油田伴生气回收工艺过程危险性分析及对策研究

油田伴生气回收工艺过程危险性分析及对策研究

伍学锋 李亚龙 蔡 磊

长庆油田公司第八采油厂铁边城作业区，陕西 延安 745708

摘要：在油田的开采过程中，随开采原油压力的降低，同时伴有轻油、水分、生气的出现，只有将伴生气中的水分、轻油等杂质去除之后，才可以作为加热炉的燃料使用。通过学习国内外文献，以A油田为例，分析A油田在站场内的技术处理为例，需要进行计算研究，分析站场内存在的安全隐患和缺陷，优化改进原有处理工艺流程，研制新型伴生气空冷回收集成装置。

关键词：伴生气；回收工艺；环保；节能

油田伴生气是油田在开采过程中，油层之间有伴随石油液体产生的天然气，主要成分甲烷，可以做燃料，油田伴生气又称油田气，俗名是瓦斯。在伴生气回收工艺的生产工程中属于关键环节。本文通过对伴生气回收处理工艺进行研究，从生产工艺流程着手，研制出新型伴生气空冷回收集成装置，主要是将“先除油再空冷”改为“先空冷再除油”，提高了伴生气回收效果，解决了伴生气无效排放、污染空气等安全环保问题，现场应用效果好，推广应用前景广阔，该工艺进一步回收其它有害物质，既可以降低回收成本，又能够现场制备符合国家标准的民用液化气，从而达到环保、节能、创造更高经济效益的目的。

1 油田伴生气回收工艺的概述

20世纪初期，国内外学者已对油田伴生气回收工艺进行了研究，本文简单介绍了几种典型的伴生气处理回收工艺，由于各油田个体差异性，对技术的适应性有一定要求，比如，海上油田气，宜选择集成化撬装工艺处理设备，主要成熟技术有PSA技术、膜分离技术、SDA技术、涡流管脱水技术、气波脱水技术等。陆地油气田，宜选择技术集成的处理工艺，主要成熟技术有膜分离技术、PSA技术和SDA技术集成的天然气“干法”回收技术。针对油田气自身的特点，选择适宜的回收处理工艺，可提高油气田气的利用率，进一步提高企业经济效益。在油田上，油田伴生气一个很重要的用途，即作为加热炉的燃料。从伴生气中回收轻烃一般需要经过回收、压缩、分馏等工艺来实现。

2 油田伴生气回收工艺过程危险性分析

以A油田为例，研究油田伴生气回收工艺技术，该油田伴生气处理工艺的流程主要有：油气水混合物进入卧式分离器进行气液初分离，分离后的气体进入卧式除油器进行二次分离，除油器可以将气体中的大颗液滴及轻油分离，U型干燥器—冷却（分离气体中的小液滴和轻油）—加热炉燃烧器。该流程均使用钢制管道输送，并有排污、调压、回流流程，不定期地排出系统中沉积下的液滴。在A油田，这种处理技术已经运用了30多年，同时，该技术也存在以下问题。

2.1 回收与处理系统密封性差

油田伴生气回收工艺流程上有关键设备干燥器，体积庞大而缓冲空间局限，陈积液量大，人工操作阀门弊端大，易跑气，回收轻油频繁，回收过程中存在较大的漏气安全隐患。干燥器由若干倒置U型管组成，若干卧式桶型容器上连接倒置U型管下部，积液就存放于桶型容器内，系统天然气压力进行定期开阀门，并将液体排放到系统中。但是，在此过程中，也存在很多弊端，人工操作阀门，会将干燥器内的天然气压到系统内，导致天然气外泄，有很大的安全隐患。

2.2 积液过多，造成加热炉燃烧不充分

随着油田各站库对燃料的回收程度要求的提高，逐渐采用全自动燃烧器，采用经原流程处理后的天然气质量，不符合新型燃烧器的要求，从而造成加热炉燃烧效率低。燃料气不适应加热炉，油田伴生气内含水高，气液比下降，可能会出现熄火、燃烧不完全、火烧炉体等现象，安全隐患较大，无法精确控制。

2.3 除油器运行效率低

以往的除油器的有效空间约30m3，分离后的天然气体直接进入除油器后，由于气温变化幅度小，从而天然气体中轻油沉降效果不明显，沉油量小，部分站场一个月回收一次，造成站场回收轻油周期长。针对已存在的问题，得出伴生气处理工艺需要进一步通过优化改进流程来减少操作安全隐患，进一步提高生产管理效率。

3 油田伴生气回收工艺技术优化策略

3.1 工艺流程优化

油田伴生气回收工艺优化前工艺流程如下：站外来油气水混合物—一级分离（油气分离器）—二级分离（除油器）—三级分离（干燥器）—去加热炉。油田伴生气回收工艺优化后工艺流程如下：站外来油气水混合物—一级分离（油气分离器）—二级分离（空冷器）—三级分离（除油器）—去加热炉。通过对比流程异同点，不难发现，优化前后的主要区别是“除油”“空冷”的先后顺序。在站外来油气水混合物经过油气分离器经过二级分离空冷器急剧降温，大量轻油被分离，再进入体积较大、缓冲空间较大的三级分离除油器中，提高除油器收集轻油的效率，方便单位生产和管理。

3.2 伴生气空冷回收集成装置的研制

传统伴生气处理流程是由单个立式除油器和卧式干燥器设备连接而成，管道往返于两套组合设备之间，消耗大量资金。为了满足防火间距要求、检修、安装方便等，该组合设备还占据大量空间和土地，导致运营成本的增加。伴生气空冷回收装置经过优化改进之后，将两套设备合二为一，空冷器安放在除油器上部，减少管线用量，降低占地面积，简化操作流程。天然气中的轻油流入较大容积的除油罐，不仅回收到系统还可以降粘减阻。分离气来的天然气较站外来液温度高，首先进入空冷器，经过空冷管道换热降温。针对不均衡的站外来气，除油罐可以充当缓冲罐，保证气源的稳定输入。列管式的空冷器可以保证每根空冷管道通过的气体均匀平衡，提高空冷效率。为保证出油直接进入除油罐，将出口设置在空冷器底部，天然气经过空冷作用之后，受重力沉降及捕雾装置作用，凝结成液滴。最后，加热炉区便可以使用回收后的天然气。

4 伴生气空冷回收集成装置应用分析

4.1 伴生气空冷回收集成装置可行性分析

采用先空冷后除油工艺，较以往工艺，能够从管道、制造费用、占地面积、工程投资等多方面进行节省大量人力物力财力，还可以带来良好的经济效益。相比过去，这种最新技术不仅可以减少天然气排泄量，还可以提高企业安全生产，降低事故发生率，便于人工操作管理。目前，A油田多座联合站、接转站油气处理场已经平稳运用先空冷后出油工艺，收油便捷，操作易上手，伴生气处理效果理想，不仅解决了环保问题，还降低了安全生产隐患。A油田采用的密闭集输流程，占地面积小，流程简便，便于管理，应用前景广泛。

4.2 伴生气空冷回收集成装置经济效益分析

以A油田伴生气现场回收工艺为例，做如下经济效益分析。对于以往的油田伴生气均直接被燃烧掉，大大浪费了宝贵的资源。现将采用撬装轻烃回收装置，利用回收的伴生气或处理成LNG或采用LNG集装箱运输，就近销售。通过对伴生气空冷回收集成装置经济效果的调研，使用效果特别好。可以实现完全自控运行，降低运营成本，操作简便，工艺流程简单，还可延长使用寿命。回收的伴生气，最直接的利用就是替代生产过程中原油的消耗，减少原油的损耗，降低成本。除此之外，还可以将液化伴生气通过集装箱运输到城市售卖，赚取差价，实现经济效益最大化。合理利用伴生气，可以优化能源消费结构，提高人民生活指数，改善生态环境，建设环境友好型社会有重要意义。

5 结语

源头处进行回收与处理伴生气，既能高效地提高能源利用率，又能减少伴生气直排进空气或燃烧而造成的对环境的污染，进一步达到节能减排的目的。采用伴生气空冷回收集成装置进行回收气体，具有更高的经济性，具有良好的经济性和市场前景，整套流程作业，动力源取材方便，不受场地局限，还具有高度的集成性和技术互补性，便于撬装式运移。油田伴生气空冷回收集成装置，在油田伴生气的回收利用中愈发受到重视，作为A油田，还需要进行更多的付出和努力。

参考文献：

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