吉拉克凝析气田天然气处理装置优化运行方案比选.pdf

第 1 1巷 第 2期 石油与天然气化工 CHEMl CAL ENGI NEERI NG OF OI L ＆ GAS 吉拉克凝析气 田天然气处理装置优化 运行 方案 比选 赵 军艳 蔡共先。 1 ． 中国石油辽河工程有 限公 司巴州塔里木分公司 2 ． 新疆美克化工股份有限公司 摘 要 目前 吉拉 克凝析 气田开发进 入后 期 ， 油 气产量 、 压 力不断 下 降， 生产 井 陆续关停 ， 实际 产 能与原 设计 相差较 大， 三 叠 系和石 炭 系天 然气 处理 装 置均在 低 负荷 运 行 ， 设备 处 理能 力 闲置 率较 大 ， 造成 装置运 行成 本较 高 ， 经济性 较差 。为 改 变这 种 生产 状 况 ， 提 出将 三 叠 系和 石炭 系的 天 然 气 按 压 力机 制统 一考 虑 ， 简化 工艺流程 ， 适 当调整 两套 装 置 的操作 参 数 ， 尽 可 能利 用处理 装 置 的 已建 设施 对原 料 气进行 处理 ， 以 满足 天 然 气外输 气 中烃 和水 露点 的要 求 。 关键 词 吉拉 克 三叠 系 石 炭 系 天 然 气处理 优 化 方 案 比选 DOI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 7 3 4 2 6 ． 2 0 1 2 ． 0 2 ． 0 0 5 1装置运 行概 况 吉拉 克凝 析气 田于 2 0 0 5 年 4月 建成 投产 ， 建有 总处理能力 2 1 5 1 0 m。 ／ d的凝 析气处理站 ] 一 座， 其 中 三叠系凝析气处理规模为 1 3 0 1 0 m。 ／ d ， 石 炭 系凝 析 气 处 理 规模 为 8 5 1 0 m。 ／ d 。凝 析 气集 输均 采用 一级 布 站 ， 井 口天然 气 节 流 后直 接 输 到集 中处 理站处 理 。 石炭系采用高压集气 、 处理工艺 ， 天然气进集 中 处理 站压 力 为 1 2 MP a ， 利 用 注 乙二 醇 [ 2 ] J T 阀 节流 制冷 处理 工艺 ， 满 足外 输天 然气水 露 点 、 烃 露点 要求 。 三叠系为中压集气 ， 天然气进集 中处理站压力 为 7 ． 1 MP a ， 采用分子筛脱水 、 丙烷制冷 膨胀制冷 回收轻 烃工 艺l 3 ] 。 随着吉拉 克凝析气 田的开发 ， 目前吉拉克天然 气处理站三叠系和石炭系实际生产情况与原设计偏 差 较 大 。首先 ， 原 设计 生 产 井 2 0口， 三 叠 系 1 6口、 石 炭 系 4口， 而 实 际 生 产 井 只 有 7口， 三 叠 系 4口 井 、 石炭系 3口井 ， 其余井均因低压、 高含水而关井； 其次三叠系天然气实 际产能 8 ． 8 1 0 m。 ／ d ， 原设 计 规模 1 3 0 1 0 m。 ／ d ， 装 置 负 荷 因子 仅 为 0 ． 0 6 8 。 石炭系天然气实际产能 6 1 1 0 m。 ／ d ， 原设计规模 8 5 1 0 m。 ／ d ， 装置负荷因子为 0 ． 7 2 。两套装置的 剩余能力均较大 ， 特别是三叠系装置因进气量较少 ， 处理工艺较为复杂 ， 中间过程损耗较多 ， 单靠三叠系 的实 际产量 装置 运 行 困 难 。 目前 ， 现 场 为维 持 生 产 只能通过石炭系补气 ， 补气量约为 3 5 1 0 m。 ／ d ， 补气后石炭系装置的负荷因子降为 0 ． 4 1 ， 三叠系装 置的负荷 因子为 0 ． 3 4 ， 两套装 置均在低负荷运行 ， 不能充分利用装置处理能力 ， 且运行维护成本较高 。 目前实 际天 然气 、 凝 析 油 、 液 化气 产 量 较 少 ， 实 际 外 输天然气约为 6 O 1 0 m。 ／ d ， 为原设计 的 3 1 ． 7 ； 凝 析油 为 1 ． 9 8 1 0 t ／ a ， 为原 设计 的 9 ． 1 ； 液 化气 为 0 ． 2 6 4 t ／ a ， 为原设计的 1 1 ． 8 。装置的产量 因原 料气少下降较快 ， 由此获得的经济效益下降也较快 ， 按 目前装置的运行情况 ， 经济性较差 。 目前 吉 拉 克凝 析 气 田已进 入 中后 期 开发 ， 各生 产井随着产量 、 压力逐渐下降 ， 将会 由高压装置转向 低压装置生产 。根据地质开发方案预测 ， 石炭系天 然气到 2 0 1 2年～2 0 1 3年将转入 中低压生产 ， 不 能 作者简 介 赵军艳 ， 工程师 ， 2 0 0 6年毕业 于新疆 大学 化学 工程 与工 艺专 业 ， 现在 中油辽河工程有限公 司巴州塔里木分公 司 从事油气集输设计工作 。地址 8 4 1 0 0 0 新疆库尔勒康都花 园 1 号 楼 1 0 1室 中油 辽河工程 有限公 司巴州塔 里木分公 司。电 话 0 9 9 6 6 7 6 2 2 3 5。E ma i l z h a o j u n y a n l 2 3 s i n a ． c o rn 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 6 2 赵军艳 等吉拉克凝析气田天然气处理装置优化运行方案比选 进入现有处理系统 生产， 石炭系进 站压力为 1 2 ． 0 MP a G 表 压 ， 以 下 同 ， L N5 9 2井 压 力 已 降 至 1 3 ． 4 MP a ， 转入 中低压是必然趋势。 目前 ， 三 叠系 的个别单井已转入低压生产， 部分单井在短时间内 可维持高压 ， 但单井转入低压生产是必然的。 2优化运行可选方案 综 合 目前 吉 拉克 各 单 井产 能 、 压 力较 低 且 呈下 降趋势及两套处理装置 的利用率较低等情况 ， 当务 之 急是 将三 叠系 和石 炭系来 天然气 按压 力级别 统 一 考 虑 ， 将 两个 装置 合二 为一 ， 优化 天然气 处理 生产 工 艺 ， 尽量简化工艺流程 ， 并扩建低压集气系统满足石 炭系和三叠系的所有单井转入低压后 ， 均能进吉拉 克处理站进行生产 。结合吉拉克实 际生产情况 ， 装 置 优 化运 行 有 两 个 方 案 可 供 选 择 ， 分 别 是 天 然 气 8 ． 0 MP a 下 注 乙二 醇 丙 烷 制 冷 以及 天 然 气 8 ． 0 MP a 下注乙二醇管输至桑南天然气净化处理厂， 与 桑南天然气混合丙烷外冷 。方案具体 内容如下 2 ． 1天然气 8 ． 0 MP a 下注乙二醇丙烷制冷 根据地 质 开发方 案预 测 ， 石 炭 系天 然气 到 2 0 1 2 年 ～2 0 1 3年 由于压 力递 减 将 不 能 进 入 现 有 处 理 系 统。因此 ， 将石炭系天然气 由目前 1 2 ． 0 MP a进站 降压至 8 ． 0 MP a ， 进行油、 气、 水三相分离 。三叠系 天然 气 由 目前 7 ． 0 MP a 进 站降压 至 4 ． 0 MP a 进 站 ， 进行油、 气 、 水三相分离。分离出的天然气经外输气 压缩 机增压 至 8 ． 0 MP a后 与石 炭 系 8 ． 0 MP a 天 然 气混 合 ， 注 乙二 醇 后 ， 进 入 三叠 系 丙 烷蒸 发 器 ， 经 丙 烷外 冷 至一 1 8。C进 入 石 炭 系低 温 分 离 器 。低 温 三 相分 离器 分离 出低 温干气 、 轻烃 和 乙二醇 富液 ， 低温 干气去贫富气换热器被复热至 4 ． 3 5℃后外输 ， 三相 分 离器 分离 出 的轻 烃进 入凝 析油稳 定 系统 。三相 分 离 器分 离 出的 乙二醇 富液进 入 乙二醇再 生 系统 。 新 建 2 ． 0 MP a低 压 气 计 量 、 生 产 分 离 器 ， 凡 不 能进入 8 ． 0 MP a及 4 ． 0 MP a低压天然气 ， 均进 入 2 ． 0 MP a低压气系统进行油 、 气 、 水三相分离， 分出 的天然 气进 入现 有解 放 渠 东 低 压气 压 缩 机 、 稳 定 气 压缩机 若低压气气量很大时， 可启动 2台再生气压 缩机增压至 4 ． 0 MP a 第三级人 口、 稳定气压缩机三 级人 口增 压 至 4 ． 0 MP a ， 进 入 4 ． 0 MP a低 压 气 系 统 。2 ． 0 MP a以下 低 压 气 、 凝 析 油各 级 闪 蒸 气 、 稳 定气以及解放渠东低压气均经过现有稳定气和低压 气压 缩 机 一 、 二 、 三 级 增 压 至 4 ． 0 MP a进 入 4 ． 0 MP a 低压 气系 统 。 从 2 ． 0 MP a以下 、2 ． 0 MP a 、 4 ． 0 MP a 、 8 ． 0 MP a 集气系统 中油 、 气、 水三相计量 、 生产分离器分 离 出来 的凝 析油 进 入凝 析 油 稳 定 单元 处 理 ， 分 离 出 的含 油污水 进入 污水 系统 。 本 方 案 中天 然气 制冷利 用三 叠系 的丙烷 制冷 系 统 ， 原 丙 烷 制 冷 系 统 中 的丙 烷 蒸 发 器 操 作 压 力 为 6 ． 8 5 MP a ， 设计 压力 为 7 ． 9 6 MP a ， 本 优化 方 案对 天 然气操 作 压 力 进 行 了 调 整 ， 操 作 压 力 由 6 ． 8 5 MP a 调整 至 8 ． 0 MP a 。 因此 ， 需对 原 丙 烷 制 冷 系统 中 的 丙烷 蒸发 器进行 更换 。 2 ． 2天然气 8 ． 0 MP a 下注乙二醇管输至桑南 ， 与桑 南天然气混合丙烷外冷 该 方案 油 气计 量 分 离及 低 压 气增 压 、 凝 析 油稳 定 、 污水处 理 等 与 方案 一 相 同 ， 不 同 的 是 天 然 气 脱 水 、 脱烃不 在 吉拉克 处理 ， 而是 采用 天然气 注 乙二 醇 后 管输 至桑南 天然 气 净 化处 理 厂 ， 与桑 南 脱 硫 后 天 然气一起脱水 、 脱烃， 满足外输天然气水露点 、 烃露 点的要求 。这样吉拉克停运 的单元更多， 如乙二醇 单元、 丙烷制冷单元、 石炭系低温分离器等都停运 ， 生 产过程 更 简化 ， 生 产 管理 、 维修 等 人 员 更少 ， 但 吉 拉 克注 入 的乙二醇 需从 桑南 天然气 净化 处理 厂拉 运 至 吉拉 克 。桑南需 增 加 乙二醇 储 罐 及 装 车泵 ， 每 天 拉运一车， 拉运量为 8 m。 ／ d ， 增加部分公路运输费。 3方案对比 两 个方 案 采 用 的集 气 压力 ， 均 可 保 证所 有 高 低 压井都能进站 ， 满足吉拉克凝析气 田整个开发后期 生产要求 ， 同时满足天然气 外输烃露点 、 水露点要 求 。 方案 一 与方 案 二采 用 的压力 机 制 相 同 ， 且 制冷 方式均采用丙烷外冷， 区别在于方案一在吉拉 克进 行丙 烷外 冷 ， 方 案 二 在 桑南 站 进 行 丙 烷外 冷 。具体 对 比见表 1 。 通过 比较 可知 ， 两 个 方 案 的一 次性 投 入 相 差不 多 。方案 一 的年运行 费较 高 ， 主要为 运行 丙烷压 缩 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m