油田井、站凝析油密闭回收技术的研究与应用.doc

井、站凝析油密闭回收技术的研究与应用编写：陈康林 毛志高 李瑛 崔建军 康文萃 关克明 赵莉摘要：三叠系油井套管气丰富且普遍用于井、站加温，在冬季运行过程中会产生大量的凝析油，目前采取气液分离器、分液包等方式分离并外排，因受到凝析油易燃、易爆、易挥发的影响，生产现场存在一定的安全隐患。如何解决并回收凝析油成为困扰油田安全生产的一个重大问题，研究凝析油密闭回收技术及应用势在必行。关键词：凝析油 密闭 回收 压力缸 自压 研究应用前 言采油三厂三叠系油井套管气丰富且普遍用于井、站加温，在冬季运行过程中会产生大量的凝析油，目前采取气液分离器、分液包等方式分离并外排，因受到凝析油易燃、易爆、易挥发的影响，生产现场存在一定的安全隐患。 针对以上问题，根据现场生产运行情况，制定了井站凝析油密闭回收工艺，即将传统凝析油外排的方式改为将凝析油密闭回收至油井套管，杜绝了岗位员工直接与凝析油接触的现象，降低了现场安全风险系数，也探索了井、站凝析油密闭回收工艺的方向。一、凝析油应用现状1.1、凝析油特性介绍凝析油是指从凝析气田的天然气凝析出来的液相组分，其主要成分是c5至c8烃烃类的混合物，并含有少量的大于c8的烃类以及二氧化硫、噻吩类、硫醇类、硫醚类和多硫化物等杂质，其馏分多在20 -200 之间，挥发性好，易燃、易爆。1.2、井、站凝析油形成的原因天然气中部分较重的烃类在油层的高温、高压条件下成蒸汽状态，地面采油条件下由于压力和温度的降低，这些较重的烃类从天然气中凝析而出。1.3、井、站回收凝析油的必要性1、在冬季运行过程中，大量凝析油（水蒸汽）冷凝沉积堵塞供气管线，影响加温系统正常运行。2、凝析油大量沉积，随着供气管线进入加温炉，因火咀间歇供气可引发凝析油闪燃（爆）事故。作者： 1986年3月出生，2007年毕业于长江大学石油工程专业，现为采油三厂工艺研究所集输工艺室助理工程师。3、凝析油易燃、易爆、易挥发，如不安全回收，岗位员工在操作时存在一定的安全风险。二、传统的回收模式及存在的问题2.1、井组凝析油传统的回收模式及存在问题传统的井组凝析油回收工艺为开式回收，岗位员工排放凝析油能直接接触到；如果不及时放空，冬天容易导致供气管线及放空闸门冻堵，甚至整个压力缸冻堵，影响日常安全生产及生活。由于三叠系井组众多，各井组放空后的凝析油如不及时掩埋或灌入套管进行处理。凝析油挥发易在井场集结，存在安全隐患。分液包去火炬气管线放空 图2-1：井组传统的凝析油回收流程2.2、增压点凝析油传统的回收模式及存在问题井组来油总机关收球桶加温炉外输泵缓冲罐外输至接转站38方事故罐气液分离器凝析油外排图2-2：增压点传统的凝析油回收流程吴420、池46等高油气比区块新建的增压点未配置1.5m3污油箱，气液分离器中的凝析油经岗位员工应用器皿外排，存在安全隐患。2.3、接转站凝析油传统的回收模式及存在问题井组来油总机关收球桶加温炉外输泵缓冲罐外输至联合站气液分离器1.5m3污油箱200方储罐图2-3：接转站传统的凝析油回收流程传统接转站凝析油经站内气液分离器分离后排入1.5m3污油箱后由泵打入缓冲罐进口，但在冬季运行过程中需要岗位工人频繁手动作业，且不利于数字化站点的建设。三、回收工艺优化及应用效果评价针对井、站现有凝析油回收工艺存在的问题，在充分考虑现有流程及设备的基础上，遵循方便操作、保障现场生产安全的原则，优化凝析油回收工艺。根据采油三厂现有流程制定六种回收方案： 表3-1：凝析油回收工艺优化方案3.1、凝析油回收工艺优化设计方案1：“1.5m3回收罐+液下泵”回收工艺分液包去火炬1.5m3罐液下泵凝析油气管线连接原放空管线273.5 接原油流程图3-1： “1.5m3回收罐+液下泵”回收流程工作原理：将凝析油回收至1.5m3储罐后利用液下泵打入原油流程中。投资费用：3万元方案2：“电子打油泵”回收工艺分液包去火炬电子打油泵凝析油气管线连接原放空管线273.5 图3-2： “电子打油泵”回收流程工作原理：根据汽车供油系统原理，在分液包放空管线安装电子打油泵，连接分液包放空至井口油套环空的流程，利用打油泵将凝析油打入油套环空中。投资费用：1.2万元方案3： 井口自流式净化脱液器工艺图3-3：井口自流式净化脱液器结构图工作原理：套管气经过多层漏斗和阻隔环的作用后，纯净的气体经细过滤网后由出气口引出，而产生的水分吸附在漏斗的表面上并汇聚在最下层漏斗体的斗内，经导水管外排至油套环形空间。投资费用：0.65万元方案4：分液包“自压”回收工艺图3-4：“自压”回收流程工作原理：连接分液包放空口至油套环空流程，利用分液包自身压力将分液包内凝析油压入套管，实现密闭回收。投资费用：0.3万元方案5：增压点凝析油密闭油回收工艺井组来油总机关收球桶加温炉外输泵缓冲罐外输至联合站38方事故罐气液分离器安装电磁阀图3-5：增压点凝析油密闭油回收工艺流程工作原理：在气液分离器出口安装电磁阀依靠气液分离器自身压力将凝析油自动排放至38m3储罐。投资费用：0.3万元方案6：接转站凝析油自动密闭回收工艺井组来油总机关收球桶加温炉外输泵缓冲罐外输至联合站气液分离器1.5m3污油箱200方储罐安装电磁阀 图3-6：接转站凝析油密闭油回收工艺流程工作原理：在气液分离器出口安装电磁阀依靠气液分离器自身压力将凝析油自动排放至1.5m3污油箱。投资费用：0.3万元3.2、凝析油回收工艺优选表3-2：凝析油回收工艺方案优选表3.3、现场应用效果评价3.3.1、井口自流式净化脱液器工艺2010年在五里湾油田试验了6套井口自流式净化脱液器，在现场应用过程中发现，井口自流式净化脱液器可以有效的将套管气中的凝析油分离，具有较好的分离效果。存在问题：1、投资高：全厂三叠系油井共计4491口，若每口井都安装井口自流式净化脱液器，则费用高达2920万元。2、易冻堵：井口自流式净化脱液器底部凝析油回收通道存在死角，易冻堵。3.3.2、分液包“自压”回收工艺2010年在采油三厂塞391-16、五里湾一区柳91-39、新寨旗12-30、吴平7等井组安装应用了分液包“自压”回收工艺，在现场应用过程中，可实现凝析油密闭回收，杜绝岗位工人直接接触到凝析油。存在问题：1、在凝析油回收过程中岗位工人需要开关的闸阀较多，增加了岗位工人的劳动强度。2、分液包至油井套管接头处的管线较长且需要一定坡度，在冬季运行过程中易冻堵。 为了解决岗位工人的劳动强度大的问题，我们在盘38-31井组试验了超重力分离装置，选择了将进气与出液混合在一起的方法。工作原理：天然气由进口进入超重力分离筒，在超重力分离筒内采用旋流式、利用来气体的自身能量、气体流速增加，实现小粒径液滴与天然气的离心分离。随后气体进入设备腔室，经过填料除雾后排出。实现气液两相的分离，减少出口气体中的含液量，液体则由设备下部出口排出。 图3-7：超重力分离器结构图及现场实物图表3-3：超重力分离器试验情况表由上表试验情况得出结论：使用超重力分离器后，总的出液量增加一倍，认为超重力分离器具有良好的气液分离效果。 存在问题：1、经过处理后的气体会在高流速状态下携带一部分大颗粒液体，从而导致原有的分液包还有凝析油。2、超重力分离器底部积液易冻堵。3.3.3、自动密闭油回收工艺 2010年在五里湾油田试验应用了凝析自动密闭油回收工艺，通过远程控制可实现电磁阀自动开启，凝析油依靠压力缸自身压力被压入污油箱。存在问题：电磁阀打开后压力缸内凝析油瞬间排出，造成大量油气溢出污油箱，存在安全隐患。四、存在问题及下一步的改进方向4.1、存在问题井口自流式净化脱液器工艺：投资高，在全厂三叠系油井全部安装则费用高达2920万元；底部管线易冻堵。分液包“自压”回收工艺：增加了岗位工人的劳动强度，不利于数字化井场建设；分液包至油井套管接头处的管线易冻堵。超重力分离装置：处理后的气体会在高流速状态下携带一部分大颗粒液体；供气管线易冻堵。自动密闭油回收工艺：在排凝析油过程中油气大量溢出存在安全隐患。4.2、下一步改进的方向4.2.1、井组凝析油密闭回收工艺改进井组凝析油密闭回收工艺，结合分液包“自压”工艺、井口自流式净化脱液工艺、超重力分离技术，设计全新的密闭回收工艺。压力表去火炬放空闸门闸门1#油井2#油井3#油井超重力分离器去生活用气出口进口加药包图4-1：改进后的井组凝析油密闭回收工艺流程4.2.2、接转站、增压点凝析油密闭自动回收工艺将气液分离器与缓冲罐合二为一， 简化流程布局，简化凝析油排放工艺，使气液分离器中的凝析油直接排放至缓冲罐。出口气液分离器缓冲罐去锅炉去火炬进口来气凝析油直接去缓冲罐图4-2：改进后的站点凝析油密闭回收工艺流程以及现场实物图五、结论1、凝析油密闭回收工艺的研究与应用，可有效的避免了岗位员工与凝析油的直接接触，降低了安全风险，减少事故发生，为油田的安全生产提供了保障。 2、井组超重力分离器可有效减少员工劳动强度，消除现场安全隐患，实现凝析油自动化密闭回收，为建设数字化无人值守井组提供有利条件。 3、将缓冲罐与气液分离器合二为一，实现凝析油密闭回收将是未来的发展趋势。参考文献【1】石油化工科技动态stood silently, and the sealing of the study and applicationchen kanglin1 mao zhigao li ying cui jianjun kang wencui guan keming zhao li (changqing oilfield company 3rd china petroleum oil production plant, ningxia yinchuan 750006)abstract： the three of the sleeves are widely used in well with the rich, garwin, in winter to run the process will produce a lot of run and oil and gas are taken into the bag, and the liquid, separation and discharge, was arrested and the oil which is inflammable, easily explosion and volatile, the production of certain of segregation and recycling. to