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油田伴生气集输利用技术运用研究

发表时间：2020/11/19 来源：《基层建设》2020年第22期作者：张粉灵卞庆肖黄兰

[导读] 摘要：油田伴生气含有甲烷及乙烷等气体，将油田伴生气回收后，可实现资源二次利用，提升能源利用率的同时，也能避免环境污染。

        长庆油田分公司第一采油厂王窑采油作业区陕西延安 717409
        摘要：油田伴生气含有甲烷及乙烷等气体，将油田伴生气回收后，可实现资源二次利用，提升能源利用率的同时，也能避免环境污染。我国油田伴生气集输利用技术发展处于起步阶段，还需加大研究力度，助推油田伴生气集输利用技术发展。对此，本文探究油田伴生气类型及油田伴生气集输利用技术发展情况。
        关键词：油田伴生气；集输利用；绿色发展
        现阶段，我国大力倡导循环经济、绿色发展，在可持续发展理念下，油田伴生气集输利用也引起社会各界的广泛关注。油田伴生气对采油效率产生影响，多数油田采取空放燃烧处理，这种处理方式造成资源浪费的同时，也导致燃烧产生二氧化氮及一氧化氮、二氧化硫等气体，引发空气污染。随着科学技术发展，国内已经建立相对完善的伴生气集利用技术体系，并在实际油田工作中取得瞩目成果。
        1.油田伴生气类型
        ①套管气。在油田开采过程中，井底压力比原油饱和度压力低时，天然气自原油中分离，分离后的天然气在上升时在油管管套聚集，部分气体在石油抽离时被抽油泵吸出，这便是油田伴生气。此类气体可与油管中的石油共同采集，但管套压力过大，石油液面降低，导致生产压下降，抽油泵工作效率随之降低，严重情况下会出现“气锁”，导致抽油泵无法顺利工作。②集输站场分离伴生气。集输站场在工作过程中，会分离一部分伴生气，密闭流程及开放流程中，压力比饱和蒸气压低，伴生气便会自原油中挥发，此类伴生气存在集输站各个设备中，比如，缓冲罐及三相分离器等。由于集输站设备较为集中，因此，伴生气收集也较为容易。③溶解气。石油与天然气集中处理过程中会出现溶解气，在原油脱水及原油稳定、油气混合运输等各个环节均可能产生溶解伴生气，原油稳定作为溶解气产生的重点环节，原油稳定易发生蒸气压降低现象，压力值降低到0.1MPa时，溶解气在原油中脱出，在空气中挥发。④油罐挥发气。原油装进储存罐后，原油属性为挥发物质，在呼吸阀中会挥发一部分气体，挥发量虽然不多，但也会导致原油储存区域天然气浓度增高，易发生爆炸风险。随着原油储存技术及设备发展，油罐挥发气已经得到有效控制。现阶段，常见的油罐是浮顶油罐，这种油罐的密闭技术先进，油罐散出的挥发气不会对空气产生影响。
        2.油田伴生气集输利用技术
        2.1油井套管气技术设备
        油井管套上安装安全阀可设置定压式管套气集输装置，根据油井压力情况对安全阀进行压力调节，一旦管套气在空气的聚集压力超过设定指标时，可将气体通过单井集输管道排放到处理站，避免在空气中处理产生空气污染。自结构角度看，定压放气阀有一个电控阀门即可，自动对阀门开度进行调整，完成放气降压处理。对此，该处理方式在实际应用中较为方便，后期养护及维修也较为便利。为适当低温环境工作，防冻定压放气阀在社会中广泛使用，在控制伴生气凝固堵塞问题上取得显著成果。

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        2.2油罐挥发集输设备
        石油企业目前使用一种微压自控油罐气集输设备，工作原理是利用微差变送器对油罐顶部压力进行检测，通过压力变化对压缩机进行控制，及时启动、停止及变速。在伴生气集输过程中，为避免安全事故发生，在油气罐补气阀上安装压力传感器，可随时对罐内压力检测，罐内压力低于压缩机运行压力时，自动控制系统进入运行状态，向大罐中补气，提升大罐中的油气压。若大罐压力较高，可开启呼吸阀，向外释放一定量的气体，将大罐中的压力松解。微压自控油罐气集输设备中含有压缩机入口气液分离器及抽气压缩机、冷却器等设备。
        2.3伴生气集输技术
        ①增压集输技术。该技术是常见的增压技术，利用压缩机及引射器等，将油气泵中的伴生气收集，在压缩机工作过程中对容器中的伴生气处理，将伴生气压缩后完成机械能向内能的转变，增压集输工艺可降低设备依赖性，在油田工作中，小型压缩机便能够完成油气收集及转化工作。②负压集输技术。负压集输技术是通过设备将气井井口压力高于大气压力情况下完成输气的办法。在实际工作中，由于油气管道较长，因此，对真空设备具有较高要求，伴生气集输往往适用于短路径集输。③自压集输技术。该技术结合伴生气特点进行集输，不需要其他设备辅助，在平原地区适用。伴生气集输管道也要定期养护，避免在低气温环境下发生积液，但自压集输技术总体工作成本比以上两种技术成本高。
        2.4油田伴生气集输利用
        ①发电。天然气热值在3.5*104KJ/m3，油田伴生气热值在3.8*104KJ/m3，油田伴生气是一种比天然气发电功能更强的气体，比如，一座中小油田每天会产生伴生气6000Nm³，每台发电机组的日发电量为1.0*104KWh，热电转化率为3.0kWh/Nm³，电价是0.15元/kWh，油田每年伴生气发电能够获得80万元收入。随着发电技术设备更新，热电转化率进一步提升。火力发电厂中油田伴生气可代替煤炭，是一种行之有效的发电方法。②生产压缩天然气或者液化天然气。新能源汽车将液化天然气及压缩天然气作为原料，降低汽车尾气对空气的污染，对改善城市空气质量具有重要意义。油田伴生气与压缩天然气、液化天然气成分基本相同，在技术处理后，可加工为压缩天然气、液化天然气，助推新能源汽车产业发展。
        结束语
        油田伴生气集输利用技术可收集伴生气，将其转变为热能及电能、化学能，实现资源的合理配置，符合我国循环经济及绿色发展理念，也能为油田企业提供全新的收益路径。日后，油田企业还需加大技术投入，关注油田伴生气集输利用技术研究工作及资源转化工作，提升我国石油资源利用率同时，也能推动我国国民经济更快、更好的发展。
        参考文献：
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        [3]葛涛，刘子兵，郄海霞，陈平，赵玉君.长庆油田伴生气回收利用地面工艺技术[J].石油化工应用，2016，35（11）：33-35+46.