塔中零散井放空天然气回收工程.pdf

赚⋯ ⋯ _ 塔中零散井放空天然气回收工程 陈 红 中国石油 天然气运输公 司沙漠运输公司 摘 要 2 0 0 8 年 以前 ，塔 里 木 油 田 大多 边缘 零散 井都 采用 试 采 流程 回 收原 油 ，伴 生 天 然气 均 采 用 井 口 火炬 放 空燃 烧 ，向 大气 中排 放 了 大量 的二 氧化碳 和 烃 类 气体 ，浪 费 了能 源 。 鉴 于此 ， 开 展 了塔 中零散 井放 空天 然 气回 收 工程 项 目。针对 该 项 目设 计 了三 种模 式的 天 然 气回 收 工艺 流 程 ，并 建 立 了多个 天然 气 回 收站 。 各 回收 站均 使 用 了质 量有 保证 、运 行 安全 可 靠 、干 气 回收 率 高 的 回收 设 备 。 截 至 2 0 1 2 年 底 ， 累计 回收 天 然 气 量 约 4 3 8 3 5 1 0 m ， 约减 少二 氧化 碳 排 放 量 8 6 1 6 4 9 t ，取 得较 大的经 济 、社会 效益 。 关键 词 塔 里木 油 田 零 散 井放 空 天然 气 工 艺 回收节 能减排 D 0l 1 0． 3 9 6 9 ／i ． i s s n． 2 0 9 5 1 4 9 3． 2 0 1 5． 1 0． 0 2 1 1 开展 天 然 气 回收 背 景 及 塔 里 木 油 田 当时情况 塔 里 木 油 田作 为 我 国重 要 的 油 气 资 源 战 略 基 地 ，2 0 0 8 年 油气 当量 突破 2 0 0 0 X 1 0 t 。油 田公 司各 级 领 导 高 度 重 视 节 能 减 排 ， 忠 实 践 行“ 三 大 责 任 ” ，把 安 全环 保 作 为企 业 的核 心 价值 观 。周 新 源 总经 理在油 田公司 2 0 0 8 年度 H S E暨节能减排工作 表 彰 大会 上 明确 要 求 ，要 打破 传 统 常规 ，创 新 工作 方 式 ，利 用 国 家 在 经 济 转 型 期 的各 项 财 税 优 惠 政 策 ， 加 大环 保投 入 力度 ，并 提 出 了 2 0 0 9年 节能 9 ． 6 X 1 0 t 标 煤 ，节水 5 7 X 1 0 m 的节 能 减排 目标 。 塔里木盆地南缘曾是新疆最贫困地区 ，每年要 烧 掉 胡 杨几 十 万 吨 ，使 生 态 环境 进 一步 恶化 ，每 年 风 沙 和 浮 尘 天气 超 过 2 0 0天 ，呼 吸 道疾 病 患 者 数量 急剧 上 升 。经 过 2 0 年 的辛 勤 建 设 ，截 至 目前 ，南 疆 五 地 州 已 有 2 2个 市 县 的 2 O万 户 居 民 用 上 天 然 气 。但是 ，油 田边缘井 的生产过程中 ，仍然有大量 的伴 生气 燃 烧 ，向大气 中排放 了大量 的二氧 化 碳 和 烃类气体 ，浪费了能源。 2 0 0 8 年以前 ，塔 中探区大多边缘井大部分采用 试 采 流程 处 理 ，回收 原 油 ，伴 生 天然 气 进 行 焚 烧 。 当时 有偏 远 零散 井 5 2口 ，其 中 2 2口井产 气 近 1 5 0 1 0 m ，在 未 开 展 零 散 井 天 然 气 回收 之 前 均 采 用 井 口火 炬放 空燃 烧 。2 0 0 8 年 ，塔 里木 油 田公 司和 沙 漠 作 者简 介 陈红 ，2 0 0 8 年毕业 于 大庆石油 学 院 油气 储运专 业 从 事 天然 气处 理 相关 工 作 ，E m a i l 1 4 9 9 3 3 7 2 8 4 q q ． c o l a ，地 址 新疆库尔 勒新城南路 3 8 号信箱沙漠运输公 司，8 4 1 0 0 1 。 运输 公 司签 订 了 5 年 放 空天 然 气 回收 合 同 ，由沙 漠 运输公 司负责塔中零散井放空天然气 的回收工作 。 2 塔中零散井放空天然气工艺流程简介 2 ． 1 产 品气 要求 根 据 G B 5 0 2 5 1 2 0 0 3 输 气 管 道 工 程 设 计 规 范及塔 中地区实际情况 ，放空天然气 回收站的产 品 质 量 应 达 到 下 述 指 标 天 然 气 的 H S浓 度 小 于 2 0 mg ／ m 0 o C， 1 a r m ；水 露点 小 于 一 6 O℃ ；烃 露 点小于一 5 o C；混烃 c ， 以上组分回收率不小于7 0 ％。 2 ． 2回收工 艺介 绍 根据塔 中片区情况和产品气要求 ，塔 中放空天 然 气 回 收 工 程 主 要 采 用 以 下 三 种 模 式 进 行 设 计 建设 。 2 ． 2 ． 1 模 式一 适用于产 气量小 、井 口油压低 ，c ” 含量低于 6 ％的放 空气 回收 。 流 程 图 1 简 述 天 然 气 预 处 理 气 液 分 离 一压 缩一 脱 水一 装 车一 运 往卸 气站 。 孕 艇] _ 一 ] ] I L啦 ] 图 1 模 式 一 工 艺 流 程 框 图 己 口 I 5 年 第1 口 期 石 油 石 化 节 能1 5 7 _瓣 一 ⋯ ⋯ 一 2 ． 2 ． 2 模 式二 适 用于产气量大 、井 口油压高 ，c 含量高于 6 ％的放 空气 回收 。 流 程 图 2 简 述 天 然 气 预 处 理 气 液 分 离 一 一 级压 缩一 一 级冷 却一 膜 分离 一 1 5 ％富气 增 压 后进 冷 箱 8 5 ％合格 气 进二 级增 压 二级 冷却 一 低温分离一气经过一级冷箱后进二级压缩 、液进脱 乙烷 塔一 气 去一 级冷 却后 进二 级压 缩 机 、液 进 混烃 储 罐 ；膜分 离 出 的 8 5 ％的合格 气 、低温 分离 出的气 及脱 乙烃塔 出的气 进二 级压 缩机增 压 到 2 5 MP a 一 装 车一 运 往卸气 站 。 制 冷 采 用 丙 烷 制 冷 或 氨 制 冷 ，制 冷 温 度 为 一 4 0℃ 左 右 ，c “以 上 组 分 的 综 合 收 率 达 7 0 ％ 以 卜 图 2模 式 二 工 艺 流 程 框 图 2 ． 2 ． 3 模 式三 为 适应 塔 中地 区含硫 化 氢井 而形 成此 模式 ，适 用 于产 气量 大 、油压较 高 、含硫化 氢 ，c 的含 量低 于 6 ％的放 空气 回收 。 流 程 图 3 简 述 天 然 气 一 脱 硫 一 预 处 理 气液分离一压缩一脱水一装车一运往卸气站。 放空火炬来气 r]广 1 广 一 一 - 1 堕 堕I 丁 竺 卜 堡 25 锾 丞 至 ] ． 彳 I L ] 图 3模 式 三 工 艺 流程 框 图 3 塔 中放空天然气回收站产 能 2 0 0 8 年 5 月 ，按 照 “ 保 安全 、保运 行 ，保 证 消 灭火 炬 ，保证 烃 露 点 、水 露 点 达 到 国家 管输 标 准 ” 的工 作要 求 ，邀请 国内外放 空 天然气 回收专 业制 造 厂商进 行 技术 交流 ，在 设计 上选 择质 量有 保 障 、运 5 8 1 w w w ．5 y s h j n ．c 。 m 行 安 全 可 靠 和 干 气 回收 率 高 的 回收设 备 。 目前 运 行 的 2 3 个 放 空 天 然 气 回 收 站 ，设 计 日处 理 量 为 1 2 21 0 m ， 日回收天 然气 1 O 0 X 1 0 1T I 以上 。 典 型 站 点 简 介 T Z 1 6 1 回 收 站 C N G车 拉 运 站于2 0 0 9 年6 月投产运行，设计处理量为 3 X 1 0 m ／ d ， 投 入 1 组 压缩 处理装 置 ， 日均 产量 为 4 0 0 0 m ，现应 塔 中项 目部要 求 ， 日均产 量 为 9 0 0 0 m 。T Z 1 6 1 回收 站设计有轻烃 回收系统 ，处理 T Z 1 6 1 来气 中的烃含 量 ，降低 天 然气 的烃露 点 。T Z 1 6 1 回收站 的工 艺流 程 如 图4 所示 。 檗H拖 装 黼 H膜 分 离 H H 卜 ． 镶 图4 T Z 1 6 1 回收站的工艺流程框图 4 塔 中放 空 天 然气 回收 站 设 备 性 能 塔 中零 散井 放 空天 然气 回收工程 选用 的撬 装设 备有较大的适用范围 ，形成模块化撬装产 品组合 、 多撬搭 配 、可 调节 生产 能力 和处 理气 质需 要 ，以方 便新建 设施 的搬迁 使用 ，尽 快使设 备投 入生 产 。 4 ． 1 脱硫 装置 塔 中零 散 井 放 空 天 然 气 回 收 工 程 采 用 干 法 脱 硫，干法工艺大多是利用固体脱硫剂吸收或者转化 作 用 ，将 H S 变 成 单 质 硫 或 者 形 成 其 他 固 体 化 合 物 。干法 工艺 通常 适用 于低 含硫 天然 气处 理 ，虽 然 干法脱 硫 工艺所 用 脱硫 剂均 不 能再生 ，但 具有 流程 短 、辅助支援系统简单 、操作 弹性大 、脱 除程度 高 、能耗 小 、投资 低等 优点 ，特别适 用 于气体 精 细 脱 硫 。干法 脱硫工 艺流 程如 图 5 所示 。 图 5 干 法 脱 硫 工 艺 流 程 示 意 图 4 ． 2 高／ 低压 处理 撬 高／ 低 压 橇 进 出 口设 置 压 力 变 送 器 ，实 时 监 测 环保 安坌 ， E n v ir o n me n t P r o t e c t i o nS e c u r i t y 低 压 橇 进 出 口压 力 ，并 超 限 报 警 ；低 压 橇 上 缓 冲 罐 、回收罐 排污 由罐上 超声波液位 变送器检测 液 位 ，由站控 系 统控 制 自动 排 污 ，由电控 气 动切 断 阀 执行 。低 压 处 理撬 处 理 量 为 51 0 m ／ d ，工作压 力 1 ． 0 MP a ；高 压处 理撬 处 理量 为 8 1 0 m ／ d ，工 作 压 力 3 ． 0 MP a 。 4 ． 3脱 水 装置 C N G压 缩站 需 配备 脱 水装 置 ，深 度脱 除天然 气 中的水分 ，在 常压下露点 温度 小于或等于一 6 2℃ ， 防止在 卸 气 过程 中出现 冰堵 现 象 。脱 水 装置 可 以考 虑 前 置低 压 脱水 撬 和后 置 高压 脱 水撬 。塔 中放 空天 然 气 回收 站 选择 的是 高压 深度 脱 水装 置 ，脱 水 装置 为双 塔配 置 ，脱 水 、再生 、交 替 运行 。经脱 水 装置 脱 水 干 燥 后 的 成 品气 中 ，常 压 下 水 露 点 小 于 或 等 于一 6 2℃ ；微 尘 含量 小 于或 等 于 5 m g ／ m ，微尘直径 小于 5 m。脱水 装置处 理量 为 51 0 m ／ d ，设 计 压 力 2 7 ． 5 MP a 。 4 ． 4 C N G 压 缩 机 放 空 天然 气 回收 站增 压设 备 包 括 电驱 动 、燃 气 驱 动 两 种 方 式 ，处 理 量 分 别 为 2 ． 51 0 、3 ． 51 0 、 6 ． 51 0 m ／ d ，设计压力 2 7 ． 5 MP a 。主要设 备 ，如 压 缩机 、净化 器 、冷 却 装置 、控制 系 统等 都 集成 在 橇 装 底 座 上 ，形 成 一 个 整 体 系统 ，具 有 密 封 、隔 音 、保温 、防暴等功能 。其最大的优点就是拆卸移 动 方便 ，现 场组 装调 试 简单 。压缩 机 控制 部 分 由压 缩 机 配套 P L C控制 系统 完成 ，对监 控 点模 拟 量进 行 控 制 。配 变 送器 和 文本 显示 器 ，对油 压过 低 、油温 过 高 、一 级 吸入 压力 过 低 与 吸入 压力 过 高 、末 级排 压 过 高 、各 级排 温 过 高 、电动 机 过载 等 自动 保 护与 控 制 。压 缩 机 P L C控制 系统 采 用 P R O F I B U S 总线 与 站控 P L C主机 通 信 ，上 传各 状 态 信息 ，并 接 受 站控 P L C主 机发 出 的停机 信号 。 4 ． 5加 气柱 加气 柱 采用 全 自动控 制 ，计 量部 件 采用 进 口科 里 奥 力 原 理 质 量 流 量 计 带 有 温 度 传 感 器 进 行 补 偿 ，到 2 0 MP a 后 自动关 闭 。其 主要 参 数如 下 计 量 精度0 ． 5 ％ 最 大流 量 4 5 0 0 m ／ h 90 0 0 m ／ h 加气 额定 压 力 2 0 MP a 耐压 强度3 7 ． 5 MP a 防爆 等级E x d e mi b I I A T 3 工作 电源 2 2 0 V1 5 ％ 5 0 Hz士 1 Hz 最 大工作 压 力 2 5 MP a 环 境 温度一 3 O～5 0 o c 额 定 功率 2 0 0W _ 5 塔 中放 空天然气 回收投入成本与单 位 成 本 5 ． 1 工程 汇总 投 资 塔 中 放 空 天 然 气 回 收 工 程 于 2 0 0 8 年 开 始 投 资 建 设 ，至 2 0 0 9年 7月首 批 7 个 回收站 建 设 完毕 ，工 程 投 资情 况如 表 1 所 示 。 表 1工 程投 资 汇 总 5 ． 2 各站 成本 前 七站 各 回收 站主要 成 本情 况 如表 2 所 示 。 表 2 主要消耗 口 水／ 脱硫剂， 燃料气／ 柴油， 电， 日 项 目 m ， ． a 一 ， ． 一 - 1 0 4 ， ． 一 ， t ． 一 ， 1 k wh． - 定员 6 塔 中零 散 井 放 空 天 然 气 利 用 效 果 通 过 回 收 天 然 气 ，减 少 天 然 气 无 谓 的 放 空 燃 烧 ，从 而减 少 排放 二 氧化 碳 ，并 通 过 出售二 氧化 碳 减排 指 标 获得 收益 。二 氧化 碳减 排计 算 方法 必 须根 据联 合 国气候 变化 框 架 委员 会执 行 委员 会批 准 的方 法 学 A MO 0 0 9 进 行计 算 ，影 响 二 氧化 碳 减 排 量 的 因 数有所 回收的伴生气体积 、伴生气 中碳成分的质量 含量 、回收过程 甲烷气体的泄漏 。以下 的计算不考 虑 泄漏 ，计 算公 式 如下 C O 减 排量 回收 的天然气 体 积 天 然气 中碳 成 分 的平 均 密度 4 41 20 ． 0 0 1 塔 中油 田零 散 井 放 空 天 然气 回收 量及 C O 减 排 量 如表 3 所 示 。 己 口 I 5 年 第1 口 期 石 油 石 化 节 能l 5 9 一 环 保 安 至 ， E n v iro n m e n t P ro te ctio n ＆ S e c u rity 表 3 塔 中油田零散井放 空天然气 回收 量及 c O 减排量 截至 2 0 1 2 年底 7 结论 1 塔 中零 散 井 放 空 天 然气 回收 工 程 根据 不 同 井站 的不 同气 质条件 ，采 用不 同 的工 艺 流程 。 2 塔 中零 散 井放 空 天 然 气 回收工 程 使 用 的撬 装 化设 备便 于搬迁 和施 工连接 。 3 抗硫 设备 的使用 ，降低 了脱 硫成 本 。 收稿 日期 2 0 1 5 0 4 2 0 胜利油田实施首口多级细分六层分防分注井获成功 近 日，胜利 油 田石油 工程 技术 研究 院注水 所科 研人 员 ，在 C A C B 2 5 G A一1 井 上首 次实 施多 级 细分六 层 分 防 分 注技 术 获成 功 。 目前 ，该 井六 个层 分 别 日注 水 4 3 、5 7 、7 1 、3 1 、8 3 、4 6 m ，合 计 日注水 量 3 3 1 m ，六 层全 部达 到 配 注要求 ，层段 合格 率 1 0 0 ％ 。该 井 的成 功 标志 着胜 利 油 田精 细 分层 注水 技 术 又 迈 上一个 新 台阶 。 C A C B 2 5 G A一1 注水井属疏松砂岩油藏 ，出砂严重是制约开发的主要因素 ；同时 ，在开发过程 中还 普 遍 存 在 层 数 多 、层 间差 异 大 等 问 题 。 注 水所 跟 采 油 厂 技 术 人 员 多 次对 接 ，对 方 案 进 行 反 复 优化 论 证 ，最终形成了小直径分层防砂 、密闭防蠕动 、测调一体化分层注水工艺技术。该技术整体上缩小了 管柱外径 ，并配套了倒扣安接等作为安全保障 ，降低了后期检换作业施工难度 ；测调一体化技术大幅 缩短了测调时间，提高 了测调精度 ，从而达到了降本增效 的目的；密闭防蠕动分层注水工艺 ，采用平 衡式受力设计以及软锚定技术 ，克服 了管柱伸缩蠕动难题 ；密闭防返吐机构 ，能够有效防止停 注时层 与 层之 间的 窜通 以及返 吐 ，延 长 了管柱 寿命 ，实 现 了管柱 的长效 性 。 该 井 的成 功完 井 ，标志 着疏 松 砂 岩油 藏 分 防分 注技 术 迈入 多 级 细分 的 时代 ，为胜 利油 田水 驱 油 藏 精 细注 水和 高效 开发提 供 了有力技 术 支撑 。 来 源 中国石 油 网 付 亚荣供稿 6 0 l WWW． s y s h j n ． c o rn