长庆油田分公司第八采油厂吴定作业区 陕西西安 710086
摘要：原油从地层开采出来后，原油内溶解的C1-C4轻质组分，随着开采、输送、储存，在原油开采的同时，产生大量的伴生气。油田伴生气如果直接排放，对环境的破坏是非常严重的。同时由于伴生气是一种易燃易爆气体，处理不当对油田生产形成了安全隐患，并对员工健康造成伤害。文中对油田伴生气回收工艺过程危险性分析及对策进行了分析。
关键词：油田伴生气；回收工艺过程；危险性分析；对策
1 导言
原油从地层开采出来后，原油内溶解的C1-C4轻质组分，随着开采、输送、储存，在原油开采的同时，产生大量的伴生气。
2 油田伴生气的主要类型
2.1 套管气
在油井生产过程中，当井底压力低于原油饱和压力时，天然气便从原油中分离出来。分离出的天然气一部分上升积聚在油井套管中，一部分随液流进入抽油泵泵腔而采出，这就是通常所说的油井伴生气。这些气体可以参与举升井筒内的原油（如气举采油），但如果套管压力过高，就会使动液面下降，生产压差降低，影响泵效，严重时还会发生“气锁”，使抽油泵无法正常工作。
2.2 集输站场分离伴生气
在集输站场分离出的伴生气，无论在密闭流程还是开式流程中，一旦压力低于饱和蒸汽压，它们便会从原油中挥发或分离出来。这部分伴生气主要来源于集输站场中的各类设备，例如缓冲罐、三相分离器等。由于分布相对集中，因此收集起来也比较方便，是几种伴生气中回收利用价值较多且回收成本较低的一种伴生气。
2.3 溶解气
溶解气主要来源于石油和天然气的集中加工处理站，在整个处理工艺中，像原油脱水、原油稳定、油气混合物输送等环节，都有可能产生溶解伴生气。其中，原油稳定是产生溶解气的主要环节，原油稳定环节会降低蒸汽压，当压力降低至0.1MPa时，原来溶解在原油中的伴生气会逐渐脱出，并挥发到空气中。
2.4 油罐挥发气
原油装入储存罐后，由于原油本身属于易挥发物质，会通过呼吸阀挥发一部分天然气。虽然挥发量较少，但是会导致原油存储区域的空气中，天然气浓度含量升高，具有较高的危险性。随着近年来原油存储设备的工艺改善，油罐挥发气已经得到了显著改善，例如目前较为常用的浮顶油罐，采用了更加先进的密封工艺，短时间内的油罐挥发气基本可以忽略。
3 伴生气回收过程中危险性分析
3.1 伴生气处理工艺过程中火灾危险性分析
轻烃回收涉及到的主要危险物质是原油和油田伴生气；伴生气中含有微量的硫化氢，回收装置中还使用有导热油和丙烷等物料作为热媒和冷媒。这些物料具有易燃易爆危险特性。
3.2 伴生气处理工艺过程的其它危险性分析
伴生气处理系统中流经的物料主要是伴生气，具有易燃易爆的性质，若操作条件控制不当、设备的腐蚀、磨蚀以及重要设备的故障等原因都有可能导致物料的泄漏，易与空气形成爆炸性混合物，遇点火源即发生爆炸。
高压、低温的伴生气易造成管线、阀门、检测仪表等冻堵、冻裂，从而造成超压、爆炸的严重事故。天然气压缩机的运行压力都较高，火灾爆炸的危险性也很高。除了选择合格的高性能压缩机外，加强对压缩机系统的管理也非常重要。在正常运行时若疏忽了对压缩机系统的压力容器及其附件的监督管理，未及时发现设备腐蚀、应力裂纹、介质冲刷减薄等危险，会造成高压气体泄漏引起火灾爆炸。天然气压缩机在使用过程中，压缩机的动密封面并不能保证完全密封良好，若出现腐蚀或泄漏的情况，则易使泄漏出的天然气与空气形成爆炸性混合物，遇点火源即发生爆炸。
同时，压缩机在运行的过程中均会引起与之相连的管线不同程度的振动，从而使管线易产生应力拉伸及疲劳老化而导致管线破裂，使天然气泄漏引起火灾爆炸。而且，压缩机在运行过程中的振动会增加其各部件的疲劳损坏，缩短压缩机的使用寿命，导致压缩机故障的频发，从而进一步引起火灾爆炸事故的发生。装置中使用的大量压力容器，若设备安全附件配置不全，安全附件存在质量缺陷，或安全附件为定期进行校验，超期运行，事故状态下不能正常动作，造成压力容器超压，有导致压力容器、压力管线发生超压爆炸的危险。装置内的电气设备可能因接地失效、电气线路绝缘损坏、线路短路、接点接触不良、设施不符合防爆要求等原因引起电气打火，若遇伴生气等易燃物料泄漏，会造成火灾爆炸事故；另外，电气线路、电器元件故障往往造成系统或局部流程突然停电，从而导致工艺流程中物料流动中断，系统平衡破坏，设备、自控仪表停止运转显示，容器超温、超压，严重时甚至引起火灾爆炸事故。装置设置的大量的仪表控制信号，由于所处的自然环境比较恶劣，会引起仪表信号的误动作，造成工艺系统失常，调节阀失灵或损坏，各点温度、压力、流量、液面的仪表指示失真等故障，可能导致系统超压、超温、操作失控、物料溢出等后果，若操作人员责任心不强未及时发现，会造成事故的进一步扩大，进而引发火灾爆炸。部分装置的平台多位于离地面较高的处，人员在日常巡检、维修等作业中如果不慎有发生高处坠落的危险，特别是在冬季雪天更是应注意此类危险的发生。原料气中夹杂微量硫化氢，一旦介质泄露，可能引发硫化氢中毒事故。
4 伴生气回收安全技术对策
制定新建各类压力容器等设备设施的安全技术操作规程并在生产过程中逐步加以完善。规程中除正常操作外，还应包括紧急停车及异常情况处理的内容。严格工艺管理，加强操作规程和劳动纪律的执行，并将规程张贴上墙，使每个操作工都牢记心中，并严格按规程操作，不得违章指挥、违章作业。
对重大危险源应当登记建档，进行定期检测、评估、监控，并制定应急预案，告知从业人员和相关人员在紧急情况下应当采取的应急措施。应按照国家有关规定将本单位重大危险源及有关安全措施、应急措施报有关地方人民政府负责安全生产监督管理的部门和有关部门备案。
站场必须按规定配备救生设施，如在空旷场地设置风向标，以防止在作业时被挥发的油气熏倒；给操作人员配备正压式空气呼吸器、急救药箱、便携式有毒气体检测器等，利于事故发生的第一时间及时救助伤员。
5 油田伴生气综合利用前景展望
油田伴生气综合利用主要受到两大因素的影响，一方面是国家宏观政策，另一方面是石油行业技术的发展。新时期内，国家能源结构调整战略的实施和推进将加快燃气的应用普及速率，这给了油田伴生气更多的利用市场空间。而随着石油行业技术的革新和发展，油田伴生气的收集和利用工艺技术也将加快优化升级，分离和利用效率越来越高，利用面向越来越广。主要的利用方向有以下几点：一是将油田伴生气脱乙烷制成轻烃和液化气；二是将油田伴生气中的甲烷进行回收，然后利用甲烷制备乙炔；三是将油田伴生气中的天然气回收，用做氨的合成原料；四是将油田伴生气用作发电燃料，产生的电量可进行市场化交易；五是将油田伴生气制备成压缩型或液态的燃气，作为新型环保燃气汽车类的能源使用。
6 结束语
综上所述，作为天然气的重要来源，油田伴生气的受重视程度逐步提高，其内部烷烃含量较高，并伴有少量稀有气体。在对油田伴生气的回收过程中，应充分依托技术可行性原则，提升经济效益，并注重对环境的保护，最终实现效益最大化目的。
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