零散天然氣的收集方法研究

張建國 畢新忠 于春榮

摘 要：為保證抽油泵正常工作，需要定期釋放油井套管氣以減小氣體對抽油泵的影響。根據國家法律法規和企業綠色企業創建的要求禁止向大氣環境中釋放套管氣，油井現場通常采用油套連通的方式回收套管氣，這種回收方式必須套壓高于回壓時單流閥才能開啟，受油井回壓影響較大，制約了套管氣的回收利用。零散氣回收裝置具有零排放、投資少、功耗低、無人值守、低噪音、遠程維護、遠程人機對話、管理方便、模塊化、集成化、壓力輸送平穩等優點，適應油田不同井況，不僅符合國家環保政策，而且具有良好的經濟效益和社會效益。

關鍵詞：油井;套管氣;回收;環保

1 技術背景

隨著油藏開發的不斷深入，部分溶解氣從原油中分離出來，積聚在油井的油套環形空間形成具有一定壓力的套管氣，壓迫油套環形空間內的動液面下降，導致抽油泵的沉沒壓力降低，影響泵的充滿系數降低泵效。當動液面低于抽油泵吸入口時，井液無法進入泵腔，活塞只壓縮和膨脹氣體，抽油泵發生氣鎖現象，油井不出液。為了防止以上情況的發生，需要定期釋放套管氣以減小氣體對抽油泵的影響。近年來，國家出臺了相關的法規禁止向大氣環境中釋放套管氣，因此，套管氣回收治理就成為一項重要的工作。油井套管氣有效的回收治理不僅可以減少天然氣的流失以及對大氣環境的污染，而且還能夠有效增加天然氣產量，取得較好的經濟效益和社會效益。

目前，油田常用的套管氣回收方式為油套連通。將油井井口一側的套管閥門與油井采油樹立導管相連接，中間安裝單流閥，防止流程內的井液倒流進入套管。套壓高于回壓時單流閥開啟，套管氣進入單井地面流程。套壓低于回壓后，單流閥關閉。

優點：結構簡單，成本低廉。缺點：受油井回壓影響較大，特別是冬季很多油井回壓都在1.0 MPa以上，影響油套連通的正常開啟，導致套壓升高影響泵效。而且單流閥焊接在管線上無法校驗，失效后易造成套壓持續升高，影響抽油泵的正常工作。

2 結構原理

為了更加有效的回收利用套管氣，在不增加工作量的基礎上，我們嘗試使用零散氣回收裝置來回收利用套管氣。該裝置主要由壓縮機組、井口除液器、分離器、流量計及保護裝置和遠傳控制系統等部分組成。

工作原理：套管氣經套管閥門進入井口除液器，除液器經過重力分離、碰撞分離、冷卻分離的有機結合，將分離后較純凈的氣體由內管頂部的開口經出氣控制閥門進入地面供氣管線，然后進入套管氣回收裝置。分離出的游離水、烴落回到裝置底部，由除液器底部的回流槽返回套管。天然氣經除液器多級分離后由氣出口進入管道輸送至螺桿式壓縮機。壓縮機機體內有一對互相嚙合的轉子，在電動機的驅動下高速旋轉，不斷提供穩定、無脈動的壓縮氣體。在轉子旋轉吸入氣體時，潤滑油被噴入壓縮機機體內，與氣體直接混合。潤滑油帶走壓縮產生的熱量，填補轉子與殼體及轉子與轉子之間的泄漏間隙，在轉子間形成潤滑油膜，防止磨損，便于陽轉子直接驅動陰轉子。油氣混合物流經油氣分離器后，油與氣體分離，氣體進入供氣管路，油被冷卻后再次噴入壓縮機。氣體通過管路進入二級進氣過濾器，然后進入進氣閥、主機，壓縮后的油氣混合物從壓縮機出來，進入油氣分離器，經外置油分、氣動球閥，最后進入集輸管網。當進氣壓力超高時，通過旁通溢流閥直接進入后端集輸管網。

3 現場應用情況

根據東辛采油廠的實際情況，結合地質產能預測，針對套管氣流量穩定、大排量、低噪音等要求，選取東辛采油廠位于天籟華都小區內的Y1-6井組安裝使用。該井組有10口油井，排除動液面在井口的4口油井，對6口井進行供氣管線和井口除液器、裝置主體和流程氣體流量計的安裝，同時對3口特殊井安裝加藥熱洗接口，配備專用加藥漏斗。裝置于2018年5月20日至今一直運行平穩，在保證干線爐用氣需求外，剩余氣量輸入集油管線。若出現設備停運或停電等導致設備停運后，在PC端或手機端直接遠程啟動。加藥、測試時調整壓縮機進口壓力，將套管的壓力降為0，這樣加藥、測試時不需要排放套管氣，減少了環境污染及安全隱患。

4 經濟效益及效果

（1）零散氣回收裝置平均每天收套管氣600米3/d，（冬季日收氣400米3/d，夏季800米3/d），截止2019.3.5日累計回收總氣量是23.267萬米3，耗電23672度，天然氣按1.82元/米3計算，設備造價13.5萬元。

創直接經濟效益=23.267×1.82-23672×0.74/10000-13.5=27.1萬元

（2）零散氣回收裝置運行期間工況平穩，3口特殊井藥劑用量由10 kg/15d破乳劑改為10 kg/30d，熱洗周期延長，3口井同期費用使用前后對比，特殊井治理費用節約42420-9530=32890元。Y1-6井組動液面、功圖面積、產液量都有所變化，效果非常理想。

5 結論

本裝置運行過程中零排放無污染，杜絕了套管氣排空，即節約了資源，又保護大氣環境，緩解油田環保壓力，符合國家環保政策，具有良好的社會效益。通過油井套管氣隱患治理工程，有效減少了當地居民現場私自接氣的問題，消除了安全隱患。

參考文獻：

[1]陳軍，等.勝利油田采油工程操作規程手冊[M].勝利石油管理局新聞出版社，2010.

作者簡介：張建國（1969-），男，山東高唐人，本科，高級技師，研究方向：采油工程。