BZ34-1油田天然气回注项目.pdf

石油天然气学报 江汉石油学院学报 2 0 1 0 年 8 月第 3 2 卷第 4 期 J o u r n a l o f O i l a n d G a s T e c h n o l o g y J ． J P I A u g ． 2 0 1 0 V o 1 ． 3 2 N o ． 4 B Z 3 4 1油 田天然气 回注项 目 刘海疆 中海石油 ram 有限公司天津分公司， 天津3 0 0 4 5 2 宁 永庚 中海石油 中国 有限公司天津分 公司 渤南作业区， 天津3 0 0 4 5 2 [ 摘 要]概述 了渤 南作业 区 B Z 3 4 - 1油 田C E P A 平 台天然 气回注项 目的起 因、实施过程 、结 果，阐述 了天 然气 回注项 目的必要性，详 细介绍 了项 目在实施前 的分析 ，对过程 中 出现 的 问题持 续优化 和完 善，确保 了天然气 回注项 目的顺利按 时投产 ，大大增加 了天然 气回注地层 的气 量，减少 了二氧化碳 的排放 。有效 地达到 了节能减排的最终 目的。 [ 关键词]天然气 ；回注；C E P A平 台；B Z 3 4 1油 田 [ 中图分类号]T E 5 3 [ 文献标识码]A [ 文章编号]1 0 0 0 9 7 5 2 2 0 1 0 0 4 0 3 2 8 0 3 1 概 况 B Z 3 4 1油 田 C E P A 平 台 位 于 渤 海 湾 南 部 ，是 渤 中 油 田群 的 一 部 分 ，水 深 约 2 0 m。B Z 3 4 - 1油 田 C E P A平台负责整个渤中 3 4油田的油气收集和处理，同时负责渤中 3 4油 田其他平 台电力供应和注水支 持 。 现 阶段 ，渤 中 3 4油 田群 的 油 、气 、水 在 B Z 3 4 1油 田 C E P A 平 台 处理 后 ，原 油 输 送 到 “ 友谊 号” 储存和外输 ，天然气一部分作燃料气 ，供给透平和热介质锅炉使用 ，其余则通过火炬系统放空烧掉。 根据渤 中 3 4油 田群 天然气 产量 预测 ，天 然气 地 质储 量 1 6 ． 8 3 1 0 。 r n 。 气 层气 溶解 气 ，具有 丰 富的天然气资源。天然气可采储量 9 ． 7 6 1 0 。 I1 3 ． 。 气层气伴生气 ，其中平台 自用气 4 ． 6 1 0 。 m。 ，剩 余天然气 5 ． 1 6 1 0 。 m。 。目前平台每天采出天然气约 2 1 1 0 r f l 。 ，自用天然气为 6 ． 9 1 0 I T I 。 ／ d ，若将剩 余 的天然气 资源从 火炬 系统放 空 ，将 造成 极大浪 费 。 鉴 于 以上情况 ，在保 证主机 正 常用气 的工况 下 ，为 响应 国家 自 2 0 0 7 年 大力倡 导 的 “ 节 能减排 ” ，应 对渤中 3 4油 田群剩余天然气资源进行合理利用。通过调研 ，编制了新增注气压缩机组将剩余伴生气增 压后 回注 到 B Z 3 4 1 油 田 C E P A平 台井下 的方案 ，这样 可将剩 余伴 生气 回注井 下进 行气 驱 ，达 到驱油 增 产的目的。此方案的后续方案为在 B Z 2 8 2 S油 田 新建油 田建成投产后 ，剩余伴生气将通过海底管 线外输 至 B Z 2 8 2 S油 田综 合利用 。 ． 针 对 以上 问题 ，决定 在 B Z 3 4 1油 田 C E P A平 台增 加一套 注气 系统 。 2 项 目实施前的分析 2 ． 1 流 程设计 的分 析 2 ． 1 ． 1 注气工 况 为 了充分利 用伴 生气 ，节约 能源 ，在 B Z 3 4 1油 田 C E P A平 台充分 利 用原 有 2台伴生 气 压缩 机 用 于透平燃料气增压，出E l 压力 2 ． 7 MP a 基础上 ，考虑增加 1台中压压缩机和 1台高压压缩机，中压压 缩机和高压压缩机串联运转 ，在满足透平主机用气的情况下，将剩余伴生气通过压缩机注入地层 ，达到 驱油增产的 目的。将新增的 2台伴生气压缩机组，分别布置在 B Z 3 4 1油田 C E P A平台中层甲板与下层 [ 收稿 日期]2 0 1 0 0 2 0 5 [ 作者 简介]刘海 疆 1 9 7 3一 ，男，1 9 9 3年大学毕业 ，助理工程师 ，现主要从事油气井生产管理方面的工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 2卷第 4期 刘海疆等 B Z 3 4 一 l油田天然气 回注项 目 甲板 的预 留 区域 。将 新增 甲醇 注入撬 、低压储 存 罐 、海 水换 热器 以及入 V I 涤气 器布 置在 中层 甲板 预 留空 间中 。新增 高 压储存 罐 、注气过 滤器 以及注气 风冷 器布 置在新 增 高压压 缩机撬 附近 的预 留空间 中[ 1 ] 。 该方 案新增 的 缩机 入 口的海 水 冷却器 和燃料 气洗 涤罐是 为 了满足 透平 和注气 的用气需 求 的。伴生 气 经过海水 冷 却 器 和燃 料 气 洗 涤 罐 冷 却 后 ，进 入 新 增 低 压 注 气 压 缩 机 和 2台 燃 料 气 压 缩 机 压 缩 至 2 ． 7 MP a 。正常T 况下 。新增 低压 注气压缩 机 和 2台燃 料 气压 缩 机 同 时运 转 ；当其 中一 台燃料 气 压缩 机 出现故障时，降低注气量以满足透平主机用气 。燃料气经过低压压缩机压至 2 ． 7 MP a 后进入低压缓冲罐 缓冲，再经过高压注气压缩机压缩至 2 5 MP a ，压缩后的天然气进入新增高压注气储存罐缓冲，计量后 注入地 层 。 改 造后 ，剩余 伴生 气从 一 级 分 离器 C E P A V一 2 0 0 1 出 口经 过 新增 低 压 注 气 冷却 器 C E P A WC MD 2 8 0 1 冷 却 ，进 入新 增低 压洗 涤 器 C E P A V MD2 8 0 1 涤 气 后进 入 新增 低 压 注气 压 缩机 C E P A C MD 2 8 0 1 和原有 2台燃 料气 压缩 机 C E P A一 3 2 O 1 A／ B 压缩 至 2 ． 5 MP a进 入 新 增 低压 储 气 罐 C E P A V MD 2 8 0 2 缓 冲 ，再经 过新增 高压 注 气 压 缩 机 C E P A C - MD2 8 0 2 压 缩 至 2 5 MP a ，压 缩 后 的 天 然 气进入 新增 高压储 气罐 C E P A V MD2 8 0 3 缓 冲 ，计 量后注入 A3井 。 注气 工 况 的 工 艺 流 程 为 一 级 分 离 器 C E P A V一 2 0 0 1 一 新 增 低 压 注 气 冷 却 器 C E P A WC MD 2 8 0 1 一新 增低 压注气 洗涤器 C E P A V MD 2 8 O 1 一 新增低 压 注气压缩 机 C E P A C MD 2 8 0 1 和 原有燃料气压缩机 c E P A V 一 3 2 O 1 A／ B 一新增低压注气储存罐 c E P A V MD2 8 0 2 一新增 高压注气 压缩 机 C E P A C MD 2 8 0 2 一 新 增 高压 注 气 储 存 罐 C E P A V MD 2 8 0 3 一 A3井 井 口采 油 树 详 见 图 1 注 气工况 流程 简图 。 油井产物流 油气水 e a一级分离器；b 原有冷却器；c 新增低压注气冷却器d原有洗涤器e 新增注气洗涤器；f ， g原有燃料气压缩机； h新增低压注气压缩机；i 新增低压注气储存罐；j 新增高压注气压缩机；k新增高压注气储存罐。 图 1注气 工 况 流 程 简 图 该次 改造包括 新增 2台注气压缩机组 C E P A c MD 2 8 0 1 、C E P A C MD 2 8 0 2 ，1个 注气 涤气罐 C E P A V MD 2 8 0 1 ，1台 注 气 冷 却 器 C E P A WC 一 2 8 0 1 ，2个 注 气 储 存 罐 C E P A V - MD2 8 0 2 、C E P A V MD 2 8 0 3 ，1 个 甲醇注 入撬 C E P A X MD 3 6 2 1 ，1 个发 球 阀组 C E P A P I C MD 2 0 0 1 ，新 增 与上 述设 备相 关 的工艺 管道 、仪表 、电气 、结构 、安 全／ 消 防等设 施 。 另 外 ，考 虑到不 影响 正常生 产 ，在 一 级 分 离 器 出 口原 有 和新 增 压 力 调节 阀下 游 设 1条 8 i n 1 i n 一 2 ． 5 4 c m备 用管线 ，当原 调节 阀 出现 故 障 时 ，可将 此 处 阀 门打 开供 后续 燃 料气 系统 用气 ；在原 燃 料气 压缩机和新增低压注气压缩机进出 口分别设有连通管线 ，当原燃料气冷却器或洗涤器 出现故障时，可通 过新增低压注气冷却器和洗涤器为原燃料气压缩机补气 ，以满足透平主机用气 ；当其 中一台燃料气压缩 机出现故障时 ，降低注气量 ，优先满足透平主机用气 ，而当低压注气压缩机出现故障时，将与原燃料气 压 缩机前 后连接 管线 上的 S DV 阀关 闭 ，与燃 料气 生产 系统 隔离。 。 ] 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石油天然气学报 江汉石油学院学报 2 0 1 0年 8 月 当上 游来气 量不 足时 ，为保证 压缩机稳 定运 行 ，在 薪增低 压注气 储存罐 出 口设 置 了可 回流到低 压注 气洗涤器 的相关 管线 ；在高压 注气储 存罐 出 口设 置 了可 回流到 低压 注气储存 罐 的管线 。为维 持新增 低压 和高压注气储存罐压力稳定 ，在罐出口新增压力调节阀，将多余伴生气降压后去火炬放空。 2 ． L 2外输工 况 将来当 B Z 2 8 2 S投产后，高压注气压缩机和高压注气储存罐将被吊走 ，多余伴生气经低压注气压 缩 机压缩后 通过敷 设 的海底 管线输送 至 B Z 2 8 ～ 2 S油 田。 外输工 况 的 工 艺 流 程 为 一 级 分 离 器 C E P A V一 2 0 0 1 一 新 增 低 压 注 气 冷 却 器 C E P A WC MD 2 8 0 1 一新增低压注气洗涤器 C E P A V - MD 2 8 0 1 一新增低压注气压缩机 C E P A C MD 2 8 0 1 和 原 有燃 料 气 压 缩 机 C E P A V一 3 2 0 1 A／ B 一 新 增 发 球 阀 C E P A P I C MD 2 O O 1 一 海 底 管 线 外 输 至 B Z 2 8 ～ 2 S油 田。 2 ． 2新增 系统 通过 HYS YS模拟计算发现，新增注气压缩机撬块的部分高压管线由于管线内气体压力骤降，在限 流孔 板和 阀门处会 出现水合 物 。针对这 种情况 ，为确保 平 台安全生 产 ，新 增 甲醇注入 系统 。 2 ． 3安全措 施 新 增设备 布置对 原平 台火 区划 分 无影 响 ，在新 增设 备 区域 增 加 消 防水 喷 淋 ，管线 与 C E P A 平 台消 防水环路 连接 ，就 近引易熔 塞 回路 对新增设 备 区域进行 高温保 护 ，以控制 相应 的喷淋 阀 ，并在 新增设 备 布置 附近增加 相应 的消防设 备 。 3 设计依据 、原则 、范围 B Z 3 4 1 油 田天然气 回注项 目的设 计依 据有 以下 4 个 方面 ① B Z 3 4 ～ 1油 田伴 生气外 输项 目投 标 书技 术澄清会 议纪要 2 0 0 8年 2月 1日 ；②渤海石 油研究 院实 验室提 供 的天然 气组 分 分析 报告 ；③B Z 3 4 1 油 田 C E P A 平 台详细设 计资料 。④现 行海洋 油 田生 产设施 的 国际 、国内相关 标准 和规范 。 设计 原则如下 ① 充分利 用 B Z 3 4 1油 田现有 的设 施 ，降低 工程 建 设投 资 ；②各 专 业 的材 料选 用 与 设 备选型 基本 与 B Z 3 4 一 l 油 田原设计 一致 ；③设 计 中严 格执行 现行 有关 的设 计标 准和规 范 。 项 目设 计范 围包括 新 增 2台 注气 压 缩 机组 C E P A C MD 2 8 0 1 、C E P A C MD 2 8 0 2 ；1个 注 气 涤气 罐 C E P A V MD 2 8 0 1 ；1台注气冷 却器 C E P A WC 一 2 8 0 1 ；2个注 气储存 罐 C E P A V MD 2 8 0 2 、C E P A V MD 2 8 0 3 ；1 个 甲醇注入撬 C E P A X MD 3 6 2 1 ；1 个发球阀组 C E P A P I C MD 2 0 0 1 ；新增与上述设备相关 的工艺管道、仪表 、电气 、结构 、安全／ 消防等设施 。 4 项 目实施 内容 项 目实施 内容 如下 ①委托 油 田建 设服 务公 司设施改造 分公 司对项 目中涉及平 台改造 的部分 进行施 工 ；②作业 区自行购买四川通达机器公司出品的 2台压缩机；③ 由钻完井项 目组负责井 口采油树的采 购 、安装 ；④ 由海 油工程 维修分公 司负责采 油树 的地面流程 管线 的焊接 、 ’ 安装 ；⑤平 台总监 负责 协调各 个相关单位的工作 。该项 目自2 0 0 8年 2月启动，经各个方面的通力合作 ，于 2 0 0 8年 6月 1日凌晨 0 O 0顺利 如期正式 投运 。 项 目实施过程中，正遇上 “ 5 ． 1 2 ”汶川 8 ． 0级地震，在 四川 I 厂家订购的注气压缩机出口高压缓冲罐 不能如期抵达塘沽。针对此种情况 ，作业区积极组织各方技术专家 ，对现场实际情况进行充分分析、调 研后 ，科学 、大胆地 提 出更改设 计 ，暂 时 取 消该 缓 冲罐 的安 装 ，预 留 出接 口，待缓 冲罐 到达 后 再行 安 装 。 下转 第 3 3 3页 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 2 卷第 4期 王卫忠 斜井抽油杆柱防偏磨工艺技术研 究与应 用 3 加强化防热洗等维护性工作 ，减少油管内结蜡，减轻抽油杆的载荷 ，降低抽油杆断脱率。 3 现场应用 针 对抽 油杆 断脱这一 问题 ，经研 究分 析并 采取有 效措施 ，收到 了 良好 的效果 。发生 抽油杆 断井次 由 2 0 0 8年 的 6 5 井 次下 降至 2 0 0 9年 的 2 5井次 ；2 0 0 9 年 全 区平 均检 泵周 期 达 2 9 2 d ，与 2 0 0 8年 相 比检泵 周 期延长 2 0 d ；减少作 业 3 2 井 次 ，节 约作 业费用 5 5万元 ；减 少作 业 占井 时 间 8 5 d ，少影 响原油 生产 2 0 0 t ， 提高综 合效益 1 2 5 万 元 。 4 结 语 通过 2 0 0 9年 的现场 实践 ，杆 柱 的优化设 计及 新工 艺 的应用 有 效地 减 少 了油 杆 断脱 的几 率 ，综合 效 益 大大提 高 。在 同一 口井 中影 响抽油杆 断 的因素 相 当复 杂 ，有 很 多 因素 同 时并存 ，杜绝 抽 油杆脱 现 象 ， 从根 本上很 难解 决 。在 抽油 杆 的断 脱 中 ，人 为操 作 原 因 占一定 因素 ， 因此 ，在做 好 杆 柱 优化 设计 的 同 时 ，还 必须 加强操 作员 工 的技 术培 训与技 术教 育 ，加强现 场 管理和 作业质 量监督 ，把抽 油杆 断的几率 降 到最低 。 [ 参 考文献] [ 1 ]万帮烈 ．采油机械 的设计计算 E M]．北京 石油工业出版社，1 9 8 6 ． 8 0 ～9 8 ． [ 2 3陈宪侃 ，叶利平 ，谷玉洪 ．抽油机采油技术 [ M]．北京 石油工业出版社，2 0 0 4 ． 9 9 ～1 0 4 [ 3 ]张琪 ．采油工程原理与设计 E M]．东营中国石油大学出版社 ，2 0 0 6 ． [ 编 辑] 萧雨 上接 第 3 3 0页 在调 试过 程 中 ，发现 高压机 的进 口管线 出现 强烈 的抖动 现象 ，针对这 个 问题 ，作业 区积 极与厂 家沟 通 ，与各方探讨 ，提出了解决方案，最终通过在注气压缩机进 口增加设施的措施解决了管线抖动的问 题 。 在注气 压缩 机正 常运行 后 ，现场操 作人员 通过 对流程 的分 析 、摸 索 ，合理调 节各个 甲醇 注入点 的用 量 ，最终将 甲醇用 量 由 7 0 L ／ d调节 到 3 0 L ／ d 。 5 应用效果 B Z 3 4 1油 田历 经半年 现场施 工改 造 ，于 2 0 0 8年 5月 3 1 13对 注气 系统 进 行天 然气 带载 试 验 ，成 功 地将 富裕 的天 然气通 过新 增 的注气 压 缩机 加 压 到 1 5 MP a以上 后 ，通 过 A3井 成 功 回注 到地 层 中 。预计 通过该套 设备 每年 可节约 天然气 4 3 8 0 1 0 m。 。 自 5月 3 1 13注气 系 统正 常投 运 ，已达 到 日注 天然 气量 1 6 ． 5 1 0 m。 的设计要求 ，累计注天然气量为 3 3 3 5 ． 6 3 1 0 m。 ，直接节省 6 0 0 0余万人民币，实现了节 能减 排 ，减少 了温室气 体 的排 放 以及现 场 因火 炬燃烧 后造 成 的噪音并 且在 很大程 度上保 证 了平 台的正常 的安 全生产 活动 。 [ 参考文献] [ 1 3张钧 ．海上采油工程手册 上册[ MI． 北京 石油工业出版社，2 0 0 1 ． [ 2 ]王遇冬 ．天然气处理 与加工工艺 F M]． 北京 石油工业出版社，1 9 9 9 ． [ 3 3靳志贤 ．天然气加工 自动检测与控制装置 [ M]．天津 天津科学技术 出版社 ，1 9 9 6 ． [ 编辑] 萧雨 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m