某油田凝析油回收系統(tǒng)優(yōu)化改進(jìn)與效果分析

張紹廣，史毓泉

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司 天津300459)

0 引 言

目前油氣田開發(fā)中，各級(jí)分離和穩(wěn)定閃蒸出的伴生氣經(jīng)一級(jí)或多級(jí)壓縮后作為燃料氣使用，在伴生氣壓縮過程中會(huì)產(chǎn)生部分凝析油[1]。對(duì)凝析油的回收利用，不但可以提高資源的綜合利用程度、獲得資源的更大價(jià)值，還對(duì)生產(chǎn)油田節(jié)能環(huán)保、安全穩(wěn)定生產(chǎn)有著重要的意義。

某油田凝析油回收系統(tǒng)由凝析油回收泵、凝析油分離器、凝析油輸送泵及相關(guān)附屬管線組成。該油田伴生氣洗滌器和壓縮機(jī)一級(jí)洗滌器所產(chǎn)出凝析油經(jīng)回收泵增壓進(jìn)入凝析油分離器。壓縮機(jī)二級(jí)、三級(jí)洗滌器和伴生氣儲(chǔ)罐的凝析油直接進(jìn)入凝析油分離器。凝析油分離器為油氣水三相分離器，分離出來的油通過堰板進(jìn)入油室后，再經(jīng)凝析油輸送泵增壓進(jìn)入輸氣海管外輸。油田現(xiàn)有設(shè)備處理量不滿足全部回收凝析油的條件，而伴生氣洗滌器、3 臺(tái)壓縮機(jī)一級(jí)洗滌器產(chǎn)液含水較高，凝析油含量極少，所以將該部分來液直接進(jìn)閉排處理。

1 存在問題

凝析油是指從凝析氣田或者油田伴生天然氣析出的液相組分[2]。隨著新油田日產(chǎn)量逐步攀升，進(jìn)入開采中期，生產(chǎn)流程所產(chǎn)生越來越多的凝析油已很難被凝析油系統(tǒng)完全處理。大量來液不僅加重凝析油分離器負(fù)荷，還造成外輸含水過高，影響輸氣海管的穩(wěn)定性。經(jīng)低壓端釋放進(jìn)閉排系統(tǒng)的部分凝液閃蒸為氣相，通過火炬放空，造成資源浪費(fèi)，伴生氣中組分含量過高，則會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的黑煙[3]。目前凝析油系統(tǒng)設(shè)計(jì)處理能力計(jì)算日處理量約43 m3，油田日產(chǎn)凝析油約70 m3，凝析油分離器即使只接收3 臺(tái)壓縮機(jī)二級(jí)、三級(jí)洗滌器和伴生氣儲(chǔ)罐的來液，產(chǎn)出量也已經(jīng)超過處理量，凝析油無法全部回收(表1)。

表1 凝析油日產(chǎn)量表Tab.1 Daily production of condensate oil

2 解決措施

2.1 凝析油外輸泵更換為大排量泵

該油田凝析油外輸泵目前排量為1.8 m3/h，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試通過雙泵并聯(lián)運(yùn)行排量可達(dá)3 m3/h，回收凝析油約能實(shí)現(xiàn)70 m3/d。因此優(yōu)先選擇優(yōu)化工藝設(shè)備性能，將凝析油外輸泵更換為2 臺(tái)4 m3/h 的大泵。

改造完成后，凝析油系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)日回收量96 m3/d，可實(shí)現(xiàn)回收全部凝析油，凝析油系統(tǒng)、外輸氣海管運(yùn)行穩(wěn)定。

2.2 優(yōu)化凝析油分離器水相流程

①凝析油分離器水相出口調(diào)節(jié)閥后增加管線至閉排，在凝析油無法全部外輸或分離器含水過多時(shí)，通過調(diào)節(jié)閥自動(dòng)控制混合室液位，解決頻繁手動(dòng)控制水相液位問題，確保外輸海管的穩(wěn)定性。該改造工作只需2″150 LB 球閥1 臺(tái)，2″管線2 m，滿足不停產(chǎn)改造。

②凝析油分離器水相出口調(diào)節(jié)閥后增加管線至污油泵出口2″預(yù)留口，將水最終排放至生產(chǎn)分離器，可以使水相液位控制更低，進(jìn)一步確保外輸?shù)哪鲇筒缓?。該改造工作只?″ 150 LB 球閥1 臺(tái)，2″150 LB 單流閥1 臺(tái)，2″管線30 m，滿足不停產(chǎn)改造。

改造完成后，通過截取分析5 d 內(nèi)凝析油恢復(fù)外輸?shù)臄?shù)據(jù)曲線，該時(shí)間段內(nèi)外輸量約為35 m3/d。凝析油分離器水相液位趨于穩(wěn)定，外輸含水分析儀數(shù)值一直為0(圖1)。此舉減少了水相液位控制不及時(shí)造成外輸含水的風(fēng)險(xiǎn)。

圖1 凝析油恢復(fù)外輸數(shù)據(jù)曲線Fig.1 Curve of condensate oil recovery data

2.3 優(yōu)化伴生氣洗滌器和天然氣壓縮機(jī)一級(jí)洗滌器的來液流程

伴生氣洗滌器和天然氣壓縮機(jī)一級(jí)洗滌器的來液由于含水較高，未進(jìn)入凝析油分離器處理，而是直接進(jìn)入閉排，此做法會(huì)增加火炬灰度。解決此問題的方法是將液轉(zhuǎn)入生產(chǎn)分離器。伴生氣洗滌器和天然氣壓縮機(jī)一級(jí)洗滌器操作壓力為200 kPaG，生產(chǎn)分離器操作壓力為300 kPaG，利用壓力液無法直接排入生產(chǎn)分離器。具體解決的辦法為：伴生氣洗滌器和天然氣壓縮機(jī)一級(jí)洗滌器的液經(jīng)過凝析油回收泵增壓，在泵出口回流調(diào)節(jié)閥后端引出管線連接至污油泵出口2″預(yù)留口，最終進(jìn)入生產(chǎn)分離器(圖2)。此方案也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)液位的自動(dòng)控制。該改造工作需要2″150 LB 球閥4 臺(tái)，2″150 LB 單流閥1 臺(tái)，2″管線30 m，滿足不停產(chǎn)改造。

圖2 凝析油系統(tǒng)改造示意圖Fig.2 Schematic diagram of condensate oil system transformation

改造完成后，低壓端來液不再經(jīng)過閉排放空，而是直接進(jìn)入生產(chǎn)流程，不僅回收了多余放空伴生氣，還有效解決了火炬黑煙問題。

3 結(jié) 論

通過更換大排量泵及優(yōu)化工藝流程的方式，增加了凝析油系統(tǒng)處理量，規(guī)避了外輸含水風(fēng)險(xiǎn)，有效對(duì)放空天然氣進(jìn)行了回收。凝析油系統(tǒng)經(jīng)過改造實(shí)現(xiàn)日回收量96 m3/d，同時(shí)氣相放空氣得到全部回收，約1 萬m3/d(表2)。

表2 改進(jìn)前后設(shè)備處理量效果對(duì)比表Tab.2 Comparison of treatment capacity effect of equipment before and after improvement

該改造從優(yōu)化設(shè)備流程和提升操作便利性的角度出發(fā)，從源頭上解決了處理量和產(chǎn)出量不匹配的問題，杜絕了未回收凝析油被放空燃燒而造成的資源浪費(fèi)，并進(jìn)一步增強(qiáng)了外輸海管的穩(wěn)定性，為海上油田凝析油系統(tǒng)優(yōu)化改造提供了新思路。