油氣分離緩沖罐的改進(jìn)

田新民，李成紅，王 喆

（長(zhǎng)慶油田分公司第三采油廠，寧夏 銀川 750006）

一、前言

在長(zhǎng)慶油田開采的三疊系油藏，原油油氣比含量高，為了分離原油中的天然氣，在地面工藝流程中，在增壓點(diǎn)或接轉(zhuǎn)站安裝油氣分離緩沖罐。分離出來的天然氣用于增壓點(diǎn)或接轉(zhuǎn)站的生產(chǎn)、生活加熱采暖；同時(shí)利用緩沖罐的暫時(shí)儲(chǔ)油作用，解決單井到接轉(zhuǎn)站或增壓點(diǎn)輸送的液量不穩(wěn)定，造成外輸液量波動(dòng)等問題。目前油氣分離緩沖罐已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，廣泛應(yīng)用于高油氣比油田生產(chǎn)中。

二、油氣分離緩沖罐的結(jié)構(gòu)及存在的問題

1.組成及工作原理。常用的油氣分離緩沖罐如圖1所示。

圖1 常用的油氣分離緩沖罐結(jié)構(gòu)示意圖

油氣分離緩沖罐工作原理是：油氣混合物從進(jìn)油口進(jìn)入緩沖罐，經(jīng)過能量吸收器后噴到緩沖隔板上，因壓力降低加之?dāng)U散作用，使原油中溶解的天然氣游離出來。分離后的油靠自重落到底部，經(jīng)過破沫網(wǎng)破沫后從油出口排出，而攜帶有小油滴的天然氣，又經(jīng)過氣體整流器和捕霧器后，從出氣口排出。

2.存在的問題。由于不同油藏及油藏的不同時(shí)期的油氣比存在差別，油氣分離緩沖罐在使用中逐漸暴露出工藝設(shè)計(jì)存在的缺陷。

一是生產(chǎn)出來的天然氣氣量調(diào)節(jié)范圍小。在實(shí)際生產(chǎn)中，在一些油田開采初期或者油氣比高的油田，增壓點(diǎn)或接轉(zhuǎn)站上的油氣分離緩沖罐分離出的氣量比較大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于站點(diǎn)生產(chǎn)和生活用氣需要。多余的氣體由于現(xiàn)有混輸工藝的限制，無法和原油再重新混合后輸送，而大部分站點(diǎn)沒有鋪設(shè)輸送天然氣的管線，多余的天然氣幾乎全部采用點(diǎn)火炬燃燒掉，造成大量的燃料浪費(fèi)和環(huán)境污染。同時(shí)，由于上游站點(diǎn)原油中的大量氣體分離，造成下游站點(diǎn)的原油不能分離出足夠的油田氣來滿足加熱和其他生產(chǎn)需要。

二是分離出的天然氣中含有大量水蒸氣和高碳輕烴組分。用管道輸送，在冬季隨著溫度降低，易從氣態(tài)相變?yōu)橐簯B(tài)相，堵塞管線，影響正常生產(chǎn)。在處理凍堵管線時(shí)，由于輕烴組分燃點(diǎn)低，容易使輕烴燃燒，造成燒傷員工的事故。

三、油氣分離緩沖罐的改進(jìn)

針對(duì)在用的油氣分離緩沖罐使用中存在的問題，對(duì)新制作的緩沖罐的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，如圖2所示。

圖2 改進(jìn)后油氣分離緩沖罐結(jié)構(gòu)示意圖

1.在原來結(jié)構(gòu)的緩沖罐上增加了一個(gè)進(jìn)油三通閥和一個(gè)輔助進(jìn)油口，利用進(jìn)油三通閥閥芯位置，調(diào)節(jié)主進(jìn)油口和輔助進(jìn)油口的油量。主進(jìn)油口就是原緩沖罐的進(jìn)油口，輔助進(jìn)油口直接與緩沖罐下部聯(lián)通，主進(jìn)油口的油經(jīng)過能量吸收器、緩沖板等，實(shí)現(xiàn)油氣分離；輔助進(jìn)油口的油進(jìn)入緩沖罐后，只自然分離很少一部分天然氣，通過調(diào)節(jié)三通閥閥芯位置，實(shí)現(xiàn)緩沖罐天然氣產(chǎn)量的調(diào)整。

2.在緩沖罐天然氣出口增加一個(gè)冷凝分離器，主要作用是：冷凝含有水蒸氣和高碳輕烴組分的天然氣，經(jīng)過冷凝后，部分水蒸氣變成液態(tài)水，高碳輕烴組分變成液態(tài)輕烴，這些液態(tài)成分依靠重力作用，流回到緩沖罐中。經(jīng)這樣簡(jiǎn)單其處理后，天然氣含的水蒸氣和高碳輕烴組分大部分可以除去，從而減少天然氣中易凝結(jié)變成液態(tài)相的組分，提高其品質(zhì)。

3.在緩沖罐罐體內(nèi)增加一組天然氣加熱盤管，冬季運(yùn)行時(shí)，可以將分離后冷凝過的天然氣再次加溫后，輸送到站內(nèi)天然氣管道內(nèi)，用于生產(chǎn)加熱需要。

四、改進(jìn)后的油氣分離緩沖罐的使用效果評(píng)價(jià)

2010年，在吳起油田的旗五接轉(zhuǎn)站改造緩沖罐時(shí)，安裝兩臺(tái)60m3的新結(jié)構(gòu)緩沖罐。安裝完成后，在夏季運(yùn)行，調(diào)節(jié)三通閥閥芯，使原油部分通過輔助進(jìn)油口進(jìn)入緩沖罐，天然氣產(chǎn)量減少，這樣就不需要點(diǎn)火炬燃燒多余的天然氣。冬季運(yùn)行，由于在緩沖罐上安裝了冷凝油水分離器，天然氣中的水蒸氣和高碳輕烴組分大部分被冷凝后分離，以往需要天天對(duì)壓力缸放一次水和輕烴的混合物，現(xiàn)在只需每周定時(shí)排放一次。

通過對(duì)油氣分離緩沖罐的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了天然氣產(chǎn)量的調(diào)節(jié)，多余的天然氣溶解在原油中，沒有被分離出來，用泵輸送到下游的站點(diǎn)，然后再分離，用于加熱、發(fā)電和生產(chǎn)液化氣。通過對(duì)緩沖罐氣體流程工藝的改進(jìn)，減少了分離出來的天然氣中水蒸氣和高碳輕烴的組分，提高了天然氣的品質(zhì)。