长庆油田伴生气回收利用地面工艺技术_葛涛.docx

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1、 Vol.35 No. 11 Nov. 2016 石油化工应用 PETROCHEMICAL INDUSTRY APPLICATION 第 35卷第 11期 2016年 11月 长庆油田伴生气回收利用地面工艺技术 葛涛 刘子兵 郄海霞 陈平赵玉君 1 (1.西安长庆科技工程有限责任公司，陕西西安 710021;2.中国石油长庆油田生产运行处，陕西西安 710021) 摘要 :长庆油田伴生气资源丰富，其开发和利用具有重大意义，本文针对长庆油田伴生气的特点，概要介绍了长庆油 田井场、增压点、接转站、联合站的伴生气集输工艺，以及 “ 固法脱硫、分子筛脱水、低温冷凝分馏或冷油吸收、冷油二次 吸收 ” 等

2、伴生气处理工艺。整套伴生气 M收利用地而工艺技术工艺简单实用、安全可靠 ,有效地 M收利用了伴生气资源， 产生了可观的经济效益。 关键词 :长庆油田 ； 伴生气 ； 原油稳定 ； 大罐抽气 ； 固法脱硫 ； 分子筛脱水 ;轻烃 M收 中图分类号 :TE866.1 文献标识码 :A 文章编号 ： 1673-5285(2016) 11-0033-04 DOI:10.3969/j.issn.l673-5285.2016.11.009 长 庆油田是我国著名的低渗透油田，单井产量低， 点多、面广、覆盖面积大，伴生气集输困难。边远站场伴 生气主要用于站场加热设备的燃料，在满足生产的基 础上，因地制宜，推广

3、井组发电、适当集中发电。在紧邻 联合站、伴生气资源相对丰富的区域，建设轻烃回收处 理厂，回收井组套管气、接转站缓冲罐满足自用后多余 气、原油稳定气、大罐挥发气，将伴生气中的乙烷、丙烷 和重组分分离出来，加工为液化石油气和稳定轻烃进 行销售，剩余干气作为自用气、 CNG原料气或发电用， 具有非常可观的经济效益。因此 ,伴生气回收是油田产 能建设系统中重 要一环是油田新的经济增长点。 1地面集输工艺的主要特点 长庆油田地处陕甘宁盆地，地形破碎，千沟万壑， 高差起伏大，站场布置其间，数量多、相对分散，伴生气 产量低，井口压力低，递减速率快，投资风险大。不宜采 用大规模敷设采气管线方式进行集气，多采用

4、油气混 输的方式进行集气。 在接转站、联合站等站场油气分离之后，以轻烃回 收处理厂为中心敷设集气管线或利用闲置的输油管线 进行集气。 为实现伴生气资源利用最大化，经过不断探索，逐 步形成了一套具有长庆特色的伴生气回收利用地面工 艺技术。 2总工艺流程 原油稳定气、大罐抽气、站外气 (包括井场套管气、 接转站缓冲罐气等）混合后进入脱硫塔脱除硫化氢气 体 ,经原料气压缩机一级增压到 0.6 MPa， 冷却分离凝 液后，原料气温度约 30 I，进行分子筛脱水，水露点达 到 -40丈后，经原料气压缩机二级増压到 2 MPa， 冷却 分离凝液后，原料气温度约 30 I，进轻烃回收装置，生 图 1总工艺流

5、程框图 * 收 稿 日 期 :2016-09-22 作者简介：葛涛 （ 1982-),工程师，主要从事天然气集输和加工工程的设计工作。 34 石油化工应用 2016年 第 35卷 产出轻油、液化气、干气等产品（见图 1)。 3伴生气集输工艺 3.1井场伴生气集输工艺 3.1.1套管气定压回收工艺定压阀安装在套管与油 管之间，设定开启压力 3当套管压力超过开启压力时， 定压阀自动打开，套管气进入集油管线，油气混输至站 场。该工艺对于井口回压小于 1.5 MPa的井场回收效 果较好。 3.1.2抽气筒増压、油气混输工艺将抽气筒活塞连 杆焊接在游梁上，依靠游梁上下往复运动带动抽气筒 活塞上下运动，完

6、成对套管气的抽吸与压缩，压缩后的 气体插输至输油管线，混输至下游。该装置不需要额外 的动力，能降低井口回压，有效提高抽油机的平衡效 果，降低电动机的输出功率，有一定的节能效果。 该工艺适用于小压比工况。单井套管日产气量小 于或等于 400 m3,温度小于或等于 100丈。 3.1.3同步回转压缩机增压、油气混输工艺井场的 原油及吸入状态时原油中挥发出的伴生气，进入油过 滤器，过滤掉机械杂质后，进入压缩机吸入腔。 井场套管气进入气体过滤器滤掉机械杂质后经气 体流量计，计量气体流量后与井场原油汇合后进入压 缩机吸入腔。 原油及伴生气经压缩机压缩增压后，出压缩机出 口，进入出口缓冲罐，最后进入井场原

7、油外输管线。 该工艺的核心设备为同步回转压缩机，具有单级 高压缩比、可大比例油气混输、吸入压力及排出压力自 平衡、易损件少的特点，该装置适用于地势平坦，回压 较低的区域 1 3.1.4井组自压、单井串接、阀组进站集输工艺井组 套管气利用自压进入集气支线，然后通过集气支线把 相邻的井组套管气串接到集气干管，汇合后集中进入 轻烃处理厂，通过阀组进入装置处理。此工艺适用于井 组套管气量大、距离轻烃厂己建集气管网距离近 (一般 距集气半径小于 1.5 km)的井组。 3.2増压点伴生气集 输工艺 增压点属于小型站场。依托井场建设，针对偏远、 地势较低和沿线高差起伏变化大的井组进行增压输 送，以降低井口

8、回压，增加输送距离。 油气混输泵增压，油气混输工艺 :将伴生气和原油 通过油气混输泵增压外输，避免了单独敷设输气管线 容易积液的问题，同时也避免了伴生气递减造成的输 气管线的投资风险。 3.3接转站伴生气集输工艺 3.3.1缓冲罐自压分输工艺接转站内缓冲罐分离出 的气体经气液分离器分离后，气体利用自压力通过输 气管线输往下游站点，要求输气压力不超过 0.25 MPa， 适用于管线不超过 5 km且地势较平缓的情况。 3.3.2压缩机增压分输等工艺接转站内缓冲罐分离 出的气体经气液分离器分离后，气体进压缩机增压后通 过输气管线输往下游站点，增压后压力为 1.5 MPa 2 MPa， 适用于管线距

9、离长、地势较复杂的情况。 4原油稳定工艺 油气混输至联合站，要进行油气水三项分离，分离 后的原油如果直接进入常压罐储存，由于压力降低，会 有大量伴生气析出，呼吸损耗大。因此，三项分离器分 离出的净化油需要进行原油稳定，稳定后的原油进罐 储存。闪蒸出的稳定气作为轻烃回收的原料气。 长庆油田的原油稳定主要采用负压闪 蒸稳定工 艺。联合站三项分离器来原油进入原油负压稳定塔，在 负压条件下闪蒸脱除易挥发的轻烃，达到原油稳定的 目的。负压闪蒸稳定的温度通常是原油脱水的温度，一 般为 50丈。闪蒸出的气相组分经抽气压缩机増压至 0.2 MPa后进入空冷器，经空冷器冷却降温至 40丈后， 进气液分离器，分离

10、出的气体作为原料气去轻烃回收 装置。液体经轻油栗输至轻烃回收装置脱乙烷塔。 5大罐抽气工艺 联合站内脱水沉降罐、原油储罐大小呼吸造成的 轻烃损失严重，为了避免损失，采用大罐抽气工艺回收 这部分气体。从储罐逸出的大罐气进入常压缓冲罐 ，出 缓冲罐进抽气压缩机增压至 0.2 MPa， 经空冷器冷却至 40丈后，进气液分离器，分离出的气体作为原料气去 轻烃回收装置。常压缓冲罐、气液分离器分离出的液体 经轻油栗输至轻烃回收装置脱乙烷塔。 6固法脱硫工艺 原料气 (站外气、原油稳定气、大罐气）中含有硫化 氢，稳定轻烃 (GB 9053-2013)要求含有硫的溶液质 量浓度 1号产品要求不大于 . 5,2

11、号产品要求不大 于 0山液化石油气 (GB 1174-2011)要求总硫含量不 大于 343 mg/m3。 第 11期 葛涛等长庆油田伴生气回收利用地面工艺技术 35 原料气采用固法脱硫工艺，脱硫塔为填料塔，采用 复合氧化物及重金属为主要活性组分制成的新型固体 脱硫剂。脱硫塔双塔设置，可串联可并联运行。初期单 塔运行，当脱硫塔出口气体硫化氢含量超过 20 mg/m3 后，两塔串联使用，待前塔进出口硫化氢含量相当时， 前塔脱硫饱和，切出系统更换脱硫剂 6后塔使用，当后 塔出口超标，更换后的脱硫塔串联在后面使用。如此循 环使用，可提高脱硫剂使用效率，实现不停车更换脱硫 剂。 7分子筛脱水工艺 轻烃

12、回收装置在低温下运行，原料气需脱水防冻。 天然气凝液回收装置在低温下运行，原料气需脱水防 冻，主要有分子筛脱水防冻和注乙二醇防冻两种工 艺。采用注乙二醇防冻技术的装置，注入量不易掌握、 再生不彻底、油水分离效果不佳、有冻堵现象，且乙二 醇存在一定的损耗。因此，采用分子筛脱水、湿气再生 工艺。 分子筛脱水采用双塔流程，一塔脱水，一塔再生。 湿原料气经原料气过滤分离器除去携带的液滴后自上 而下地进入分子筛脱水塔进行脱水吸附。脱除水后的 气体经粉尘过滤器除去分子筛粉尘后，经二级增压后， 进入轻烃回收装置。 再 生循环由两部分组成 :加热与冷却。湿原料气作 为再生气。在加热期间，再生气由加热器加热到

13、210丈 后，自下而上地进入再生塔，进行分子筛再生。经过再 生气冷却器冷却后，进入再生气分离器分离出凝液，之 后再生气返回到湿原料气中，一旦分子筛床层被再生 完全后，再生气将走再生气加热器旁通，进入分子筛以 使床层冷却下来，当冷吹气流出口温度低于 50 t时冷 却过程即可停止。 8轻烃回收工艺 8.1低温冷凝分馏工艺 2.0 MPa、 30 t的伴生气进入贫富气换热器后温度 降至 20丈、丙烷蒸发冷箱冷至 -35丈进低温分离器， 低温分离器分离的气体经贫富气换热器复热后作为干 气进燃料气系统；分离的液体进贫富气换热器复热后 进脱乙烷塔。脱乙烷塔顶气。分两路，一路当装置处理 能力有富余时，气体返

14、回原料气管线内；另一路当装置 处理能力没有富余时，进低温分离器干气管线后进贫 富气换热器。脱乙烷塔底重沸器后的液烃自压进液化 气塔。液化气塔顶气体经空冷器冷却后进液化气回流 罐，然后进回流泵增压后一部分打回流，其余作为产品 去储罐区。液化气塔底液体经塔底重沸器后进空冷器， 冷却后作为稳定轻烃产品自压去储罐区（见图 2)。 8.2冷油吸收工艺 2.0 1)1、 30 的伴生气进入冷箱换热，与干气换 热，温度降至 20丈。经节流温度降至 15丈，进脱乙烷 塔。与脱丁烷塔底经冷冻温度为 -20 t的吸收油逆流 接触，伴生气中大部分 C3、 C4组分被吸收。脱乙烷塔顶 12丈的干气与富气换热、外输，塔

15、底液烃在重沸器的 作用下，脱除大部分乙烷，其余自压进脱丁烷塔。脱丁 烷塔顶液化气经空冷冷却，进液化气缓冲罐，不凝气自 压去产品罐区 6脱丁烷塔塔底稳定轻烃与脱乙烷塔底 轻烃换热，经空冷冷却，进稳定轻烃缓冲罐，稳定轻烃 循环气 1-液化气塔 :2-重沸器 :3-脱乙烷塔 :4-循环水冷却器 :5-冷箱 :6-回流呆 :7-回流罐： S-低温分离器 :9-蒸发器 ： 10-丙烷蒸发器 ： 11-丙烷气液分离器 ： 12-丙烷压缩机 图 2低温冷凝分馏工艺流程简图 （ 下转第 46页 ) 46 石油化工应用 2016年 第 35卷 4结论及建议 虽然目前断层扫描可以预测到什么地方可能会出 问题，但是

16、在技术难题没有解决之前，建议分两步走。 首先通过无人机，结合热成像技术与高清技术，解 决当下难题。其次可以通过人工方式。每月或每季度， 做一次断层扫描检查。从而达到把握预测全局的目的。 参考文献： 1 汤明文，戴礼豪，林朝辉，等 .姬塬油田长 8油藏高压欠注 治理技术研宄 J.中国电力， 2013, (11) : 19-23. 2 唐晏 .基于无人机采集图像的植被识别方法研宄 D.成都 : 成都理工大学 ,2014. 3 甄云卉，路平 .无人机相关技术与发展趋势 J.兵工自动 化，2009,28(1) : 14-16. (上接第 35页 ) 用泵抽出 ，一 部分打入胺蒸发器，冷却至 -20丈，

17、进脱 乙烷吸收塔，完成循环。另一部分稳定轻烃作为产品出 装置 8.3冷油二次吸收工艺 2.0 MPa、 30丈的伴生气进入冷箱换热，与干气换 热后，温度降至 20丈。经节流温度降至 15丈，进脱乙 烷塔，与脱丁烷塔底经过冷冻温度为 -7 t的吸收油逆 流接触，伴生气中大部分 C3、 C4组分被吸收。脱乙烷 塔顶 12丈的干气与脱丁烷塔底的稳定轻烃被冷冻到 -20 I，进吸收塔二次吸收，保证干气质量。脱乙烷塔 底液烃自压进入脱丁烷塔，脱丁烷塔顶液化气经空冷 冷却，自压去产品罐区。塔顶稳定轻烃一部分作为产品 去产品罐区，一部分作为吸收剂冷冻，进吸收塔吸收。 其余经栗打入脱乙烷塔，继续作为吸收油循环

18、。 三种工艺流程 C3收率最高的是冷油二次吸收工 艺收率可达到 90 %，冷油吸收工艺次之，低温冷凝工 艺最差。但冷油二次吸收工艺也是能耗最大、投资最高 的工艺。长庆油田轻烃回收以冷油吸收工艺为主，低温 冷凝分馏工艺应用较少。 9结论 利用地面工艺技术不断完善，形成了适应长庆油田特 点的井场、增压点、接转站的伴生气集输工艺。采用 “ 原 油稳定工艺、大罐抽气工艺 ” 将联合站原油稳定气、大 罐挥发气集输至轻烃处理厂。 原油稳定气、大罐抽气、站外气混合后，利用 “ 固法 脱硫、分子筛脱水、低温冷凝分馏或冷油吸收、冷油二 次吸收 ” 工艺进行处理。生产出高附加值的液化石油气 及稳定轻烃产品。整套伴

19、生气回收利用地面工艺技术 工艺简单实用、安全可靠，有效地回收利用了伴生气资 源，产生了可观的经济效益。 参考文献： 1 李士富，等 .轻 烃回收中 DHX工艺研宄 J.天然气与石油， 2010, 28(2) ： 18-26. 2 李士富 ,王继强，常志波，王杰武 .冷油吸收与 DHX工艺的 比较 J.天然气与石油， 2010,28(3) : 35-39. 3 王遇冬 .天然气处理原理与工艺（ II版） M.北京 :中国石化 出版社， 2011:168-169. 4 李士富，张小龙，蔺亚梅 .冷油吸收工艺的改进 J.油气田 地面工程， 2008,27(10) : 52-53. 通过不断优化和技术创新，长庆油田伴生气回收