提高池46區(qū)塊伴生氣回收利用率措施效果分析

鐘萍，馬云虎，尚利琴，劉春林，王會軍

（中國石油長慶油田分公司第三采油廠，寧夏銀川750006）

提高池46區(qū)塊伴生氣回收利用率措施效果分析

鐘萍，馬云虎，尚利琴，劉春林，王會軍

（中國石油長慶油田分公司第三采油廠，寧夏銀川750006）

油田在開發(fā)過程中伴有大量套管氣及伴生氣，這部分氣量占油田氣總量的一大部分，目前除部分用于外輸加溫外與回收利用外，其余均火炬點燃或直接排放，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。池46區(qū)塊蘊(yùn)含著豐富的伴生氣資源，文章分析了該區(qū)塊伴生氣現(xiàn)狀及回收該區(qū)塊的伴生氣資源并加以有效利用的措施途徑，最終達(dá)到節(jié)能減排、安全環(huán)保的目的。關(guān)鍵詞：伴生氣；回收利用；節(jié)能環(huán)保

池46區(qū)塊蘊(yùn)含著豐富的伴生氣資源，為了提高池46區(qū)塊伴生氣的回收利用，采油三廠積極探索研究伴生氣回收技術(shù)，通過完善健全工藝運(yùn)行體系及對伴生氣資源的回收工藝的改進(jìn)，提高伴生氣的綜合回收率，達(dá)到節(jié)能減排、安全環(huán)保，提高油田開發(fā)效益的目的。

1　傳統(tǒng)運(yùn)行狀況分析

1.1工藝概況

池46區(qū)塊地面工藝系統(tǒng)采用“大井組-增壓點-聯(lián)合站”的一級半布站模式，建有聯(lián)合站1座、增壓點5座，池46區(qū)塊含水原油經(jīng)油二聯(lián)合站集中處理后外輸。

1.2回收工藝存在問題

傳統(tǒng)的伴生氣回收利用工藝技術(shù)主要包括：井口定壓放氣閥、油氣混輸泵、利用天然氣壓縮機(jī)進(jìn)行氣體壓縮回收。但是，傳統(tǒng)的回收模式存在諸多問題，無法得到全面普及。

1.2.1井口回壓高定壓放氣閥無法有效運(yùn)行2011年開始，在池46區(qū)塊四個井組安裝4套定壓放氣閥裝置，由于井組套管氣量少且多數(shù)井組利用套管氣加溫，導(dǎo)致氣壓達(dá)不到目標(biāo)值，特別是冬季運(yùn)行時，定壓放氣閥不易打開，氣體無法進(jìn)入流程。另一方面由于受油井回壓影響，造成深井泵沉沒度下降，泵效降低，易導(dǎo)致氣鎖。在冬季運(yùn)行時有凍堵以及需要不斷調(diào)整油井井口回壓，操作繁雜，且該設(shè)備密封不嚴(yán)，容易導(dǎo)致串油。故該裝置在該區(qū)塊的套管氣回收上無法有效的運(yùn)用。

1.2.2油氣混熟工藝不成熟池46區(qū)塊從2011年開始引進(jìn)多家油氣混輸泵進(jìn)行試驗，要求總機(jī)關(guān)來液直接進(jìn)油氣混輸泵并實現(xiàn)連續(xù)輸油，實驗“泵到泵”油氣混熟工藝。因該油田氣油比大和油井間隙出油，由于受到供液不平穩(wěn)、原油中雜質(zhì)較高，泵本身采用高速運(yùn)轉(zhuǎn)等影響，導(dǎo)致進(jìn)泵排量波動大，且氣體壓縮熱量大，造成螺桿及泵腔的磨損，機(jī)械密封損壞頻繁，維護(hù)頻繁，年發(fā)生維護(hù)費(fèi)用高。部分站點長期以來因油氣混輸泵不能正常運(yùn)行出現(xiàn)了單泵輸油的現(xiàn)象，影響到現(xiàn)場正常生產(chǎn)，制約了伴生氣資源的回收。

1.2.3前期天然氣壓縮機(jī)維護(hù)工作量大2001年-2012年先后在7個井組試驗了兩種壓縮機(jī)，但是由于空氣壓縮機(jī)出口壓力等級較低當(dāng)遇到井組回壓較高時將不能有效的回收套管氣，且后期維護(hù)工作量大、運(yùn)行費(fèi)用高昂，沒有推廣使用。

1.2.4季節(jié)性影響季節(jié)影響伴生氣穩(wěn)定供給。上游井組站點因冬季加熱爐燃料用氣，供給下游的氣量減少，而夏季停爐后，供給下游氣量增多，致使下游伴生氣利用相關(guān)設(shè)施無法平穩(wěn)運(yùn)行。且冬季氣溫低，部分油井定壓放氣閥存在凍堵現(xiàn)象，套管氣外排，伴生氣不能很好回收，難以保證給下游站點平穩(wěn)提供氣量。

1.3伴生氣回收利用狀況

池46區(qū)塊傳統(tǒng)工藝回收的伴生氣主要利用方式主要包括4個途徑：加熱爐燃料、輕烴回收、燃?xì)獍l(fā)電及生活用氣。通過以上工藝可回收利用伴生氣量3.80× 104m3/d，相對于測試生產(chǎn)出的伴生氣量8.5×104m3/d，有效利用率僅為44.7%，其中輕烴回收用氣2.0×104m3/d，燃?xì)獍l(fā)電濕氣用量0.60×104m3/d，加熱爐用氣1.3× 104m3/d。

2　改進(jìn)后回收工藝應(yīng)用情況及效果評價

針對池46區(qū)塊伴生氣回收工藝存在的問題，在充分考慮現(xiàn)有流程的基礎(chǔ)上，遵循方便操作、保障現(xiàn)場安全生產(chǎn)運(yùn)行的原則，在池46區(qū)塊先后引進(jìn)了同步回轉(zhuǎn)油氣混輸裝置、套管氣增壓裝置等工藝，探索伴生氣回收新工藝。

2.1運(yùn)用新工藝情況

2.1.1同步回轉(zhuǎn)油氣混輸工藝同步回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)將套管氣和來油經(jīng)過濾、計量后以任意比混合增壓之后進(jìn)入集油干線輸至下游聯(lián)合站，實現(xiàn)井組至聯(lián)合站“一級布站”模式。

2012年先后在池46區(qū)塊30個井組安裝了33臺同步回轉(zhuǎn)油氣混輸裝置，2013-2014年設(shè)備經(jīng)過了部分改良，設(shè)備運(yùn)行狀況較實驗初期有了較大改觀。設(shè)備平均運(yùn)行時率為89.85%，運(yùn)轉(zhuǎn)時間最長的已有1 134天，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)最長時間的為576 d。目前累計回收套管氣153.7×104m3。

2.1.2套管氣增壓回收工藝2011年開始，陸續(xù)在池46區(qū)塊姚A等井組安裝了3臺套管氣增壓裝置，2013年在姚A等4個井組安裝了4臺套管氣增壓裝置，目前區(qū)塊內(nèi)共計運(yùn)行7臺套管氣增壓裝置。該裝置通過抽油機(jī)游梁的上下往復(fù)運(yùn)動，帶動裝置運(yùn)行，將套管氣收集、增壓，回收至集油管線。該套管氣增壓裝置可有效回收井組套管氣，適應(yīng)于井組回壓低于1.6 MPa、井組套管氣較少的井組。目前已累計回收套管氣15.9× 104m3，平均每天回收套管氣178 m3。

2.1.3站點增加天然氣壓縮機(jī)系統(tǒng)2014年上半年針對區(qū)塊2座站點伴生氣量大，浪費(fèi)嚴(yán)重的情況，通過調(diào)研，在油十接轉(zhuǎn)站及池141增壓站各安裝一臺氣體壓縮機(jī)，并充分利用站點原備用及部分停用注水管線改為輸氣管線，完善了回收工藝流程。系統(tǒng)保持正壓0.15 MPa～0.2 MPa，實現(xiàn)伴生氣的全密閉回收。目前日均回收氣量2 000 m3，累計回收套管氣30×104m3。

2.1.4干氣發(fā)電技術(shù)通過同步回轉(zhuǎn)油氣混輸裝置、套管氣增壓裝置收到的套管氣及伴生氣，經(jīng)過輕烴廠的收集處理，轉(zhuǎn)化為干氣，除去油二聯(lián)及油二聯(lián)輕烴廠自用干氣外，其余干氣將用于發(fā)電。目前4臺400 kW發(fā)電機(jī)平均每天可發(fā)電1.2×104度；每年節(jié)約電費(fèi)280.32萬元。

2.2效果評價

回收的套管氣輸至下游輕烴廠進(jìn)行加工處理，生產(chǎn)的干性天然氣除一部分用于油田集輸油系統(tǒng)和氣加工裝置的自耗外，其余可以作為能源商品外銷，多余的天然氣用于燃?xì)獍l(fā)電。

2.2.1降低了井口回壓井組安裝同步回轉(zhuǎn)油氣混輸裝置后，油井回壓平均降低0.3 MPa～0.6 MPa，有利于油井生產(chǎn)。同步回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)具有吸入壓力自動平衡的特點，在運(yùn)轉(zhuǎn)時其吸入壓力的大小會根據(jù)壓縮機(jī)吸入容積的大小以及吸入氣量的多少，自動平衡在某一個值上。而現(xiàn)場實際運(yùn)行中，其吸入壓力根據(jù)每個井組的情況基本保持在0.3 MPa～0.6 MPa，均使得每個井組的井口回壓較投運(yùn)前下降0.3 MPa～0.5 MPa，有效降低了井組的井口回壓。

2.2.2實現(xiàn)了油氣的密閉集輸通過以上措施，對伴生氣收集，對油氣的進(jìn)行混合密閉增壓外輸。伴生氣全程密閉回收達(dá)到了零排放，消除了井組的火炬，實現(xiàn)了節(jié)能減排和環(huán)保生產(chǎn)。

2.2.3提高原油外輸溫度井組安裝的同步回轉(zhuǎn)油氣混輸裝置具有高壓縮比的特性，在回收套管氣后，對其進(jìn)行壓縮，壓縮氣體產(chǎn)生的熱量將會被液體帶走，從而提高了原油的外輸溫度。經(jīng)現(xiàn)場測試，平均提高原油溫度3℃～5℃。

2.2.4有效回收套管氣，輕烴產(chǎn)量大幅上升隨著池46區(qū)塊伴生氣回收新工藝裝置的安裝投運(yùn)，油二聯(lián)輕烴廠原料氣量增加1.6×104m3/d，烴油產(chǎn)量日增加5 t以上，以4 000元/噸計算，年經(jīng)濟(jì)效益達(dá)730萬元。

表1　油二聯(lián)輕烴廠運(yùn)行數(shù)據(jù)對比表

2.2.5實現(xiàn)了干氣發(fā)電油二聯(lián)輕烴廠剩余干氣通過該區(qū)塊姚08-26井組建設(shè)的燃?xì)獍l(fā)電站（4臺400 kW發(fā)電機(jī)）燃燒發(fā)電。2014年該井組發(fā)電合計420.57萬度，按工業(yè)用電每度0.645元的結(jié)算標(biāo)準(zhǔn)，共計節(jié)約費(fèi)用271.27萬元。充分利用剩余干氣發(fā)電，實現(xiàn)較好的經(jīng)濟(jì)效益。

通過對改進(jìn)后回收工藝應(yīng)用情況的分析可知，池46區(qū)塊伴生氣回收量從3.8×104m3/d提升至5.40× 104m3/d，增加伴生氣回收量1.6×104m3/d，伴生氣回收利用率從44.7%提高至63.5%，使得油二聯(lián)輕烴廠烴油產(chǎn)量日增加5 t以上，年經(jīng)濟(jì)效益達(dá)730萬元；剩余干氣通過該區(qū)塊的燃?xì)獍l(fā)電機(jī)燃燒發(fā)電，年可節(jié)約電費(fèi)費(fèi)用271.27萬元；伴生氣年經(jīng)濟(jì)收益可達(dá)1 000萬元。通過以上措施，實現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益與社會效益的雙豐收，為創(chuàng)建節(jié)約型企業(yè)邁出堅實的一步。

3　結(jié)論

通過對池46區(qū)塊伴生氣回收工藝的改進(jìn)，不僅實現(xiàn)了伴生氣的有效回收，同時也為其他同類型油氣田的地面系統(tǒng)提供了可供借鑒的開發(fā)建設(shè)模式。

（1）實現(xiàn)了套管氣的有效回收。應(yīng)用新工藝回收套管氣工藝有效提升了井組套管氣的回收率，也有效的提高了油田的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）實現(xiàn)了油氣密閉集輸，增大集輸半徑。采取同步回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)回收大井場套管氣，實現(xiàn)了油氣密閉輸送。

（3）保護(hù)環(huán)境，減少安全隱患，實現(xiàn)了較好的社會效益。大部分油田井場套管氣采用放空燃燒，此舉嚴(yán)重污染了環(huán)境，使溫室效應(yīng)更加嚴(yán)重，對井組伴生氣進(jìn)行回收，在一定程度上減少了資源的浪費(fèi)，減輕了套管氣放空對環(huán)境的污染，減少了安全隱患。

［1］李秀錦，唐鑫.靖安油田井口套管氣回收技術(shù)應(yīng)用研究［J］.石油天然氣學(xué)報，2005，27（4）∶513-514．

［2］曾亞勤，王林平，魏立軍，等.長慶油田伴生氣生產(chǎn)特征分析［J］.石油天然氣學(xué)報，2009，31（5）∶116-119．

［3］何毅，王春輝，郭剛，等.長慶油田油氣集輸與處理系統(tǒng)節(jié)能降耗研究［J］.石油規(guī)劃設(shè)計，2012，23（1）∶48-50.

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.05.016

TE686

A

1673-5285（2015）05-0069-03

2015－03-01

鐘萍（1988-），助理工程師，2010年畢業(yè)于西南石油大學(xué)油氣儲運(yùn)專業(yè)，現(xiàn)為長慶油田采油三廠油房莊作業(yè)區(qū)技術(shù)室工程技術(shù)員。