长庆油田油气集输与处理系统节能降耗研究.pdf

一 8 0 一 ■ 节能减排 石 油 和 化工 设备 2 O 1 1 年第 1 4 卷 长庆油田油气集输与处理系统节能降耗研究 何毅 ，夏政 ，林罡 长庆科技工程有限责任公司 ， 陕西 西安 7 1 0 0 1 8 [ 摘 要]针对长庆油田部分老区块资源递减和地面工程效率低下的现状，从降低油气集输能源消耗、降低油气损耗量、进行 节能新技术试验采用数字化井场降回压装置等多项节能降耗的措施。 [ 关键词]油气集输；节能降耗；方法措施 1油 田现状及节能技术适应性评价 长庆油 田经过三十多年的开发，老区块产 量 逐步递减 ，生产系统经长期运行 ，部分油气站场 接收处理的液量逐渐减少 ，站场规模相对较大， 出现 了 “ 大马拉小车 ”现象 ；部分站场现有燃烧 系统配置较老，燃料燃烧不充分 ，造成 了资源的 浪费；部分井场仍存在伴 生气利用率低 ，随意火 炬放空等现象 。应采取措施 ，提高资源利用率 ， 减少能源损耗 。 1 ． 1降低油气集输能耗 1 ． 1 ． 1降低油气集输动力消耗 1 结合油藏特 点和油藏形态、地形地貌、 工艺流程及建设现状 ，适应 油田滚动开发 ，合理 确定项 目规模 ，优化 系统布局 ，分期建设 ，形成 集输站场二级布站格局 ，简化工艺流程 ，界定经 济合理的集输半径，减 少油气增压次数 ，提高系 统运行效率 。根据 油气集输 设计规 范有关规 定 ，低产油 田的机械采 油井采用 管道集输 时，井 口回压可为 1 ． 0 ～ 2 ． 5 Mp a 。不加热集输 半径基本控 制在2 ． 5 k m以内，在残塬地貌 的出油管线需考虑爬 坡带来的附加压降。 2 根据原油产量、集油半径 以及 油品性质 低产 、低粘度 、低凝点 、低含水、高气 油 比 等因素 ，集 油工艺采用不加热密 闭集输工艺，井 组出油管线 定期投球清蜡 ，降低井 口回压 。该工 艺充 分利用原 油的低温流变性和含气原油降凝 降 粘 的特性，工艺简单、能耗低、投资省 。 3 原油脱水采用增压点加药 、管道破乳、 油气水三相分离脱水工艺 。由于管道 破乳把油包 水 型乳状液转化为水包油型 ，或者分出部分游 离 水润湿 管壁 ，可 以降低 管线 压 降 ，达 到节 能 目 的 。 4 增压点外输油气管线安装清管设施 ，定 期清 除管 内结蜡 ，确保 管道运行效率 。增压点原 油加热采 用立式水套炉或真 空加热炉 ，采用炉体 内的热盘管对 原油进行加热 ，原油流经管根据站 场液体流量、加热负荷 、采 暖负荷与 油水加热负 荷 比例进 行设计，确保 加热效果好 ，压 降小 。增 压点采用油气混输工艺。 由于油气 比较 高，井 口 来液量、来气量不均匀 ，油气混输泵配套变频调 速装置 ，确保混输泵安全、平稳 、高效、连续运 行 。 5 在输油泵 的选择上，增压点选择高效混 输泵 ，联合站选择无泄漏 、效率大于7 0 ％的高效 离心泵 。输油泵使用变 频技术。以一个接转站为 例 ，站场设计规模8 4 0 m ／ d ，实 际产液量为2 1 1 m ／ d ，外输泵功率7 5 k W，年耗 电量6 5 ． 7 1 0 k Wh ； 外输泵增加变频器后 ，年耗电量2 6 ． 2 8 1 0 k Wh ， 输油泵增变频设备增加投资8 ． 9 万元，电费由过去 的4 0 ． 7 3 万元下 降为 1 6 ． 2 9 万元 ，每年可节约 电费 2 4 ． 4 4 万元 ，设备投资 当年即可收回，经济效益明 显 。 1 ． 1 ． 2降低油气集输的热能消耗 1 井 口采取保温及加药措施，充分利用井 口回压 、原油的地层余热 ，采用丛式井单管不加 热密闭集输 工艺，进行单井集油 ，节约井 口加热 能耗。对 于产液量大 、超过集输半径 的井组 ，可 采用黄夹克保温 不加热集输 ，最大 限度地利用原 始地 热 能 。 2 根据油 田土壤湿度及地下水位特点，管 道均采用沟 埋敷 设方式 ，埋设深度在冰冻线 以下 2 0 0 mm。对 于热 油管道 ，采用聚乙烯泡沫塑料黄 夹克保温技 术，减 少管输 原油散热损失 。管道保 温运行能耗大大降低 ，一般 1 年左右即可收回保温 作者简介何毅 1 9 8 2 一，男，IN ／ I I 南充人，2 0 0 6 年毕业于西 南石油学院油气储运工程专业， 助理工程师，现从事油田地面工程 设计 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第1 0 期 何毅等 长庆油田油气集输与处理系统节能降耗研究 ． 8 J一 费用投资。 3 联合站、增压点的加热及换热设备、储 存设备 以及输送热介质 的原油管道 、热媒管道 、 热水 管道等均进行保温绝热 ，地上设备及管道外 部采用镀锌铁皮 ，埋地设备及管道采用聚 乙烯粘 胶带进行保护 。 4 确定加热炉 台数和单 台负荷时，根据工 艺计算 的冬季高峰耗热量配置加热炉 总负荷 ，夏 季应停运 1 台加热炉进行检修，选用单台加热炉 负 荷，确保加热炉的负荷率高于8 0 ％。 1 ． 1 - 3降低原油脱水能耗 原 油集 中于联 合 站进 行 脱水 ，脱水 采 用 油 气水 三相分离器 ，利用增压点来 油余压直接进 入 三相 分离器 ，不设专 门的脱水泵 。原油脱水采用 增压 点加药、管道破乳、油气水 三相分离脱水 工 艺。联合站含水 油升温 至脱水温度 后，进入三相 分离器脱水，实现一段脱水达到净化油标准 。 超低 渗 原 油 开发 初期 ，含水 率 低 ，且 原 油 脱水 后马上进 行稳 定 ，脱水升温 的热能得 到有 效 利用 。开发后 期油 田含水上升，需二段沉 降脱水 时，可根据 需要将 流程调整 为二 段三相分 离脱水 流程 ，或三相分离、溢流沉 降二段脱水流程 。 1 ． 2降低油气损耗量 1 ． 2 ． 1油气密闭集输 部 分油 田的气 油 比较 高 ，可达 到 1 0 0 m ／ t 以 上 ，采取 一 定措 施 ，合 理 回收和 利用 伴 生气 资 源 ，非常必要 。集 输流程采 用全过程的密闭集 输 工艺 ，主要采取 以下5 项措施确保流程密闭 1 井场套管气回收 。主要采用定压 阀回收 套管气 ，即在井场采用密闭油井套管 ，安装定压 放气 阀回收套管伴生气 ，当套管气压力达到设定 压力后 ，定压阀打开 ，套管 内伴 生气进 入集 油管 线回收系统 ，避免因放空造成资源浪费及 环境污 染 。 2增压 点密 闭混输技 术 。增 压点一般 位 于残 塬地貌油区 ，规模较小 。主要针对长庆油 田 复杂、破碎 、多变的地形 ，对于偏远 、地势较低 和 沿线高差起伏变化大的井组采用增压点增压输 送 ， 以降低 井 口回压 ，加大 输送 距离 。根 据 实 践，伴生气递减速度较快 ，为避免几年后气量递 减 过快造成管线闲置 ，增压点集输工艺建议采 用 混输流程 。 3 油气水三相分离工艺。联合站选用 的油 气水高效三相分离器 ，依靠油、气 、水之间的互 不相容及各相 间存在 的密度差进 行分离 。该工艺 与传统大罐沉 降工艺相 比，脱水流程密 闭，避免 了油气损耗 ，体积小 ，热损失小 ，还可大大减 少 占地 面积 。 4 原油稳定和 轻烃 回收工 艺。经过三 相 分离后 的原油直接进入 常压油罐时 ，由于压力降 低 ，有大量气体析 出，呼吸损耗很大 。因此三相 分离器 出 口净化油直接进行原油稳定 ，稳定后原 油再进 罐储存 ，可有效减少油气损耗 。伴生气与 稳定气经气体处理装置分离后 ，干气作为燃料 ， 液化气、稳定轻油外销。 5 原油储存 。由于 超低渗 原油 闪点低 ， 原油经过稳定后选用 浮顶储进行储存 ，同时在储 罐上安装阻火器和 呼吸阀。另外 ，浮顶罐 的浮顶 边缘密封 ，在一次密封的基础上增加 二次密封结 构，减少呼吸损耗 。原油储存温度一般为3 0 ℃， 比油品凝固点仅高出7 ℃，罐 内设必要 的保温用加 热盘管，储罐罐体设置保温层，防止热量散发。 6 大罐抽气管线 的设置。为防止油气散发 到大气中 ，脱水站或 联合站利用大罐抽气技术 回 收油罐挥发气 ，可将储存 同类油 品的油罐用管线 将气体空间连通，构成一个密 闭的集气系统 。大 罐闪蒸气和油井伴生气去轻烃回收装置。 1 ． 2 ． 2原油 稳 定 原 油稳定是一项节 能项 目，既回收了宝贵 的 轻烃组分 ，又降低 了原油在储运过程 中的挥发损 耗 ，还大大提高 了储运过程的安全 性。原油稳定 装置与原油脱水及 外输进行 统筹，优化 了换热流 程，合理利用能量。 1 ． 2 ． 3 轻烃回收 根据 原料气压力 、组分 ，轻烃 回收需加压及 制冷 ， 目的是为 了回收c 及更重 的烃类 。根据有 关技术 要求 ，以回收C 为主 的装 置，C 收率 为 6 0 ％9 0 ％。通过工艺计算 ，轻烃回收工艺采用改 进型冷油吸收工艺可满足要求 。 轻 烃 回 收装 置 的干 气供 联 合站 加热 炉 用气 外 ，剩余伴生气可建C NG站，供钻机及附近燃油 站场用气，也可作为商品气外销。 1 ． 2 ． 4减少伴生气放空 采用 多种集气工 艺技术，将 油 田伴生气输至 联合站集 中处理 ，油气集输系统设计油气密 闭率 1 0 0 ％，防止宝贵的伴生气资源放空。 轻烃 回收生产 的干气 除一部分 供联合 站、增 压 点及倒班 点作燃料气外 ，剩余干气进一步考虑 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m