油田放空天然氣回收利用探討

常昊

【摘 要】近些年來一些大油田企業(yè)如冀東油田、勝利油田、大港油田等油田公司就對(duì)天然氣放空的問題非常重視，組織開展了放空天然氣的回收規(guī)劃設(shè)計(jì)工作，并逐步實(shí)施。經(jīng)過幾年的回收治理，這些油田放空氣量已大大減少，不僅實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排，降低了對(duì)環(huán)境的污染，而且還取得了很高的經(jīng)濟(jì)效益。通過對(duì)一些油田的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，東部油田高度重視放空天然氣回收工作，油田基本沒有放空火炬，對(duì)于日產(chǎn)氣量不足1000的套管氣均予以回收。本文的調(diào)研結(jié)果，對(duì)即將實(shí)行放空天然氣回收的油田有一定的借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】天然氣;放空;回收;節(jié)能減排

天然氣作為一種清潔、高熱值能源，越來越受到各個(gè)國(guó)家重視，大力發(fā)展天然氣工業(yè)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)又好又快可持續(xù)發(fā)展，已成為當(dāng)今社會(huì)評(píng)價(jià)綜合國(guó)力的重要指標(biāo)。天然氣在輸送或加工過程中必然會(huì)產(chǎn)生損失，主要包括泄漏損失和放空損失。泄漏在工程上與經(jīng)濟(jì)上回收均是不可行的。近年，隨著國(guó)內(nèi)天然氣長(zhǎng)輸管道的不斷建設(shè)，沿線壓氣站及各種工藝站場(chǎng)天然氣的放空量逐年攀升，再加上我國(guó)在儲(chǔ)運(yùn)工藝技術(shù)上與西方發(fā)達(dá)國(guó)家存在一定差距，站場(chǎng)天然氣放空量明顯偏高。放空天然氣基本以燃燒火炬的形式處理，造成能源浪費(fèi)。因此，非常有必要對(duì)放空天然氣回收利用技術(shù)工藝進(jìn)行深入研究，改善相關(guān)工藝流程，減少經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)保護(hù)環(huán)境。

1調(diào)研基本情況

本次放空天然氣回收調(diào)研的油田主要有為大港油田、冀東油田和勝利油田，其中在大港油田調(diào)研了西二聯(lián)燃?xì)獍l(fā)電站和南一聯(lián)天然氣處理站;在冀東油田調(diào)研了北28CNG充氣站、老爺廟作業(yè)區(qū)和浦海天然氣處理站;在勝利油田對(duì)單井CNG充氣站和現(xiàn)河天然氣處理站進(jìn)行了調(diào)研。各油田放空天然氣回收情況見表1。

放空天然氣的回收利用技術(shù)目前國(guó)內(nèi)對(duì)于放空氣回收利用主要采用天然氣發(fā)電、CNG運(yùn)輸或壓入天然氣管道和輕烴回收3類工藝技術(shù)。

1.1天然氣發(fā)電

利用天然氣發(fā)電已經(jīng)是成熟工藝，在油田上已使用多年。本次調(diào)研的大港油田西二聯(lián)也是采用將放空的天然氣回收后用作發(fā)電，該站共有5臺(tái)500kW燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，日發(fā)電量為50000kW·h，發(fā)出的電與油田電網(wǎng)并網(wǎng)使用。采用燃?xì)獍l(fā)電的特點(diǎn)是回收工藝簡(jiǎn)單實(shí)用，投資較低（與天然氣處理相比），但產(chǎn)品出路必須得到保證。

1.2 CNG技術(shù)

CNG技術(shù)是20世紀(jì)末期才在我國(guó)城市加氣站興起的新的天然氣處理、輸送技術(shù)，該技術(shù)通過將天然氣脫水后壓縮到20MPa充裝到CNG拖車中，用拖車將天然氣運(yùn)輸?shù)匠鞘屑託庹窘o汽車作燃料，替代汽油。通過幾年的發(fā)展，該技術(shù)逐步開始運(yùn)用到油田一些管道無(wú)法敷設(shè)到的邊緣井站，以達(dá)到回收天然氣的目的。冀東油田北28井站、老爺廟作業(yè)區(qū)和勝利油田的單井CNG充氣站就采用了CNG技術(shù)。CNG技術(shù)包括CNG充裝站、CNG拖車運(yùn)輸和CNG卸氣站3部分組成，本次主要調(diào)研的是CNG充裝站。CNG充裝站主要功能是完成天然氣脫水與增壓的過程，即將天然氣脫水達(dá)到CNG運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)后，通過壓縮機(jī)增壓到20MPa后充裝到CNG拖車中。按照脫水裝置在工藝流程中的位置，分為前置脫水工藝和后置脫水工藝，一般進(jìn)口設(shè)備由于壓縮機(jī)對(duì)氣質(zhì)要求較高，采用前置脫水工藝;國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的設(shè)備采用后置脫水工藝較多。冀東油田的2座CNG站均采用了后置脫水工藝，而勝利油田單井CNG站未設(shè)脫水裝置。該技術(shù)特點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單成熟，容易成橇，比較容易搬遷，能夠適應(yīng)較大范圍內(nèi)氣質(zhì)的變化。不足之處：目前CNG壓縮機(jī)排量較小，其單機(jī)處理氣量低;CNG拖車運(yùn)量較低，每次只可運(yùn)輸約3600天然氣。

1.3脫烴工藝技術(shù)

目前常用的脫烴技術(shù)為外冷脫烴和膨脹制冷脫烴。大港油田南1聯(lián)天然氣裝置采用分子篩脫水，丙烷制冷脫烴，生產(chǎn)合格的LPG和輕油。勝利油田現(xiàn)河首站采用分子篩脫水、氨制冷脫烴，生產(chǎn)合格的LPG和輕油。浦海處理站采用分子篩制冷、丙烷外冷+膨脹制冷脫烴，（溫度為-84℃）生產(chǎn)合格的LPG和輕油。該類裝置的特點(diǎn)是可以生產(chǎn)合格的天然氣、LPG和輕油產(chǎn)品，產(chǎn)品附加值高;但脫烴工藝受原料氣組成影響大，需要的外部依托條件多，一般適合建在依托條件比較好的油氣站場(chǎng)附近。

2調(diào)研結(jié)果分析

根據(jù)調(diào)研的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)放空天然氣的回收工作由于點(diǎn)多、面廣、氣量零散，因此其管理環(huán)節(jié)較多，需要投入較多的人力和物力，目前回收的關(guān)鍵技術(shù)已基本解決。通過調(diào)研結(jié)果分析，提出了兩種放空天然氣回收經(jīng)營(yíng)運(yùn)作方式：

①油田公司控制氣源和產(chǎn)品的銷售，專業(yè)公司負(fù)責(zé)井口天然氣回收（充氣）站的建設(shè)和產(chǎn)品的運(yùn)輸。冀東油田、大港油田均采用該模式。如冀東油田公司將天然氣銷售給浦海開發(fā)公司，浦海開發(fā)公司負(fù)責(zé)建設(shè)CNG供氣站，將放空天然氣處理成CNG，再用CNG拖車?yán)\(yùn)到油田公司指定的用戶進(jìn)行卸車。其中的CNG充氣站、CNG拖車、CNG卸氣站均由浦海公司投資建設(shè)，油田公司給其的處理運(yùn)輸價(jià)格為0.6元/。該公司在北28站每年可回收天然氣525×104，每年毛利315萬(wàn)元，2～3年內(nèi)可回收投資。

②油田公司只提供氣源，其余天然氣的處理、運(yùn)輸和銷售均由專業(yè)的公司自行解決。勝利油田和新疆油田采用該模式。如勝利油田單井CNG站，油田公司提供給環(huán)發(fā)環(huán)保公司井口天然氣，環(huán)發(fā)公司將天然氣處理成CNG后拉運(yùn)到附近的城鎮(zhèn)作為城鎮(zhèn)或工業(yè)用戶用氣，其CNG銷售價(jià)格可達(dá)到2.6元/m3。新疆的新捷燃?xì)夤緩男陆吞锕举?gòu)氣，經(jīng)CNG壓縮后將天然氣供給城市汽車用氣，銷售價(jià)格達(dá)到2.05元/。目前正在運(yùn)行的百口泉放空氣回收項(xiàng)目，由于在附近有可進(jìn)入的天然氣管網(wǎng)，油田公司給其的回收費(fèi)用約在0.3元/。如拉運(yùn)到約80km外的克拉瑪依作為汽車用氣，售氣價(jià)格為1.8元/，效益十分明顯。

結(jié)語(yǔ)：

隨著世界能源格局不斷變化，傳統(tǒng)石油石化能源日益枯竭，以及國(guó)家對(duì)節(jié)能環(huán)保措施的不斷深化，回收利用放空天然氣技術(shù)已經(jīng)取得了初步成效，但節(jié)能環(huán)保工作任重道遠(yuǎn)，對(duì)戈壁、沙漠中仍在放空的大量油田伴生氣應(yīng)抓緊進(jìn)行回收。一方面，科研工作者應(yīng)不斷尋求探索新技術(shù)應(yīng)用于該領(lǐng)域，大膽創(chuàng)新，使用新方法、新技術(shù)、新設(shè)備，不斷完善現(xiàn)有技術(shù)工藝設(shè)備，提高天然氣利用率;另一方面，國(guó)家應(yīng)采取相應(yīng)政策鼓勵(lì)有能力的企業(yè)進(jìn)軍戈壁、沙漠，積極投入到回收、利用放空天然氣的工作當(dāng)中，不斷完善天然氣集輸系統(tǒng)，減少天然氣放空，創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，減少環(huán)境污染，獲得良好的社會(huì)效益。

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