海上气田外输露点合格技术研究与应用探索.pdf

.-46-2023年第2 6 卷论文广场石油和化工设备海上气田外输露点格技术研究与应用探索柳强（中海石油日（中国）有有限公司上海分公司，上海长宁，2 0 0 335）摘要某海上气田由于C02含量高，要求外输天然气水露点-2 0（工况压力下），随着开采的深入，各井油压持续下降，外输产量无法满足下游用户需求。通过降压生产来提高产量，但天然气水露点却无法保证。本文主要对海上气田降压生产如何确保外输露点合格提出具体措施。【关键词】降压生产；露点；三甘醇；脱水塔海上气田降压生产时，如果保持三甘醇脱水系统及再生系统各项操作参数不变，天然气水露点会升高，主要因素：一是脱水塔压力降低，其天然气处理能力会稍微降低；二是天然气中的水分含量与压力成反比，同时又水分溶解度又与温度成正比。在温度为35的情况下，压力由7 30 0 kPa降至6 50 0 kPa时，天然气中水含量由8 2 0 mg/m3增加至980mg/m，见图1。故系统降压后，天然气中含水量增大，如果以原来工况继续运行，会导致外输天然气露点超标。1优化进塔温度根据操作规程和实际经验表明接触塔工作压力 17 MPa，接触塔顶部采出的干天然气露点不受接触塔工作压力影响。将天然气进入接触塔的温度减小，随着湿天然气和贫三甘醇液在接触塔内部的流体传质温度的减小，贫三甘醇溶液中水蒸气含量逐步增高，湿天然气中的水分含量逐步减小，从而增强了三甘醇脱水的效果。湿气冷却器天然气出口温度设点为35，调节温度需考虑的因素有（1）湿气冷却器处理效果及冷却水温度；（2）按照接触塔方面来讲，根据现场的操作实践表明三甘醇的吸收温度指标控制2 7 38 为最佳。当接触塔的吸收温度低于操作规程的最作者简介：柳强（198 2 一），男，汉，湖北枝江人，西南石油大学石油工程专业毕业，工程硕士，工程师。长期从事海洋石油与天然气开发开采工作。200000气体机对密度的校证800000600005000040000300000福对瓷度.72000001150000对分子度量8000060000盒盐能的校证500040000300020001600100盐水中婚燃体费，6000500010003000桂意：虚线系豆图平35C,6500kPa售，实际的了街水合980mg/m2000量收低，载的角度是爆发的满数二1500610035C,7300kPa820mg/m800400300200此线位置系150维成的通数15604030-20100102030050607080100120140福度，艺油图1无硫天然气的水含量石油4柳强海上气田外输格技术研究与应用探索第9期低温度（2 7），三甘醇运动粘度会逐步增加，塔内出现起泡现象，这样就会使三甘醇的流失量增加大；当接触塔的吸收温度低于操作规程的最低温度（38），三甘醇容易就不会很好地吸收天然气中的水分，脱水效果不佳；（3）严格控制湿天然气入塔温度，应使其高于水合物的产生温度；（4）天然气进接触塔的温度与贫甘醇进接触塔的温度差控制在5 8 之内，三甘醇脱水效果最好。结合以上实践因素来看，湿天然气进入接触塔的温度存在最佳的控制区间（2 8-30）。在富三甘醇再生成贫三甘醇过程中，再生温度过高会使用三甘醇流失剧增，同时再生温度过高又会使其脱水效果降低。根据操作规程和现场实践得出三甘醇的脱水温度存在最佳控制范围，海上气田一般其温度控制在比接触塔内天然气温度高5-10 为宜。三甘醇纯度在99%时，湿气进塔温度由35降至30 时，天然气水露点由-18 降至-2 0 以下，满足外输要求，见图2。90403098209910599.8071998-10799.全甘酵的质量百分浓度999209599.9-309799.40-50-600102030405060708090吸收塔操作温度，图2 温度、浓度和露点关系2提高三甘醇循环量在操作规程和实践经验可以看出三甘醇溶液循环量一定程度的增加可以明显达到增强脱水率的效果，但是脱水率效果随着三甘醇溶液循环量达到一定程度后效果很微小。至于将三甘醇循环量调到多少合适呢，可以通过一个理论计算得出。1.00999W%99.95M%99.90W%0.990.98M/(0M-W)99.50W%0.970.960.950.9410152025303540455055TEGCirculationRate,itersTEG/kg HO图3湿气脱水率与三甘醇溶液比循环量在温度为35，压力6 50 0 kPa时，进口天然气中水含量Win=980mg/m；在温度为-2 0，压力6 50 0 kPa时，出口天然气水含量Wout=25mg/m。可以计算出被吸收的水：98 0-2 5=955mg/m；脱水率：955/98 0=0.97 4；查图3可得三甘醇比循环速率：2 8 L/KgH2O；每小时吸收的水量：（Win-Wout）X P/2 4=49.48 K g H,O/h；三甘醇循环量为：28L/KgH,0X 49.48 KgH,0/h=1.385m/h。实际操作过程中，将循环量调至1.4m/h左右，而气田正常生产时，三甘醇设计流量为1.14m/h。需要注意的是循环量的升高与露点的增加值并不完全是正相关的，达到一定量后露点的增加值极小。循环量的增加并不是无限度，还会超过再沸器的操作规程允许控制指标，并且富含水的三甘醇在闪蒸罐中滞留时间不充分（停留时间2 0 min以上），烃醇分离不足，因此流量可酌量增加。3提高贫三甘醇溶液浓度根据操作规程和实践表明湿气温度的确定的情况，贫三甘醇浓度与外输露点成正比，即浓度低露点低。随着汽提量的增加可以降低再生三甘醇溶液表面的气体分压，随着表面水蒸气分压的降低，水分从三甘醇内析出的量增大，可以增加-482023年第2 6 卷论文广场石油和化工设备再生三甘醇浓度，因此一定程度上汽提量与再生三甘醇溶液的浓度成正比。根据实验可以发现，在一个标准大气压下，2 0 0 的再沸器出口温度，再生三甘醇溶液的浓度能够只能达到98.7%，但是经过汽提量的增加，再生三甘醇溶液浓度可能达到99.95%。在操作规程和实践经验可以看出汽提气量一定程度的增加可以明显达到增大贫甘醇浓度的效果，但是汽提气量效果随着贫甘醇浓度达到一定程度后效果很微小。通过化验可知，目前该气田贫甘醇浓度大约为99.6%，查图4可得出，汽提气量0.0 0 5m/L，计算出汽提气量：0.0051.4X103=7m/h。100.099.9气体在填料柱中逆洗汽捷（美国专利310 57 48）99.899.799.699.5气体通过沸器分布纤线注人99.499.399.2常靓生99.199.000.010.020.0330.040.050.060.070.1汽捷气康/八mL）图4汽提气量对三甘醇浓度影响图在保证三甘醇再生温度的前提下根据操作规程适当提高汽提气量，随着汽提量的增大，虽然在一定程度上可以提高再生的贫三甘醇浓度，但三甘醇的流失量也会急剧增大。这是由于汽提气量的增大其中携带的三甘醇量必然增多，因此操作时候应该尽量将汽提气量的温度控制操作规程的最佳控制范围内，并且调整汽提量为外输天然气露点不合格且没有其他方法采用的情况下才使用。4结论在降压生产过程中，由于气田产量没有改变，压力降低将导致天然气流速增加，天然气水露点呈上升趋势。降压生产后为确保外输天然露点合格，可采取以下措施：1、增大三甘醇循环量。在操作规程和实践经验可以看出三甘醇溶液循环量一定成度的增加可以明显达到增强脱水率的效果，但是脱水率效果随着三甘醇溶液循环量达到一定程度后效果很微小。2、提高贫三甘醇再生浓度。在保证三甘醇再生温度的前提下根据操作规程适当提高汽提气量，随着汽提量的增大，虽然在一定程度上可以提高再生的贫三甘醇浓度，但三甘醇的流失量也会急剧增大。这是由于汽提气量的增大其中携带的三甘醇量必然增多，因此操作时候应该尽量将汽提气量的温度控制操作规程的最佳控制范围内，并且调整汽提量为外输天然气露点不合格且没有其他方法采用的情况下才使用。3、控制好天然气进接触塔的温度与贫甘醇进接触塔的温度差在5 8 之内，三甘醇脱水效果最好。参考文献1海上采油工程手册海上采油工程手册 M北京：石油工业出版社，2 0 0 1.2李士富，油气处理工艺及计算 M北京：中国石化出版社，2 0 10.3薛江波，卢庆庆，王亚军等。塔里木油田三甘醇脱水装置参数优化研究 油气田环境保护，2 0 11，5(2 1):30-33.4文四名，卢俊安，温凌云等优化三甘醇系统运行参数的成效 ，四川化工，2 0 12，2(15):30-31.5李雄岩，李雪梅，覃麟植三甘醇脱水处理系统改造 .中国海洋平台，62012,1(27):51-53.7丁建，尚领军，赵超，等.天然气露点不达标的原因分析及对策 .新疆石油科技，2 0 13，2 3(2):6 5-6 7.收日期：2 0 2 3-0 3-2 5修回日期：2 0 2 3-0 8-0 5