摘要：油田由于离岸较远且空间有限，产出的伴生气能否有效利用直接受到应用场合经济性的制约。目前，我国油田伴生气的用途包括透平发电、锅炉生热、汇集外输、气举和回注地层驱油等，其中透平发电最为广泛。透平燃烧发电对气质有一定的要求，如需高于水露点、烃露点30℃左右等。另外，火炬燃烧放空会因为富含重烃而产生黑烟，污染环境。因此伴生气的重烃脱除关系重大。目前，已形成几种相对成熟的脱重烃方法，各方法具有一定的适用场合和条件，实际工程中需结合实际条件和需求，综合对比分析，确定合理方案。
关键词：油田；伴生气；脱除；重烃；对比
1低温分离技术应用
低温分离方法主要利用伴生气中各烃类组分露点不同特性，将伴生气冷凝到一定温度下（一般重烃组分露点），使得伴生气中的重烃组分被冷凝为伴生气轻烃，沉降出来，与气体分离。根据制冷方式的不同，又分为冷剂制冷、膨胀制冷和联合制冷三种方法。 （1）冷剂制冷法。冷剂制冷法主要指由外部单独设置的冷剂系统为伴生气的冷凝提供冷量，
即冷剂系统与伴生气之间相互独立，无直接关系，因此其工艺流程主要为伴生气轻烃回收与分离、冷剂循环两部分组成。冷剂系统可以是机械制冷也可以是压缩制冷等。根据冷源的利用情况，可以是单级制冷、多级串联制冷和阶梯式制冷。
（2）膨胀制冷法。膨胀制冷法多用于气体存在较大富余压力的场合，如高压管输气接入城市燃气管网时富余的压力。高压气体通过节流阀或膨胀机等膨胀制冷设备时，由于焦耳一汤姆逊效应温度显著降低，由于焦耳一汤姆逊效应在低温下温降更加明显，所以往往设置
与冷凝物换热而预冷单元后再进入多级膨胀设备。温降幅度主要取决于气体温度和压力。膨胀机的制冷效果好于节流阀，但膨胀机投资较大且受到滞液量的限制。油田产出物由于受到安全性和产能的作用，产出的伴生气的压力较低，且平台空间有限，因此该方法对油田伴生气来说不太适应。
（3）联合制冷法。联合制冷法，即将冷剂制冷法和膨胀制冷法联合起来。一般来说，先通过冷剂制冷法将高温气体的温度降低下来，即预冷，当降低至一定温度后，再利用节流阀或膨胀机等降压膨胀制冷，此时温降深度将大幅提高。两者提供的冷量情况和预冷深度等需要经过综合对比后方可确定。该方法即要求伴生气有一定的富余压力，又需要一定的空
间和设备布置冷剂制冷相关设备，因此在油田的应用极少。
不同温度的多股伴生气轻烃混合是导致伴生气轻烃管线出现水击的主要原因。主要有以下两种情况会造成不同凝结水之间温差较大：一是不同装置或界区对集气热量的利用程度不同，尤其在不同装置汇合处犹为明显，这种情况比较多，疏水器出口温度、集气换热器换热效果等直接决定了伴生气轻烃的温度；二是不同压力等级伴生气轻烃混入同一伴生气轻烃回收管网，高压力伴生气轻烃由于压力降低，释放潜热，造成伴生气轻烃汽化，引起水击。此外，管线变径处或管线胀力弯处出现微量泄漏，也会导致管线水击现象的发生。解决水击问题应从以下几方面入手：(1)对多路伴生气轻烃的温度、压力进行汇总梳理，如温度、压力差过大，则不应汇入同一管网回收，应建立多路伴生气轻烃管网，直至常压罐或闪蒸罐；(2)常压或低压伴生气轻烃管网温度接近的多股伴生气轻烃，应使伴生气轻烃温度统一至100℃以上或以下(即闪蒸前伴生气轻烃与闪蒸后伴生气轻烃混合)；(3)伴生气轻烃管线出现泄漏应及时处理，避免因泄漏导致局部闪蒸，使管线出现水击现象，导致泄漏扩大；向上的管线应力补偿弯应不定期进行排气，避免不凝气聚集；(4)设有多处伴生气轻烃
回收的集气管线局部停运时，一定要停运相应疏水装置，设有止回阀的疏水管路也应关闭相应手动阀门，避免伴生气轻烃回串导致集气管网无法顺利投运。（5）针对油田伴生气上游伴生气集气，集气管线降低伴生气轻烃，减少管线冬季运行冻堵，降低管线解堵频次，保证集气压缩机正常输气。
油田阀门3 其他需注意的问题
在采油过程中产生的伴生气，其主要成分为甲烷，同时含有丙烷、丁烷等重组分。油田伴生气通常压力低、产量小，部分经压缩机增压后用作本平台或下游平台伴生气，其余均通过火炬燃烧放空。火炬燃烧不仅造成资源浪费，而且伴生气中的重组分会导致燃烧不充分产生黑烟，污染环境。回收伴生气液烃可以降低油气损耗，减少经济损失；降低伴生气烃露点，利于管输；还可减少环境污染，因此有必要对伴生气液烃进行回收。
(1)集气分配站及油田设计安装应以方便检修和操作为原则，对于腐蚀性气体泄漏区域，应定期对阀门进行润滑处理，防止阀门长期不操作导致锈死，集气分配站及油田备用口应尽量设置在主管处，防止备用口在极端气温天气出现冻裂的情况。
(2)集气管线安装应尽量避免或减少采用U型弯，必要时可沿主管线增加环型应力补偿或沿阀门法兰增加U形补偿，防止U型弯在寒冷天气因保温不全导致集气管冻堵，同时集气管应位于主管线下方或侧下方，采用绑扎固定，而不宜采用与主管焊接的固定方式。
(3)集气分配站或油田与主集气或轻烃连接处应设置2道阀门，一道常开，另一道用于正常隔绝，防止检修时因阀门内漏导致集气集气整体停运。
(4)应制定集气系统巡查机制，重点检查工艺介质防冻集气管线，并建立台帐、问题记录本等，夜间应设立专门保运人员，以协助缺陷处理。
(5)集气系统在冬季停运后，应及时排净管线内积水，对疏水器进行吹扫，可打开丝堵排水，防止冻坏；夏季集气系统停运退出后，应尽量保证管线及疏水器内部处于满水状态，或通入氮气将管线吹扫干净并保持微正压，防止管线及疏水器部件出现锈蚀或电化学腐蚀，影响后续运行稳定性。
(6)现场油田应安装便于识别的标识牌，包括被集气介质、管线走向等信息，提高隔绝、投运的操作效率，避免误操作。在不凝气较多的轻烃系统，如已影响到离子交换系统的正常
运行，应尽快查不凝气泄漏源，消除泄漏。轻烃管线可通过打开高点放空阀进行检查，如含气量较多，则应考虑是否存在泄漏，还可进一步通过气体取样并进行谱分析，获取更精确的结果。进行气体取样时，不可用常规方法直接取样，应将高点排气引入小型气水分离装置，再通入小型换热装置降低温度，最后通入气体收集袋，将不凝气收集，进行分析。
结语
油田伴生气能否有效利用直接受到应用场合经济性的制约。我国油田伴生气主要用途为透平发电和海管外输，其对气质均有一定的要求，在实际中需要脱除液烃，保证安全生产和可靠运行。目前，已形成几种相对成熟的脱重烃方法，各方法具有一定的适用场合和条件。低温分离法对油田来说，主要用于深度较浅的脱水脱重烃，难以适应深度脱除；吸附分离法需要配置尺寸较大的吸附塔，另外再生能耗大，吸附剂寿命短等因素制约其在油田的应用；膜分离技术和超音速分离技术作为新型的分离方案，由于结构紧凑、占地面积小、操作费用低，特别适用于油田伴生气的重烃脱除，具有广阔的发展前景。
参考文献：
[1]祁亚玲，宋东辉，汪贵.膨胀制冷在天然气脱烃工艺中的应用[J]．天然气与石油，2011(03):27-29．
[2]尚静.利用膨胀制冷技术脱水、脱烃的研究和应用[D].西安石油大学，2014.
[3]傅敬强.天然气净化工艺技术手册[M].石油工业出版社，2013.
[4]杨焕丽．吸附法脱除天然气中C5+重烃的研究[D]．天津大学，2009．
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议