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1、技术研究 201 6年第 11期 海上油气田伴生气回收流程的优化 蔡广远 海泎石油 Ti利股份有限公司天津 300451 摘要：本文依据海上油气田伴生气回收工艺设计的实践，对传统伴生气回收流程进行了优化，解决了传统流程中凝析 油二次闪蒸的问题，提高了伴生气回收率，为今后类似性质伴生气的回收方案提供了借鉴。 关 键 词 ： 伴 生 气 凝 析 油 重 烃 压 缩 机 The Optimization process of associated gas recovery in offshore oil and gas field associated gas recovery Cai Guangy
2、uan CNOOC Offshore Oil Engineering Co., Ltd.， Tianjin， 300451， China Abstract ： The paper optimized the traditional associated gas recovery process on the basis of practice in the offshore,which solved the secondary flash problem and improved the recovery ratio ,and also provided reference in the fu
3、ture for the same situation about associated gas recovery process. Key words ： associated gas; condensate oil; heavy hydrocarbon; compressor 油田伴生气的组分主要是饱和烃，根据油藏性质、分 离条件等因素的不同，油田气的成分也有较大差异。油气 田伴生气一部分是集输过程中各级分离器分出的气体，另 一部分则是从原油稳定装置中拔出的闪蒸气。油气田伴生 气是生产液态烃、车用汽油和石油化工产品的宝贵原料， 具有巨大的经济利用价值。 受制于海上平台油气 开采布置空间的限
4、制，原油分离 与稳定闪蒸出的各级伴生气被回收作为燃料气使用，降低 了其自身原有的经济价值。本文将在伴生气回收的传统流 程基础上提出一种新型的伴生气回收流程。 1伴生气回收的传统流程 传统油气田开发中，原油各级分离和稳定闪蒸出的大量 伴生气经一级或多级压缩后，伴生气中含量较高的轻组分作 为燃料气使用，压缩冷凝后析出的少量重烃和水返回原油稳 定流程，与原油一起稳定后外输。流程如图 1所示。 2传统伴生气回收流程的局限性 该伴生气回收方案对于轻组分（甲烷和乙烷 ） 含量较 高和油品较重（气液分子量差别大 ） 的油气田具有较强的 适应性，因为在原油的各级分离和稳定中，伴生气中的轻 组分（甲烷和乙烷 ）
5、 与油水分离闪蒸出去，而油品中重烃 组分较重（绝大部分是 C7+以上的），降压后不易变成气 体，因此闪蒸出的伴生气经压缩后基本仍是气体，该部分 轻烃可以作为燃料气使用，压缩冷凝后的少量重烃和水重 新回到原油稳定流程，与原油一起稳定后外输。 对于甲烷含量较低、油品较轻和 c3-c6含量较高的海 上油气田的开发，在各级原油分离和稳定中，在低压和高 温操作条件下，部分 (:3-(:6轻烃与甲烷作为气相一起闪蒸 出去，压缩后的甲烷直接作为油田开发中的燃料使用。但 是作为伴生气闪蒸出的轻烃经增压冷凝后又变成凝析油析 出，若该 部分凝析油重新返回原油分离和稳定流程，经降 压后轻烃中的 c3-c6又变成气相
6、闪蒸出去，周而复始，该 部分凝析油始终在流程中循环，既不能实现回收，又增大 了原油稳定和伴生气压缩机流程的负荷。 3对传统伴生气回收流程的优化 针对甲烷含量较低、油品较轻和 c3-c6含量较高的海 上油气田的开发。该流程仍然通过多级压缩和冷凝将伴生 气中的轻组分（甲烷和乙烷 ） 和凝析油以不同的相态分 离，轻组分作为气态进人燃料气系统，与传统流程不同的 是，压缩冷凝后的凝析油不再返回原油分离与稳定系统， 而是通过泵增压后进人凝析油聚结分离 器，经脱水合格后 由外输泵输送至陆上终端，进行进一步的处理。该伴生气 回收流程有效解决了凝析油降压二次闪蒸的问题。图 2即 为在传统伴生气回收方案基础上进行
7、改进的新型伴生气回 收流程。 62 2016年第 11期 技术研究 表 1三级分离器气相出口组分含量 组成 N2 C02 H2O c2 c3 i-C4 摩尔分数 0. 0003 0.0109 0.1268 0.0636 0.0563 0.1379 0. 1561 组成 n_C4 i-C5 n-C5 n-C6 n_C7 n_C8+ 摩尔分数 0. 1589 0.1157 0.0714 0.0622 0.0257 0.0139 表 2两种流程下伴生气回收流量对比 kg/h 新型伴生气回收流程 传统伴生气回收流程 新型伴生气回收流程 各级压缩冷却后析出的凝传统流程降压后重新闪 降压闪蒸天然气 闪蒸天
8、然气去 收的 壬钬气 液质量流量 蒸出的天然气 占凝液的比重 向 一级压缩入口洗涤罐冷凝液体 1029 265 26% 放空 265 二级压缩入口洗涤罐冷凝液体 5489 3684 67% 放空 3684 三级压缩入口洗涤罐冷凝液体 6246 5524 88% 放空 5524 三级压缩出口洗涤罐冷凝液体 1262 1011 80% 放空 1011 4两种流程的对比分析 传统伴生气回收流程中，压缩后的凝析油在返回原油 分离和稳定流程中因降压回流至闭排系统或主流程导致二 次闪蒸，由于凝析油二次闪蒸为天然气，在流程中循环， 造成压缩机系统超压，影响压缩机处理能力及运行的稳 定；而新型伴生气回收流程中
9、压缩后的凝析油经增压泵增 压后进人单独的凝析油处理系统进行回收，其优点是能将 凝析油完全回收。 以海上某油气田的开发为例，油藏 C3-C6组分含量较 高，油品比重为 0.75。原油处理系统为三级分离和稳定， 通过 HYSYS模拟可以发现，在低压和高温下，部分 C3-C6 与甲烷和乙烷一起作为伴生气从原油分离和稳定中分离出 去，三级分离器闪蒸出的伴生气中 C3-C6的含量见表 1: 从表 1可以看出，三级分离器闪蒸出的伴生气 (： 3-(： 6的 摩尔含量达到了 70%。已远远超过甲烷等轻组分的含量。 因平台上采用 8500kW的 sorlar turbine进行发电，故将上述 伴生气经三级压缩
10、至 3600kPa(G)，以满足燃料气使用 的压力要求。该项目两种伴生气回收流程下技术指标对比 见表 2。 从表 2可看出，传统流程中压缩冷凝后的液体经降压 后一部分又闪蒸为气体，尤其是一级压缩、二级压缩和三 级压缩后冷却的凝析油闪蒸出的气体分别占原凝析油的 67%、 88%和 80%。该部分气体始终在流程中循环，不能 实现回收，同时也不利于伴生气压缩机的稳定运行，长期 循环后将造成压缩机人口洗涤罐超压，进而进人火炬系统 白白烧掉。 本项目将增压冷凝后的凝析油通过泵增压进人凝析油 分离器中进行脱水，脱水后的凝析油与脱水后的干气一起 外输至陆上终端。因陆上终端设置了轻烃回收系统，该部 分凝析油中
11、因 C3-C6较高的含量，被作为轻烃回收的优质 原料。 对于本项目来说，与传 统流程相比，每年多回收凝析 油8.97万吨，大大提高了经济效益，实现了节能减排。 5结论 1 )传统的伴生气回收流程适合于油品中的轻组分较 少，重烃组分较重（绝大部分是 C/以上的），降压后不 易变成气体的油气田。 2) 对于 C3-C6含量较高的油气田，经压缩和冷凝后的 凝析油为避免降压带来的二次闪蒸，应经泵增压进人凝析 油回收系统进行处理。 3) 随着深海油气田的开发，本文中的新型伴生气回 收流程方案具有良好的应用前景。 参考文献 1 海洋石油工程设计指南编委会 .海洋石油工程设计 概论与工艺设计 M.北京：石油工业出版社， 2007. 2 董振华，油田伴生气回收与利用 J， 中国化工贸易 3 崔翔宇，刘亚峰，代静等，我国油田伴生气回收与利 用技术状况分析 J， 石油石化节能与减排 . 4 API RP 521. Guide for pressure relieving and depressuring systems S. 丨 5丨夏志，李志军，周晓红，等 .绥中 36-1油田老平台的 火炬系统校核研究 J.中国海洋平台， 2009,24 ( 6) :46-49. 作者简介 蔡广远，本科，工程师， 2007年毕业于中国石油大学（北 京）油气储运专业，现从事海上油气田平台工艺设计。 63