胡尖山油田伴生气回收利用技术研究.pdf

第42 卷第10 期2023年10 月石油化工应用PETROCHEMICAL INDUSTRY APPLICATIONVol.42 No.10Oct.2023胡尖山油田伴生气回收利用技术研究王平平，王辉，王庚，李宇飞（中国石油长庆油田分公司第六采油厂，陕西定边边7 18 6 0 6)摘要 油田伴生气是指油田开发过程中，伴随原油液体出现的甲烷、乙烷、碳氢重组分以及硫化氢等气体。通过对伴生气的回收再利用，不仅可以提高能源利用率，而且还能够防止空气污染。胡尖山油田近年积极响应国家碳达峰、碳中和要求，大力开展油田伴生气回收利用技术应用，通过加强前端集气管理、开展密闭集输、构建区域集气网络，建设混烃处理装置及干气返供管线，实现了伴生气的高效回收，对同类油田伴生气回收具有一定的借鉴意义。【关键词 胡尖山油田；伴生气；回收利用；技术研究；混烃装置中图分类号 TE35D0I:10.3969/j.issn.1673-5285.2023.10.019【文献标识码 A文章编号 16 7 3-52 8 5(2 0 2 3)10-0 0 9 6-0 4Research on recovery and utiliazation technology ofassociated gas in Hujianshan oilfieldWANG Pingping,WANG Hui,WANG Geng,LI Yufei(Oil Production Plant 6 of PetroChina Changqing Oilfield Company,Dingbian Shaanxi 718606,China)Abstract JOilfield associated gas refers to methane,ethane,hydrocarbon recombination andhydrogen sulfide and other gases accompanying crude oil liquid in the process of oilfielddevelopment.Recovery and reuse of associated gas not only can improve energy efficiency,but also can prevent air pollution.In recent years,Hujianshan oilfield has actively respondedto the national requirements of carbon peak and carbon neutrality,and vigorously carried outthe application of associated gas recovery and utilization technology in the oilfield.Bystrengthening front-end gas collection management,carrying out closed gathering and trans-portation,constructing regional gas collection network,constructing mixed hydrocarbon treat-ment device and dry gas return supply pipeline,it has realized the efficient recovery of asso-ciated gas,which has certain reference significance for the recovery of associated gas in simi-lar oilfield.Key words JHujianshan oilfield;associated gas;recovery and utiliazation;technical resear-ch;hydrocarbon mixing device*收稿日期：2 0 2 3-0 7-2 8作者简介：王平平（19 8 1一），现在长庆油田分公司第六采油厂工作，主要从事油气田开发、储层评价、开发管理等工作。E-mail:wppl_第10 期胡尖山油田位于陕西省定边县东部，构造位置处于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡的中部西段，矿权面积2 2 9 5km。伴生气资源量510*m/d，前期伴生气主要用于井组加热设施的消耗及冬季员工取暖，利用率不足，富余伴生气排放燃烧，造成大气污染。在国家大力提倡绿色发展、节能减排的背景下，胡尖山油田遵守国家、地方及公司相关的法律法规要求，通过近年来的技术积累，目前已经形成了比较系统的油田伴生气回收与利用技术体系，在实际应用中取得了良好效果。1胡尖山油田伴生气情况1.1伴生气分布情况结合胡尖山油田井场及站点分布点多、面广、分散的特点，1412 个场站分布在南北跨度40 km，东西跨度2 5km的局域上，其中伴生气较为丰富井场53 5个，占总井场数的3 7.9%，伴生气回收集中难度大。目前井组伴生气集气工艺主要包含定压阀回收和油气混输工艺。场站伴生气集气工艺主要包含混输泵油气混输工艺、伴生气自压分输工艺、伴生气增压分输工艺。1.2伴生气组分特征根据区域3 2 4口井套管气数据采集分析，胡尖山油田伴生气组分表来看(表1),C3+含量较高，平均达到29.37%，适合建设伴生气回收利用工艺。2伴生气回收利用2.1新套管气回收工艺由于套管伴生气的存在影响油井产量，直接排放又污染环境，充分回收油井伴生气就至关重要。胡尖山油田在原有井口采油集输流程基础上，安装井口快装式单流阀和集气阀，用气管线将套管气出气口与集气阀连接（图1),在抽油机上下冲程时井口快装式单流阀、集气阀周期性开闭，将套管气导入输油管线中，实现油气混输2-5。2 0 19-2 0 2 3 年共计安装集气阀3 550套，安装后日回收利用伴生气量3.510*m。站点Ci样品154.56样品253.37样品351.65样品442.34平均50.48王平平等胡尖山油田伴生气回收利用技术研究油气分输集气根据胡尖山油田伴生气分散、面广的分布特点，采取新建管线和利旧管线相结合的建设思路，将各站点气源集中，既解决了胡尖山管线气源不集中的问题又节约了管线建设投资。2 0 2 2-2 0 2 3 年共计新建管线19条6 2.3 0 km，利旧管线13 条3 7.9 8 km，形成总管线100.28km的分级集气、中段加压、远程集气的伴生气回收利用管网，年集气供气9 10 x104m。2.3储油罐挥发气的回收2.3.1储油罐挥发气的回收技术储油罐挥发气回收技术是通过大罐抽气装置将原油储罐中挥发出的天然气和气态轻烃进行收集、增压，管输至气处理流程或用于燃料，以达到节约能源、防止空气污染、实现原油密闭储运的目的。回收工艺主要通过罐顶连接集气管线将挥发气进行收集，收集后进人一次缓冲罐进行增压，然后进入二次缓冲分离罐，接入站场内已建伴生气系统外输。原油罐顶呼吸阀、安全阀等安全附件继续保留，紧急情况仍发挥作用，运行过程中，通过实时采集、监测储油罐罐顶气相压力，采用气相平衡原理智能控制抽气压缩机系统的抽气和补气流程，实现储油罐油品挥发气密闭回收系统的连续运行，达到整个系统伴生气的回收及VOCs零排放目标（图2）。2.3.2效果胡尖山油田三座联合站安装使用储油罐抽气装置后，运行平稳，当罐顶伴生气压力达到0.4kPa时装置自动启动，低于0.1kPa时装置自动停止，三套表1胡尖山油田伴生气组分表C2C314.1015.2714.6618.6214.9821.3316.4423.8015.0519.7697一体化集气阀两个单流阀作用下光杆下行时产生低压区井口快装式单流阀套管接头套气管线图1套管气回收新工艺原理示意图2.2iC4nC45.672.454.823.982.594.736.4804.892.79iCs1.300.900.011.030.81nCs1.171.020.911.171.07C600.030.070.120.06C325.8629.3729.6432.6029.3798抽气装置日均回收伴生气量50 0 0 m左右，达到了较好的预期效果。经监测储油罐区可燃气体浓度明显下降,实现了VOCs治理目标。3伴生气混烃回收工艺在胡尖山油田伴生气集中区域，建设处理规模为2.010*m/d混烃站1座，1.510 m/d混烃站1座。工艺特点：主要采用“混合冷剂制冷工艺方法 回收混烃（图3）,工艺无液化气精馏流程。当压力达到某一数值，混合冷剂在某温度范围内随着温度的上升而逐渐气化，在冷剂换热器中与需要冷却的伴生气传热温差很小，石油化工应用2023年大罐来气气相人口分离器出口分离器储油罐压缩机空冷器图2 储油罐抽气回收装置示意图第42 卷因此,效率较高。胡尖山油田伴生气组分比较丰富，采用混合冷剂制冷的方法具有操作简单和节能的优势，其C3,组分收率可以达到9 0.0 0%以上（表2)，生产产品达到工业用混合轻烃原料标准。4伴生气回收利用效果4.1伴生气回收利用率增加液相目前胡尖山油田共安装套管气回收装置3 550套，井口回压都控制在1.5MPa以内，日增加回收伴生气量3.8 10*m，为两座混烃装置提供了2.6 10 m%d伴生气气源。为40 座井场加热炉实现了伴生气供应约1.210m/d,解决了井场原油加温问题。伴生气有效回收利用率由50%提升到目前的8 5%。4.2伴生气回收加工取得良好效果两座混烃装置负荷率、达产率等都取得较好的效果，日生产混烃16.5t（表3），年生产混烃550 0.0 t，年产生效益约2 9 48 万元。4.3节能减排效果突出目前两座混烃装置年回收伴生气量9 10 x10m,年减少碳排放19 6 7 6 t，累计折合节约标煤142 8 x10t。冷剂千气去外输单元区混烃1WAM文稳定塔伴生气冷箱原料气分离器站点名称Ci+C./%胡一联装置67.65胡五联装置58.43设计处理气量装置名称/(m/d)胡一联装置15 000胡五联装置20000白混烃去低温分离器储运单元原料气压缩机原料气压缩机图3 混烃混合冷剂制冷工艺流程图表2 伴生气混烃回收效果原料气干气C3/%C;+C./%28.0985.5431.1276.93表3 混烃装置负荷率、达产率目前处理气量装置负荷率/(m/d)1%11 00073.316.00080.0分子饰脱水撬C收率Ca/%1%2.2084.751.2996.92设计产量目前产量/(t/d)/(t/d)9.06.011.010.5制冷温度/6065达产率1%6.795.5(下转第12 1 页)第10 期从表8 可以看出，在使用辛烷值助剂后汽油辛烷值平均值稳定在9 0.8 7,使用期间数据相较空白剂提升了1.17 个单位，满足装置生产要求，稳定汽油烯烃含量小于3 2.0 0%，满足装置指标要求；液化气中丙烯含量及液化气中异丁烯含量均有所上升，丙烯含量大于41.00%。由此说明，辛烷值助剂能够提高汽油辛烷值，液化气中丙烯含量有一定的上升，汽油烯烃含量能够满足装置指标要求。5总结辛烷值助剂使用按计划完成，过程中装置操作平稳,能够准确的体现出辛烷值助剂的性能。（1)使用辛烷值助剂期间稳定汽油的辛烷值平均值9 0.8 7,较空白剂提升了1.17 个单位，满足装置生产王俊等辛烷值助剂的性能评价及工业应用要求。（2）汽油烯烃含量满足国标要求，维持在3 2.0 0%以下。(3)辛烷值助剂使用期间，液化气中的丙烯含量降低0.2 3%，异丁烯含量增加1.14%。（4)辛烷值助剂使用期间产品分布与空白剂相比，液化气收率上升1.0 8%，汽油收率降低0.17%，柴油收率降低0.5 1%，油浆收率增加0.4 5%,轻质油收率降低0.67%，液体收率增加0.4 2%，总液收增加0.8 7%。(5)辛烷值助剂对系统中平衡催化剂的细粉含量和生焦率没有明显的影响。参考文献：1周亚,刘彬,马明亮.LPC-70降烯烃催化裂化催化剂的工业应用 J.石化技术与应用，2 0 19,3 7（5）：3 3 4-3 3 9.121(上接第9 8 页）5结论参考文献：油田伴生气的回收利用减少了集输过程的油气损耗，安装井口快装式单流阀和集气阀，合理控制油井套管压力,有效降低了井口回压,提高了油井机采效率,安装后日回收伴生气量3.5 10 m。储油罐挥发气回收利用技术也得到了成功应用，降低日常管理过程中的安全风险，日回收伴生气量增加5 0 0 0 m，V O C s 治理取得较好效果。两座混烃装置年生产混烃5 5 0 0.0 t，具有较好的经济效益。胡尖山油田伴生气回收及深加工技术应用降低了环境污染，实现了节能减排，助力了“双碳”目标下的绿色低碳矿山建设。1李春栋.浅析油田伴生气回收利用技术的运用 .清洗世界,2 0 19,3 5(10):4 8-4 9.2李武平，崔艳丽，李渊，等.基于绿色低碳的伴生气回收与利用技术 J.石油石化节能,2 0 2 3,13（4)：2 3-2 8.3肖经伦，张文宇，卜宪彬.油田VOCs治理技术应用与监管探讨 J.化工安全与环境,2 0 2 3,3 6(8)：4 0-4 3.4孙丽丽.轻烃加工工艺与工程M.北京：中国石化出版社，2022.5于世春.长庆油田油井套管气回收工艺技术研究 J.科技资讯,2 0 12,(2 4):6 4,6 6.