南梁油田吴堡区块伴生气资源回收技术研究与应用

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【摘要】南梁油田吴堡区块油藏气油比高，伴生气资源丰富，大量伴生气就地排放燃烧既污染环境又造成资源浪费。为充分利用伴生气资源，建设地面集气系统，将伴生气集中回收，实现伴生气资源回收利用，取得了明显的经济效益和社会效益。

【关键词】南梁油田 吴堡区块 伴生气 回收利用

1 前言

南梁油田吴堡区块位于甘肃省华池县纸坊乡～陕西省志丹县义正乡内，地表属黄土塬地貌，地面海拔1442～1673m。区域地质位于鄂尔多斯盆地南部沉积中心，主要含油层为三叠系延长组和侏罗系延安组，石油伴生气资源丰富，原始溶解气油比80～120m3/ t。在原油产量保持高速增长的同时，油田伴生气产量也将逐年递增，发展潜力巨大。

2 伴生气资源状况

目前吴堡区主要产气层位是延长组。根据实际接收气量和生产场站耗气量测算，生产气油比取值80m3/t，计算出吴堡区块目前伴生气资源总量为8.4×104m3/d，预计2013年年底将达到10.8×104m3/d。

2.1 组分分析

通过对吴堡轻烃厂原料气及干气进行气相色谱分析，轻烃站原料气中C1- C3组分摩尔分数为97.77%，C+3组分摩尔分数为2.23%；干气中C1- C3组分摩尔分数为99.71%，C+3组分摩尔分数为0.29%。

2.2 C3收率计算

利用CH4物料平衡方法计算，公式1与公式2，经过计算X3原=5.636，C3收率=99.2%。

（C3原-X3原）/C1原=C3干/C1干（式1）C3收率%= X3原/C3原×100% （式2）

式中：C3原为原料气中C3的体积分数；C1原为原料气中C1的体积分数；X3原为原料气在回收轻烃时C3原损失的体积分数；C3干为干气中C3的体积分数；C1干为干气中C1的体积分数。

按照日产伴生气8.4×104m3/d计算生产液化气和轻烃质量：

体积×摩尔分数×相对分子质量/摩尔体积=物质质量

通过公式计算吴堡伴生气资源生产液化气的能力为49.2t/d，生产轻烃的能力为8.4t/d。

3 轻烃回收工艺简述

因受地貌以及油藏分布规律影响，先后建设轻烃厂、LNG撬装站以及CNG撬装站3个回收处理站点。

3.1 轻烃站现状及工艺流程简述

吴堡轻烃站建于2012年4月，占地15.66亩，设计处理原料气3×104m3/d，原油稳定50×104m3/a。整套系统主要由站外集气系统、原油稳定系统、原料气压缩净化系统、冷凝分馏系统、DCS监控系统及辅助单元组成。

3.1.1？伴生气集气系统

吴堡轻烃站原料气的构成分为以下四部分：（1）井口定压集气，安装定压放气阀于套管气出口和单井集油管线之间，将套管气泄放到集油管线中。该工艺主要针对气量小、回压低的井组应用。

（2）敷设集气管线，针对气量大、高回压井组和输油站点通过敷设气管线将其串接连接，达到回收伴生气的目的。

（3）联合站伴生气回收，油井产出液经过增压输送至联合站后，采用三相分离工艺对油气水三相分离实现伴生气的回收。

（4）原油稳定塔闪蒸气，为降低原油脱水后进储罐后的蒸发损耗，并且进一步提高原油易挥发成份的回收效率，原油经三相分离器脱水后，进入轻烃厂的原油稳定塔，采用加热闪蒸技术，进一步回收原油中易挥发的轻烃组分。

3.1.2？压缩工艺

原料气经气液分离器初步分离后进入压缩单元，主体设备有负压抽气压缩机、原料气压缩辅机撬和原料气压缩机等。

负压抽气压缩机将原料气增压，进入一级入口分离器脱硫后进入原料气压缩机一级增压并冷却，至二级入口分离器进行气液分离。气相出撬至分子筛脱水，脱水后进压缩机二级增压并冷却进入冷油循环撬的贫富换热器。原料气进入贫富换热器与低温分离器气体换热后，至丙烷压缩机辅机撬内蒸发器与丙烷换冷。

3.1.3？冷凝分馏单元

冷凝分馏单元是实现伴生气形成最终产品组分分割的关键环节，主体设备有冷油循环撬、脱乙烷塔和液化气塔等。

原料气经过压缩单元后进入脱乙烷塔，经过塔底重沸器进入液化气塔，在液化气塔顶出气后先经调压后进入水冷却器冷却，然后进入液化气回流罐，经液化气回流泵增压后，进入液化气储罐。液化气塔底稳定轻烃进稳定塔轻烃冷却器冷却后，产品出撬进入稳定轻烃储罐。冷油循环撬内低温分离器液体经冷油循环泵增压后进入脱乙烷塔，在分子筛脱水撬内一部分干气作为再生气，另一部分与再生气冷却器分离后的干气混合后出分子筛撬至干气分离器。

3.1.4？（Distributed？Contrd？Systym，DCS）集散控制系统

DCS是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机，通信、显示和控制等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。可实现在操作站上监控与控制。

3.2 液化天然气（LNG）撬装站

建设LNG撬装站，将相对集中的几个高气量井组伴生气集中至撬装站，采用压缩、冷凝、脱水、分离工艺实现伴生气脱水以及干气与轻烃组分的分离。

3.3 压缩天然气（CNG）撬装站

轻烃站与LNG处理完成后，仍有大量干气排放或燃烧，为使该部分干气得到充分的利用，在轻烃站与LNG撬装站间建CNG撬装一座，采用压缩机对干气进行压缩后充装。

3.4 增加气提工艺流程提高运行效果

轻烃站正常运行后，实际产量与最初设计规模存在差距，为了进一步提高液化气和轻烃产量，在站内加设了原油稳定塔补气流程，将干气分离器脱出的伴生气部分供给稳定塔用于补气，对稳定塔内原油轻质组分进行气提，进一步提高稳定原油内轻质组分的回收效率。加设补气管线后，液化气及轻烃产量显著增加。

4 经济效益及社会效益评价

吴堡轻烃站目前天然气处理量3.0×104m3/ d，轻烃站建站投资2600万元。以液化气4600元/t、轻烃产品销售价5200元/t计算，水、电、人员工资等费用9.0万元/月，材料消耗0.2万元/月，设备大修15.8万元（1次/年）。

截止至2012年年底，吴堡轻烃站共盈利2218.4万元，投资回收期为10个月，年净收益为3380万元，LNG撬装站年净收益为350万元，CNG撬装站年净收益为500万元，投资回收期短，经济效益明显。与此同时减少资源的浪费，保护了当地环境。

5 结论

（1）南梁油田吴堡区块地下天然气资源丰富，发展空间巨大。

（2）充分利用轻烃站、LNG撬装站、CNG撬装站的多工艺处理手段，可实现油田伴生气的回收利用，具有良好的经济效益与社会效益。

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