油田井口裝置甲烷排放因子修正淺析

梁桂海，周學軍，雷 鈞，王海軍，蓋曉鵬

中國石油長慶油田分公司技術監(jiān)測中心 （陜西 西安 710018）

2017年12月，國家發(fā)展改革委下發(fā)了《全國碳排放權交易市場建設方案（發(fā)電行業(yè)）》（發(fā)改氣候規(guī)〔2017〕2191號）文件，要求在發(fā)電行業(yè)率先啟動全國碳排放交易體系，逐步擴大參與碳市場的行業(yè)范圍，增加交易品種，不斷完善碳市場。石油天然氣生產(chǎn)企業(yè)做為主要耗能單位之一，已被列入碳排放交易市場目錄。

《中國石油天然氣生產(chǎn)企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南（試行）》（以下簡稱指南）已經(jīng)于2014年編制完成，指導各生產(chǎn)企業(yè)進行溫室氣體數(shù)據(jù)核算上報工作。該《指南》匯總了一些常見化石燃料品種相關的參數(shù)和石油系統(tǒng)不同設施的排放因子，在進行溫室氣體排放量核算過程中，各設施溫室氣體排放量為設施數(shù)量與CH4排放因子乘積之和。排放因子實測值或測算值優(yōu)先選用，排放因子參考值供不具備實測條件的企業(yè)參考使用。石油系統(tǒng)不同設施CH4排放因子缺省值見表1，數(shù)據(jù)來源于2005年中國溫室氣體清單研究[1-3]。

從表1中可看出，對于石油系統(tǒng)的井口裝置、接轉(zhuǎn)站、聯(lián)合站等設施逃逸甲烷排放因子缺省值為固定值；井口裝置的工藝放空未給定甲烷排放因子數(shù)值。在溫室氣體排放量中油井井口伴生氣的工藝放空量未統(tǒng)計，不能真實反映企業(yè)的實際排放量，溫室氣體排放數(shù)據(jù)統(tǒng)計還有一定的完善空間[4-6]。

表1 石油系統(tǒng)不同設施CH4排放因子缺省值統(tǒng)計表

1 存在的問題

1.1 井口裝置排放因子與參考值有差距

為研究油井井口伴生氣甲烷排放因子與參考值的符合性，中國石化勝利油田分公司技術檢測中心能源站對采油井伴生氣成分和流量進行了實地監(jiān)測。從資料可看出，選取檢測的7口采油井井口套管二氧化碳平均排放因子為2.05 kg/t，CH4氣體平均排放因子為35.96 kg/t，碳當量平均排放因子為757.12 kg/t。與API指南中給定的排放因子數(shù)值相比較,發(fā)現(xiàn)這個區(qū)塊CH4排放因子平均值高出61.82%。

1.2 油井井口套管氣氣量變化較大

1）中國石油長慶油田分公司開采的三疊系延長組油藏伴生氣量豐富，井口放套管氣生產(chǎn)現(xiàn)象普遍。如西峰油田地層原始氣油比較高，達到78.8～106.4 m3/t。在生產(chǎn)過程中，因采用定壓放氣閥回收伴生氣，抽油泵氣鎖問題較突出，巡護班組的主要工作之一就是油井套管口放氣，判斷油井正常出油后停止井口套管氣放空。

2）隨著開發(fā)時間的延長，井口伴生氣量逐漸減少，為伴生氣量的測定增加了很大工作量。例如，西峰油田第一輕烴廠2015年處理伴生氣量達到5.8×104m3/d；2017年處理伴生氣量下降至4.5×104m3/d，表明伴生氣量下降幅度較大。

3）現(xiàn)場檢測表明，套管氣產(chǎn)生量的預測困難，部分油井產(chǎn)油量小，套管氣量大；部分油井產(chǎn)油量大，套管氣量偏小，規(guī)律不易尋找。

1.3 油井井口氣量計量難度大

1）由于伴生氣量大的油井采用定壓放氣閥集氣，套管氣壓力0.4～2.4 MPa，并多含有液態(tài)成分，油井伴生氣量的計量一直存在難度。例如SY/T 6143—1996《天然氣流量的標準孔板計量方法》，使用孔板節(jié)流裝置進行計量，因流量不穩(wěn)很難用于測量套管氣，在哪一個壓力條件下測量更準確也未達成共識。

2）部分單井或井組因工藝條件限制，分離出的伴生氣無法合理有效利用，未采用計量儀器進行計量，采取就地放空或燃放的方式。冬季部分井口加熱裝置利用分離出的伴生氣加熱，加熱裝置用氣量未計量，燃料消耗量在溫室氣體上報時為估算值或經(jīng)驗值，不能準確統(tǒng)計實際消耗伴生氣量。

2 認識與建議

1）使用孔板節(jié)流裝置、風速表、流量計均可測量一段時間的油井套管氣量，但不能反映油井的長期產(chǎn)氣量。油田小區(qū)塊的伴生氣的回收裝置與工藝也不夠完善，存在很大的挖潛空間。需對油井井口伴生氣計量手段和方式進行立項研究，較準確地反映井口產(chǎn)氣量情況，為伴生氣利用提供較準確的計量數(shù)據(jù)。

2）按照《指南》要求，各油氣田企業(yè)應盡可能實測自己的溫室氣體排放數(shù)據(jù)，為排放量的計算提供核查校驗依據(jù)。因此，應在參照聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會IPCC給定的石油系統(tǒng)設備及設施排放因子缺省值的基礎上，加大檢測工作量，為油田不同區(qū)域、不同開采層位、不同生產(chǎn)年限的油井提供可靠伴生氣量檢測數(shù)據(jù)。

3）油田企業(yè)的井口加熱裝置、站場伴生氣量計量儀器儀表配套不到位，配套的部分氣體計量儀表因維護不到位停用或損壞。需對重點區(qū)域井組設施配備完善氣體計量儀表，維護已配套的計量儀表，配套便攜式氣體計量儀器，準確計量重點區(qū)塊伴生氣氣量利用（消耗）情況，為溫室氣體排放核算提供真實、可靠數(shù)據(jù)。