。由经济效益分析,实施本次优化改造后,年可节约天然气46.2万方,节约电量20.48万度,减少天然气呼吸损耗101.6万方,优化劳动用工19人,每年减少各类费用共计670万元。本次优化设计完成了枣园、自来屯油田3座联合站和1座接转站油气处理系统的优化设计,实现了密闭集输,缩短了工艺流程;实现了该区块7座混输泵站的取消停运,缩减了场站规模,提升了一级布站覆盖率,经济效益显著。