國外油氣田地面工藝技術(shù)發(fā)展動向

趙毅(大港油田原油運銷公司， 天津 300280)

國外油氣田地面工藝技術(shù)發(fā)展動向

趙毅(大港油田原油運銷公司， 天津 300280)

中國石油企業(yè)在生產(chǎn)中為了提升油氣田的整體水平，針對油氣田生產(chǎn)中油氣儲運、收集和輸送、天然氣處理系統(tǒng)存在的重點技術(shù)和難點，綜合介紹了國外油氣田在高效油(氣)水采集分離、天然氣開采和利用領(lǐng)域內(nèi)的最新技術(shù)發(fā)展方向和動態(tài)。為提升石油企業(yè)的整體專業(yè)水平起到了積極的作用，有利于我國石油企業(yè)實施低成本可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

國外油氣田；地面工藝技；術(shù)發(fā)展動向

我國石油企業(yè)在油田生產(chǎn)中存在的高效率脫水、低成本污水外排達(dá)標(biāo)、高礦物雜質(zhì)污水處理成農(nóng)業(yè)灌溉用水、礦物廢料綜合利用，以及新疆和長慶等地正在開發(fā)的油氣田地面工程面臨的怎樣將地層壓力合理利用，優(yōu)化選擇集輸油氣壓力，并與凈化處理裝置配套，怎樣依據(jù)不同氣體的性質(zhì)和壓力來優(yōu)先選擇脫水、脫硫、脫碳工藝等專業(yè)技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和難點。借鑒國外先進(jìn)技術(shù)理念，有益于國內(nèi)專業(yè)科研人員開展科研攻關(guān)。

1 對天然氣的有效處理和綜合利用

(1)目前，全世界的環(huán)境法律法規(guī)日趨嚴(yán)格，而低質(zhì)量的天然氣生產(chǎn)越來越多，利用現(xiàn)在的技術(shù)處理天然氣和回收氦氣、硫磺等衍生產(chǎn)品的費用越來越高；還有一部分市場稀缺的小氣田資源沒有得到高效益開發(fā)。為了既保護(hù)環(huán)境又可以降低生產(chǎn)成本，世界各國天然氣生產(chǎn)科研單位，例如：美國的石油研究單位和公司等對天然氣新技術(shù)開展了很多研究工作，并取得了一些成果。目前的研究成果主要分為已經(jīng)開發(fā)并用于生產(chǎn)、開始商業(yè)化以及從實驗室轉(zhuǎn)化為工業(yè)試驗三種類型。

(2)已經(jīng)開發(fā)并用于生產(chǎn)的技術(shù)：一是在天然氣的凈化方面，主要運用GRI MemCalc軟件模擬天然氣和其他烴內(nèi)脫CQ時的工作性能，提高運行費用及情況；運用Scavenger CaLcBas軟件，估算各種非再生脫硫劑的成本情況。二是利用R-BTEX工藝，回收脫水過程中排出的苯、甲苯、乙烯和二甲苯，目前這項工藝已經(jīng)用于十多套裝置，每年節(jié)約成本超過近十七萬美元。通過運用GRI-CLYCaLc軟件，估算出乙二醇脫水工藝中揮發(fā)的BTEX的量，已經(jīng)有約近千家用戶在使用此項技術(shù)。三是注氦，采取CarBon Molecnlar Sleve技術(shù)，主要用于從天燃?xì)庵忻摵ぃ呀?jīng)應(yīng)用于7套商業(yè)化氦氣回收和注氦裝置。四是運用MNC變量控制系統(tǒng)軟件，根據(jù)工藝控制、運行、維護(hù)和管理等綜合參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，自1994年投入市場以來，已經(jīng)應(yīng)用總體計量有350億m3/a的處理能力、近21家工廠，投資回收期短的幾個月，長則一年。

(3)開始商業(yè)化的技術(shù)：針對天然氣的凈化，一是采用物理脫硫容積工藝，完成的現(xiàn)場實驗中井口壓力為7兆帕，原料氣二氧化碳最高摩爾含量是45%，研究顯示依據(jù)天然氣酸性組分含量的不同，運行成本保守估計能節(jié)約百分之四十五。二是氣或者液膜的凈化工藝，主要用于天然氣酸性組分和吸收劑接觸的吸收裝置，最多能減少百分之七十二的吸收塔尺寸和重量。在壓力高達(dá)8.8兆帕的先導(dǎo)長試驗中顯示膜分離能承受嚴(yán)格的氣田條件并提供較長的工作壽命，在原料氣含二氧化碳高達(dá)百分之四十三下運行平穩(wěn)，現(xiàn)在，吸收塔已經(jīng)商業(yè)化，再生塔正在開發(fā)中。三是直接凈化回收工藝，利用非水基有機溶劑的氧化還原系統(tǒng)，直接處理高壓、低壓及低或者中含硫量的酸性天然氣，能節(jié)省47%的運行成本。

(4)從實驗室轉(zhuǎn)化為工業(yè)試驗的技術(shù)：一是基于低溫、直接氧化催化劑的部分硫磺回收工藝，比單級Claus反應(yīng)塔的回收率更高，適用于氨法工藝放空和中型硫磺回收裝置。二是凝液回收的氣體膜分離工藝，能簡化重?zé)N回收工藝而不需要天然氣冷卻工藝。

2 對油(氣)水分離的高效處理新技術(shù)

針對采到地面的高含水液量，一般采用高效活性試劑、凈水試劑、破乳試劑等一些藥品試劑，和旋流分離處理器、低溫電脫水儀器、氣浮選脫水工藝等高效率處理設(shè)備提高脫水能力，并優(yōu)化脫水工藝技術(shù)、調(diào)整脫水站的結(jié)構(gòu)布局，使采出的水當(dāng)時就能脫去、處理和回收注入地下。近幾年還研究出了井下分離處理技術(shù)、高效仰角式游離水分離處理器、各種不同波長的原油破乳脫水新技術(shù)等新型的高效液量處理設(shè)備。

(1)井下分離處理技術(shù)。該技術(shù)與以前相比，大大增加了地面采出的油(氣)量、減少了污水治理和相關(guān)環(huán)境保護(hù)的費用等優(yōu)越性。井下分離處理技術(shù)在全世界石油領(lǐng)域內(nèi)開展了實驗，其中，最新的實驗表明，此項技術(shù)能使地面采出水量減少90%，增加油量過去的一半。投資回報率不到半年。(2)高效仰角式游離水分離處理器。結(jié)合臥式和立式的游離水分離處理器，采用仰角設(shè)計，彌補了兩種容器覆蓋面積小和水出口距離短，處理時間不夠的缺點。該設(shè)備仰角小于11度，長18.2米，直徑為1375毫米和915毫米兩種型號。相比效果，仰角式游離水分離處理器使用后，水含油不低于每升70毫克，小于國內(nèi)臥式處理器的出水含油量。污水可以直接回注，從而節(jié)約污水處理成本。(3)各種不同波長的原油破乳脫水新技術(shù)。這項技術(shù)，聲波可以不斷加速水珠的凝聚，讓原油脫水效率提高；而利用超聲波可降低能耗，減少破乳劑的使用量；破乳狀液體穩(wěn)定性的減少以及乳狀液的加熱都可以利用微波，同時，進(jìn)一步促進(jìn)水滴的形成，為解決我國老油田的深度脫水問題具有良好的應(yīng)有前景。

近年來，國外油氣田地面工藝技術(shù)發(fā)展的很迅速，新技術(shù)對提高油氣田的生產(chǎn)效益和質(zhì)量發(fā)揮了重要的推動作用。很多新技術(shù)對我國的油田生產(chǎn)也有很大的借鑒意義。

[1]湯林.“十三五”油氣田地面工程面臨的形勢及提質(zhì)增效發(fā)展方向[J].石油規(guī)劃設(shè)計,2016,(04):4-6+18+52.

[2]李勇,寧永喬,王薛輝,李力,熊剛,王毅輝,趙志宏.西南油氣田地面工程關(guān)鍵技術(shù)綜述[J].石油規(guī)劃設(shè)計,2013,(01):1-7+59.

[3]方朝亮.中油集團(tuán)公司的技術(shù)發(fā)展及技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略[J].石油科技論壇,2014,(02):18-24.

[4]陳茂祥.關(guān)于發(fā)展油氣田地面工程技術(shù)的有關(guān)問題[J].油田地面工程,2013,(02):1-5.

趙毅(1986-)，男，漢，吉林松原人，本科，生產(chǎn)運行總監(jiān)，工程師，研究方向: 油田生產(chǎn)管理。