火驅井脫硫系統現場管控方法摸索與實踐

李妍

摘要：隨著火驅井注空氣井注入量逐年增加，油井尾氣排量也逐年增大，套壓升高，大大影響脫硫塔脫硫能力，增加了脫硫系統藥劑成本。本文通過大量理論研究與現場實踐，對脫硫系統進行不同現場管控規律摸索，分析了系統溫度、壓力等，通過對脫硫系統進行改造、優化脫硫系統運行方式，逐步使脫硫系統完善增強了脫硫能力，保障了火驅開發效果。

關鍵詞：火驅井；脫硫；管控方法

引言

火驅井尾氣處理系統是火驅開發的重點之一。隨著火驅開發調整注空氣量的大幅度提高，日處理尾氣量呈現逐年上升趨勢，套壓升高、大大影響脫硫塔的脫硫能力，也增加了脫硫系統藥劑成本，成為油田近年來穩產增油、降低成本的問題之一。尾氣脫硫系統存在的問題也日益凸顯，易發生冒頂、凍堵、排放氣超標，不僅影響油井的正常生產，也對目前嚴峻的安全環保形勢產生了重大隱患。

1 脫硫技術

1.1流程

規模實施脫硫流程：來氣→分離器→空冷器→脫硫塔→脫硫塔→高空排放

先導試驗脫硫流程：來氣→分離器→空冷器→分離器→脫硫塔→脫硫塔→高空排放

1.2 脫硫系統工作原理

脫硫塔藥劑反應原理：在脫硫過程中，脫硫劑的顏色有原來的黃褐色逐漸變成黑色。

2 主要問題分析

因規模實施脫硫系流程與先導試驗對比少一級分離，導致脫硫系統除濕能力不足，導致如下問題：

（1）高空煙筒冒頂，環保壓力大

由于除濕效果差產生的過量積液，導致系統壓力升高，高到一定程度，勢必會造成積液污物由煙筒噴出，自主脫硫系統的兩處高空排放煙筒處于饒陽河旁，安全環保壓力巨大。

（2）藥劑受潮失效超標排放，安全風險高

隨著尾氣量的日益增加，原本氣體在管道及罐內的穩流狀態會轉變為湍流狀態，濕氣通過分離器、空冷器的速度過快，氣液分離不充分，致使脫硫塔內藥劑受潮失效。

進塔氣體質量差，溫度高，濕度大，形成其他化學反應造成脫硫劑孔隙堵塞形成塔阻力上升。脫硫吸收和析硫反應，塔內析出的硫，不能及時隨排污帶出塔外，極容易粘結在脫硫劑表面，導致氣體偏流，時間久了形成堵塔。

（3）冬季凍堵憋壓，日常管理難度大

冬季室外氣溫低造成脫硫塔內藥劑結冰憋壓，導致大量的尾氣不能順利被脫硫系統處理排空，使油井套壓升高，蒸汽車解堵5井次，嚴重憋壓會影響油井產液能力。

（4）部分區域脫硫能力不足

杜66火驅區塊尾氣平面分布不均，造成一部分高尾氣區域的脫硫系統處理能力不足，破壞系統壓力平衡，脫硫不充分也給環保安全帶來巨大壓力。

3 主要對策及實驗效果研究

3.1.提高脫硫系統除濕能力

（1）監控系統溫度，控制新下泵井抽活、尾氣大套溫高油井進塔

由飽和水蒸氣與氣溫的關系曲線可知：氣體濕度隨溫度升高而升高。抽活的新下泵井和尾氣大、套溫高油井的尾氣溫度與尾氣量均明顯高于普通生產井，這樣大量的高溫高濕度尾氣是造成脫硫系統除濕能力不足、氣大憋壓的主要因素。

由于脫硫塔設計的進入溫度為40℃，我區制定系統溫度的管理制度為夏季不超過40℃，由于冬季室外氣溫低，對系統溫度嚴格要求設定為不超過30℃。在此制度的約束下，脫硫系統保持著平穩正常的工作狀態。各中心站管控溫度后各脫硫塔基本實現壓力平穩。

對氣大油井控氣，控制進系統溫度，防止脫硫塔憋壓堵塞，以幾口冬季尾氣大、易凍堵憋壓油井做對比實驗，經試驗實施后，4口油井尾氣日排放量共減少10101標方，日產液增加38.3t/d。

（2）對高尾氣區域優化運行方式，提高設備利用率

①脫硫系統串聯運行流程：來氣→分離器→空冷器→脫硫塔→脫硫塔→高空排放

②脫硫系統并聯運行流程：來氣→兩組分離器→兩組空冷器→脫硫塔→高空排放

串聯運行：優點是脫硫效果好，缺點是氣量大氣液分離效果差，適用于低尾氣量區域。

并聯運行：優點是分離效果好，缺點是脫硫效果略差，適用于尾氣量大的區域。我們選用硫化氫含量較低的三個自主脫硫系統32#、37#、54#進行并聯運行改造，改善了尾氣量大時的除濕效果，延長脫硫塔藥劑的使用壽命，使脫硫系統工作能力明顯提升。

（3）加除濕緩沖罐和分離器

2017年3月，53#自主脫硫系統發現煙筒冒頂，及時倒流程進行處理，阻止了繼續冒頂，但效果仍不太理想，分析主要原因為該系統前段除濕能力不足，積液進入放空流程，積累一定程度后導致冒頂，針對該情況，作業區在53#脫硫系統匯管位置加裝了臥式緩沖罐，這樣一來，濕度較大的尾氣先通過臥式緩沖罐進行氣液分離，再流入分離器、空冷器，就會增加除濕效果。

2017年11月，作業區在34#脫硫系統干線位置加裝了分離器，這樣使系統由原來的兩級除濕變成了三級除濕，減少了系統積液，降低了系統壓力，杜絕了冒頂發生。

3.2增強脫硫能力

（1）合理控制單井尾排量

對于高尾氣區域的尾氣排放量規定不超過1萬標方，合理控氣保證脫硫系統的處理量。

（2）脫硫塔增容改造

56#脫硫系統額定處理尾氣量為5-6萬標方，現在需進入該系統的尾氣量已達到10萬標方，為解決此問題，我區已對56#脫硫系統進行增容，在已有的單塔后串聯建立兩個新脫硫塔，達到增強脫硫效果的目的。

4結論

（1）隨著火驅開發的不斷深入，為解決脫硫系統除濕能力不足的問題，通過對系統溫度的控制、對油井尾氣參數的監控以及增加前置除濕裝置等措施，脫硫系統的除濕能力得到有效改善。

（2）結合現場生產實際情況，合理控氣，對高尾氣區域脫硫塔進行增容，使脫硫效果明顯增強。

參考文獻：

[1]韓香玉.《石灰石/石灰-石膏濕法脫硫塔的設計研究》[M].北京：華北電力大學，2006.

[2]鄭昌萍.《濕法脫硫中常見脫硫塔的綜合評價》[J].中國科技縱橫，2011年17期：232-232.