渤海L 油田天然氣流程優化改造及應用研究

王彥青

（中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300459）

0 引言

海上采油平臺對于油田伴生天然氣的處理，一般為初步脫水、除油，供給本平臺及周邊無伴生天然氣平臺的燃氣透平發電使用，多余部分通過火炬放空燃燒。淺海、近海油田將產出的天然氣深度脫水、除油后，經海底管道外輸至陸地處理廠做進一步的脫硫等處理，然后銷售。

渤海L 油田群部分油井兼有氣層，產液量大，油田伴生氣及單氣層氣構成外輸天然氣的來源。通過天然氣流程優化改造，提高天然氣利用率，增大外輸量，減小放空量，日減少火炬放空量12 萬方。

1 天然氣處理流程介紹

渤海L 油田群主要包括中心處理平臺（下文簡稱CEP）、天然氣處理平臺（下文簡稱BOP）、周邊小平臺及儲油輪。其中CEP 與BOP 通過棧橋連接。渤海L 油田群ODP 設計天然氣主要處理流程為：CEP 油井產出的伴生天然氣一路經過處理后供CEP 和FPSO 燃氣透平發電使用；一路去BOP 壓縮機，進入BOP 天然氣處理流程；一路經脫水脫油后燃燒放空；油田群周邊小平臺油井物流經混輸海管輸送至BOP，經氣液兩相分離，脫水、脫油及加壓處理；渤中M 油田群伴生天然氣經海管輸送至BOP，經脫水、脫油后，其中一路進入燃氣壓縮機入口洗滌器，另一路直接進入燃氣壓縮機二級洗滌罐做脫水加壓處理。

所有匯集到BOP 外輸燃氣壓縮機壓縮處理的天然氣、經原油/天然氣換熱器BOP-E-2501 和BOP-WC2501 冷卻后，再經三甘醇入口洗滌器BOP-V-2502 脫水、脫油，三甘醇入口過濾器BOP-F-2501 除雜、脫水，再經三甘醇系統接觸塔BOP-TW-2501 脫水、脫輕烴重烴后外輸至FPSO，經FPSO 單點輸送至陸地終端處理廠處理，處理合格后供下游用戶使用。

2 CEP 至BOP 天然氣流程改造

CEP 給BOP 壓縮機供氣的流程是通過一級分離器CEPV-2001（操作壓力0.45 MPa）天然氣出口與BOP 壓縮機BOPC-2501A/B/C 入口洗滌器BOP-V-2501（操作壓力0.42 MPa）之間一條6"管線，管線上安裝有調節閥CEP-PV-2050A/B，流程兩容器之間的流程壓差為30 kPa，CEP 每天只有約2 萬方的天然氣輸至BOP 燃氣壓縮機處理，不能大幅度減少火炬放空量。

火炬放空量過大會引起一系列后果：在風向朝向平臺時，火炬高溫影響鉆修機鉆臺的正常作業；BOP 平臺上甲板的火氣探頭頻繁探測到火炬火焰而報警；燃燒不徹底造成空氣污染，火炬高速氣流容易攜帶微油滴飄落甲板或海面造成環境污染。需要增大BOP 天然氣外輸功效，減少火炬放空。

2.1 改造的理論依據與可行性

BOP 燃氣外輸壓縮機尚有處理余量。CEP 平臺3 臺電動壓縮機為兩用一備，每臺設計壓縮氣量為8.6 萬方/天。目前工況下，CEP 日產氣：28 萬方，CEP 目前2 臺透平每天用氣7 萬方，每日向FPSO 送氣5 萬方，一級分離器向BOP 補氣2 萬方。此時每日放空為14 萬方。充分利用BOP 平臺天然氣處理余量進行處理，可以減少火炬放空量12 萬方/天。

2.2 流程改造方案

在PV-3141 的旁通管線的截止閥下游添加一個三通及一個截止閥，從三通引出一條6"管線，與渤中M 油田來氣海管出口管線合并一起進入BOP-V-MD3102 罐。如圖1 所示，加粗線為新增管線。

新增6" 管線上還需安裝2" 帶關斷功能的調節閥（PVMD3132）及旁通管路；V-3104 罐上的壓力表PI-3132 改為壓力變送器PIT-MD3132，用于控制新增管線上的調節閥（PV-MD3132）。

2.3 改造后效果

新增天然氣流程，實現CEP 天然氣處理系統進出口流程、BOP 天然氣處理系統進出口流程均有聯通管路，可以實現雙流程聯動調節，增加天然氣處理系統的穩定性和壓縮機負載穩定性。有利于降低海管段塞流沖擊，增加壓縮機運行穩定性，從而大大降低了流程運行風險，大大提高壓縮機機組使用壽命。

渤中M 油田群供氣量基本相同，從表1 對比看到，渤海L油田BOP 外輸氣量每天能增多12 萬方左右，達到了預期的目標，較短時間回收成本并取得較大收益。

3 BOP 增設雙聯濾器

BOP 設有3 臺壓縮機，單臺壓縮機最大氣處理量為39 萬方，兩用一備。壓縮機一級洗滌器與一級壓縮氣缸間濾器壓差每3 d 左右濾器就升至60 kPa，造成壓縮機帶載率降至80豫以下，嚴重影響設備的正常運行。為此，頻繁停機清洗濾網，而頻繁啟停影響設備的使用壽命、影響外輸氣量和上下游流程平穩運行，并造成伴生天然氣放空燃燒。

圖1 渤海L 油田天然氣處理流程

表1 渤海L 油田BOP 外輸氣量 萬方

3.1 原因分析

從壓縮機入口天然氣檢測報告看出：壓縮機入口混合氣樣出現二氧化碳和輕質油成分。由于渤海L 油田CEP 為間歇性輔助供氣，可以推斷渤中M 油田群的天然氣中含輕質油較多。結合洗滌器罐取液觀察，其含水和雜質也比較多，主要雜質為含碳雜質。

3.2 流程改造方案及效果

為解決天然氣流程的含液量太多的問題，需在壓縮機入口洗滌罐至壓縮機主管線上增加一套雙聯濾器（圖2），在進入壓縮機之前對天然氣進行精過濾，以除去輕烴和雜質，雙聯濾器投用后BOP 燃氣壓縮機由原來3 d 停機清洗濾網減緩至30 d 停機清洗濾網，設備運轉狀況良好，機組故障率明顯下降。

4 結束語

（1）天然氣流程改造，實現CEP 和BOP 流程進口、出口雙流程聯動調節，增加天然氣處理系統的穩定性和壓縮機負載穩定性，外輸天然氣實際增長氣量達到理論預期值。這對天然氣處理和外輸中，合理利用改造流程提高天然氣利用率、增強流程穩定性、提高生產設備設施使用率等方面有借鑒意義。

（2）雙聯濾器改造，壓縮機組運轉狀況良好，機組故障率明顯下降，既保證壓縮機機組使用壽命，又響應公司節能減排的要求，節約能源資源，達到節能減排的目的。

圖2 BOP 增設雙聯濾器流程