提高池46區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，資源浪費嚴重。池46區塊蘊含著豐富的伴生氣資源，文章分析了該區塊伴生氣現狀及回收該區塊的伴生氣資源并加以有效利用的措施途徑，最終達到節能減排、安全環保的目的。關鍵詞：伴生氣；回收利用；節能環保

池46區塊蘊含著豐富的伴生氣資源，為了提高池46區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，通過完善健全工藝運行體系及對伴生氣資源的回收工藝的改進，提高伴生氣的綜合回收率，達到節能減排、安全環保，提高油田開發效益的目的。

1　傳統運行狀況分析

1.1工藝概況

池46區塊地面工藝系統采用“大井組-增壓點-聯合站”的一級半布站模式，建有聯合站1座、增壓點5座，池46區塊含水原油經油二聯合站集中處理后外輸。

1.2回收工藝存在問題

傳統的伴生氣回收利用工藝技術主要包括：井口定壓放氣閥、油氣混輸泵、利用天然氣壓縮機進行氣體壓縮回收。但是，傳統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行2011年開始，在池46區塊四個井組安裝4套定壓放氣閥裝置，由于井組套管氣量少且多數井組利用套管氣加溫，導致氣壓達不到目標值，特別是冬季運行時，定壓放氣閥不易打開，氣體無法進入流程。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，易導致氣鎖。在冬季運行時有凍堵以及需要不斷調整油井井口回壓，操作繁雜，且該設備密封不嚴，容易導致串油。故該裝置在該區塊的套管氣回收上無法有效的運用。

1.2.2油氣混熟工藝不成熟池46區塊從2011年開始引進多家油氣混輸泵進行試驗，要求總機關來液直接進油氣混輸泵并實現連續輸油，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、原油中雜質較高，泵本身采用高速運轉等影響，導致進泵排量波動大，且氣體壓縮熱量大，造成螺桿及泵腔的磨損，機械密封損壞頻繁，維護頻繁，年發生維護費用高。部分站點長期以來因油氣混輸泵不能正常運行出現了單泵輸油的現象，影響到現場正常生產，制約了伴生氣資源的回收。

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

1.2.4季節性影響季節影響伴生氣穩定供給。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設施無法平穩運行。且冬季氣溫低，部分油井定壓放氣閥存在凍堵現象，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提供氣量。

1.3伴生氣回收利用狀況

池46區塊傳統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、燃氣發電及生活用氣。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，燃氣發電濕氣用量0.60×104m3/d，加熱爐用氣1.3× 104m3/d。

2　改進后回收工藝應用情況及效果評價

針對池46區塊伴生氣回收工藝存在的問題，在充分考慮現有流程的基礎上，遵循方便操作、保障現場安全生產運行的原則，在池46區塊先后引進了同步回轉油氣混輸裝置、套管氣增壓裝置等工藝，探索伴生氣回收新工藝。

2.1運用新工藝情況

2.1.1同步回轉油氣混輸工藝同步回轉壓縮機將套管氣和來油經過濾、計量后以任意比混合增壓之后進入集油干線輸至下游聯合站，實現井組至聯合站“一級布站”模式。

2012年先后在池46區塊30個井組安裝了33臺同步回轉油氣混輸裝置，2013-2014年設備經過了部分改良，設備運行狀況較實驗初期有了較大改觀。設備平均運行時率為89.85%，運轉時間最長的已有1 134天，連續運轉最長時間的為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，陸續在池46區塊姚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，目前區塊內共計運行7臺套管氣增壓裝置。該裝置通過抽油機游梁的上下往復運動，帶動裝置運行，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系統2014年上半年針對區塊2座站點伴生氣量大，浪費嚴重的情況，通過調研，在油十接轉站及池141增壓站各安裝一臺氣體壓縮機，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。系統保持正壓0.15 MPa～0.2 MPa，實現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干氣發電技術通過同步回轉油氣混輸裝置、套管氣增壓裝置收到的套管氣及伴生氣，經過輕烴廠的收集處理，轉化為干氣，除去油二聯及油二聯輕烴廠自用干氣外，其余干氣將用于發電。目前4臺400 kW發電機平均每天可發電1.2×104度；每年節約電費280.32萬元。

2.2效果評價

回收的套管氣輸至下游輕烴廠進行加工處理，生產的干性天然氣除一部分用于油田集輸油系統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氣發電。

2.2.1降低了井口回壓井組安裝同步回轉油氣混輸裝置后，油井回壓平均降低0.3 MPa～0.6 MPa，有利于油井生產。同步回轉壓縮機具有吸入壓力自動平衡的特點，在運轉時其吸入壓力的大小會根據壓縮機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。而現場實際運行中，其吸入壓力根據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，對油氣的進行混合密閉增壓外輸。伴生氣全程密閉回收達到了零排放，消除了井組的火炬，實現了節能減排和環保生產。

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

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

表1　油二聯輕烴廠運行數據對比表

2.2.5實現了干氣發電油二聯輕烴廠剩余干氣通過該區塊姚08-26井組建設的燃氣發電站（4臺400 kW發電機）燃燒發電。2014年該井組發電合計420.57萬度，按工業用電每度0.645元的結算標準，共計節約費用271.27萬元。充分利用剩余干氣發電，實現較好的經濟效益。

通過對改進后回收工藝應用情況的分析可知，池46區塊伴生氣回收量從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%，使得油二聯輕烴廠烴油產量日增加5 t以上，年經濟效益達730萬元；剩余干氣通過該區塊的燃氣發電機燃燒發電，年可節約電費費用271.27萬元；伴生氣年經濟收益可達1 000萬元。通過以上措施，實現了經濟效益與社會效益的雙豐收，為創建節約型企業邁出堅實的一步。

3　結論

通過對池46區塊伴生氣回收工藝的改進，不僅實現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提供了可供借鑒的開發建設模式。

（1）實現了套管氣的有效回收。應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濟效益。

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

（3）保護環境，減少安全隱患，實現了較好的社會效益。大部分油田井場套管氣采用放空燃燒，此舉嚴重污染了環境，使溫室效應更加嚴重，對井組伴生氣進行回收，在一定程度上減少了資源的浪費，減輕了套管氣放空對環境的污染，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應用研究［J］.石油天然氣學報，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特征分析［J］.石油天然氣學報，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節能降耗研究［J］.石油規劃設計，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年畢業于西南石油大學油氣儲運專業，現為長慶油田采油三廠油房莊作業區技術室工程技術員。