油田周邊零散放空氣回收利用模式研究

楊進(jìn)榮

(中國石油天然氣股份有限公司浙江油田分公司西南采氣廠，四川 宜賓 644000)

1 油田周邊零散氣回收利用模式概述

1.1 現(xiàn)有回收利用模式現(xiàn)狀

在油田天然氣主產(chǎn)區(qū)，按照開發(fā)方案積極推進(jìn)頁巖氣外輸管道建設(shè)，實(shí)現(xiàn)管輸銷售，結(jié)合地方開展天然氣發(fā)電以及氣代煤、氣代油等天然氣市場發(fā)展方向的政策，在油田產(chǎn)量較低地區(qū)、骨干管網(wǎng)不發(fā)達(dá)地區(qū)，建設(shè)壓縮天然氣(CNG)和液化天然氣(LNG)利用裝置，分布式能源上網(wǎng)發(fā)電和民用氣，優(yōu)化天然氣使用方式，提高放噴頁巖氣利用率。以浙江油田公司西南采氣廠為例，管輸計(jì)量交接點(diǎn)3處，實(shí)現(xiàn)日均銷售氣量300萬m3，管輸銷售是按照氣田總體開發(fā)方案，根據(jù)管網(wǎng)總體布局就近接入地區(qū)外輸干線，實(shí)現(xiàn)規(guī)模銷售取得經(jīng)濟(jì)效益。輔助銷售計(jì)量交接點(diǎn)13處，實(shí)現(xiàn)日均銷售氣量100萬m3，其中LNG 站8處，CNG站1處，上網(wǎng)發(fā)電3處，民用氣1處，近三年通過以上方式油田周邊零散放空氣回收利用量6億m3。

1.2 現(xiàn)有回收利用模式遵循的原則

油田周邊零散氣輔助銷售點(diǎn)井站位置相對偏遠(yuǎn)，周邊無完善的天然氣生產(chǎn)處理系統(tǒng)和管輸銷售網(wǎng)絡(luò)，所產(chǎn)天然氣需要進(jìn)行獨(dú)立收集、處理、回收利用，單井站產(chǎn)氣量在2～3萬m3優(yōu)先選優(yōu)撬裝CNG 設(shè)備進(jìn)行回收利用；單井站產(chǎn)氣量在3萬m3以上，且周邊CNG 下游銷售市場有限，產(chǎn)品運(yùn)輸受道路交通不便等因素嚴(yán)重制約，可根據(jù)周邊電網(wǎng)布局，就近城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿啦季?，結(jié)合電力供應(yīng)和地方居民用氣的訴求，優(yōu)選上網(wǎng)發(fā)電和民用氣方式進(jìn)行銷售；周邊單井站產(chǎn)氣量在3萬m3以上，且就近井站通過連接臨時管線選擇道路條件好選址可建成5～10萬m3/天LNG 站，實(shí)現(xiàn)片區(qū)集中回收利用。

2 油田周邊零散氣回收利用方式分析

2.1 臨時管輸回收利用

管輸銷售總體按照油田開發(fā)方案，同片區(qū)產(chǎn)能建設(shè)同步開展，在集輸干線建設(shè)時可提前預(yù)留管線接口，沿線3km 范圍內(nèi)的測試平臺氣量在3萬m3/天以上，可建設(shè)臨時管線 實(shí)現(xiàn)當(dāng)年評價、當(dāng)年見產(chǎn)、當(dāng)年見效的目標(biāo)進(jìn)行回收利用，進(jìn)入管輸銷售天然氣氣質(zhì)必須符合《天然氣》(GB 17820—2018)二類氣質(zhì)要求，以及《進(jìn)入天然氣長輸管道的氣體質(zhì)量要求》(GBT 37124—2018)水露點(diǎn)強(qiáng)制要求，必須配套建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的地面生產(chǎn)流程和集氣脫水增壓裝置，前期投資成本大，受資產(chǎn)負(fù)債和設(shè)備折舊等因素，收益周期長。但管輸銷售價格相對穩(wěn)定不受市場行情波動影響，且能夠享受中國石油內(nèi)部結(jié)算冬季超計(jì)劃量120%的價格。

2.2 液化LNG回收利用

《天然氣利用政策》規(guī)定，LNG 汽車屬于優(yōu)先類，用于調(diào)峰和儲備的LNG 設(shè)施屬于允許類。LNG 產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，促使了LNG 的終端利用，并對相關(guān)產(chǎn)業(yè)起到了非常大的帶動作用。LNG 銷售前期主要在油田周邊已測試產(chǎn)量在3～5萬m3以上且片區(qū)平臺在2～3個，周邊無完善的天然氣生產(chǎn)處理系統(tǒng)和可接入的管輸銷售網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)先選擇建設(shè)撬裝LNG 裝置銷售，后期可利用供需雙方串供、互供、代輸?shù)榷喾N方式作為建產(chǎn)區(qū)塊實(shí)現(xiàn)調(diào)峰錯峰的銷售模式，可解決雙方故障檢修和上下游壓產(chǎn)對銷量的嚴(yán)重影響問題。LNG 生產(chǎn)工藝較復(fù)雜，來自平臺的天然氣經(jīng)計(jì)量后進(jìn)入液化工廠裝置區(qū)，經(jīng)聚結(jié)式過濾器過濾天然氣中的微量油水及粉塵雜質(zhì)后進(jìn)入脫酸單元，經(jīng)活化的MDEA 溶液在高壓、低溫下脫除天然氣中的酸性氣體后進(jìn)入后續(xù)單元，經(jīng)分子篩脫水至1ppm 以下后進(jìn)入載硫活性炭脫除天然氣中可能含的汞，避免對冷箱鋁翅片產(chǎn)生汞腐蝕，凈化后的天然氣進(jìn)入冷箱，經(jīng)混合冷劑逐步冷卻后變?yōu)長NG，經(jīng)節(jié)流降壓后送入LNG 儲罐儲存，儲罐的儲存壓力在15kPa 左右，LNG 經(jīng)LNG 輸送泵輸送至充裝臂，通過LNG 槽車外運(yùn)。

目前LNG 銷售行業(yè)，完全符合國家的產(chǎn)業(yè)政策和能源政策，對發(fā)展城市燃?xì)馐聵I(yè)，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)能源多元化，促進(jìn)地區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)和調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、發(fā)展經(jīng)濟(jì)等方面都有十分重要的意義。LNG 也可用作小城鎮(zhèn)非管道供氣主氣源，仍可作為備用和調(diào)峰氣源，也是城市天然氣的調(diào)峰儲備措施。LNG 液化氣用途廣泛且運(yùn)輸方便，下游銷售市場需求大，不會因滯銷停產(chǎn)造成油田生產(chǎn)井的間歇性生產(chǎn)，銷售價格受終端銷售價格和海外運(yùn)輸LNG 價格影響較大，按照價價聯(lián)動和一戶一策的天然氣銷售營銷策略，天然氣銷售價格也將影響較大，面對海上進(jìn)口低價LNG 對國內(nèi)LNG 市場的沖擊，促銷成為LNG 銷售方式工作的重中之重，對油田的生產(chǎn)經(jīng)營帶來一定的困擾。所供原料氣均為井口和管道粗天然氣，氣質(zhì)要求較低，對生產(chǎn)工藝流程建設(shè)投資較少，且LNG 原料氣供氣價格較高，回收利用模式經(jīng)濟(jì)效益最好。

2.3 壓縮CNG回收利用

CNG 壓縮回收方式，投資小，安全、靈活、方便、快捷，對于油田周邊產(chǎn)量低于3萬m3/天的井站，優(yōu)先選擇CNG 銷售，CNG生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)成本較LNG 低，撬裝生產(chǎn)場站能夠在較短的時間內(nèi)投產(chǎn)用戶在使用需一套減壓裝置，相較LNG 的氣化裝置要簡單，將氣井井生產(chǎn)的天然氣壓力控制在要求范圍內(nèi)進(jìn)入分離器進(jìn)行氣液分離，分離出的天然氣再經(jīng)籃式過濾器，除去部分泥沙等固體之后進(jìn)入干燥撬經(jīng)干燥撬吸附脫水(露點(diǎn)低于-35℃)，再經(jīng)壓縮機(jī)壓縮至20MPa 進(jìn)入CNG 轉(zhuǎn)運(yùn)拖車外運(yùn)。分離器、干燥撬和壓縮機(jī)的排污進(jìn)入常壓排污罐，揮發(fā)氣體經(jīng)放空筒放空，液相積累至灌體1/2拉運(yùn)處理。在油田周邊放空氣壓縮回收的過程中，由于具體情況不同，可以按照單井的氣量和壓縮機(jī)的能力，相應(yīng)增加壓縮機(jī)的數(shù)量來進(jìn)行匹配。由于單車運(yùn)輸量小，造成運(yùn)輸成本大，運(yùn)輸距離受限，是制約CNG 發(fā)展的主要瓶頸；由于物質(zhì)形態(tài)仍是氣體，只是經(jīng)過了壓縮，壓力高達(dá)21MPa，相較LNG 危險性要大，難于滿足對氣量需求較大用戶的要求。CNG 需求量隨著市場情況而波動，進(jìn)而影響氣井生產(chǎn)波動，不利于回收利用，且CNG 為產(chǎn)品不易打破下游目前已供需平衡的市場壁壘，CNG 終端銷售價格較低，造成天然氣供氣價格低，存在一定的經(jīng)營風(fēng)險。

2.4 分布式能源發(fā)電回收利用

《天然氣利用政策》規(guī)定，天然氣分布式能源屬于優(yōu)先類。天然氣發(fā)電有利于滿足系統(tǒng)調(diào)峰需要，優(yōu)化和調(diào)整電源結(jié)構(gòu)，能夠提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，也是發(fā)電能源多元化的重要組成部分，是我國天然氣利用的重要方向之一。油田周邊邊遠(yuǎn)井道路運(yùn)輸條件差，受距集輸主管道較遠(yuǎn)、出氣量較小，周邊有可以依托的高壓電網(wǎng)，產(chǎn)氣量在3萬m3/天，可優(yōu)先采用頁巖氣上網(wǎng)發(fā)電。根據(jù)頁巖氣分布特點(diǎn)，頁巖氣發(fā)電大多采用內(nèi)燃機(jī)組，內(nèi)燃機(jī)組是將液體或氣體燃料與空氣混合后，直接輸入氣缸內(nèi)部燃燒并產(chǎn)生動力的設(shè)備，是一種將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的熱機(jī)，具有體積小，特別適用于移動式動力裝置；熱效率高，意味著燃料消耗率低，經(jīng)濟(jì)性好；啟動性能好，正常情況下，僅在3～6s 的時間內(nèi)即可起動，并能迅速達(dá)到最大功率；使用功率范圍寬，適應(yīng)性好，發(fā)電功率范圍為5～18000kW；設(shè)備集成度高，安裝操作快捷方便。

分布式能源站所發(fā)電能可直接供生產(chǎn)平臺使用，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組煙氣余熱通過余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽供應(yīng)就近氣田水處理廠，實(shí)現(xiàn)能源高效、梯級利用。在地方政府補(bǔ)貼、天然氣價格調(diào)整、能源互聯(lián)網(wǎng)興起、工業(yè)園區(qū)限煤等多重因素作用下，天然氣分布式能源發(fā)展明顯提速，對地方能源安全和工業(yè)發(fā)展等方面具有重大的推動作用，有利于優(yōu)化和調(diào)整電源結(jié)構(gòu)，發(fā)展頁巖氣發(fā)電可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電能源多元化，有利于改善地區(qū)的電力布局和能源結(jié)構(gòu)。

針對井口供氣燃?xì)馍暇W(wǎng)發(fā)電，低價采購用電，降低用電成本，氣田水處理工藝?yán)冒l(fā)電余熱低耗高效、安全可靠的回收工藝模式具有重要的指導(dǎo)意義，社會效益十分顯著。

2.5 城鎮(zhèn)燃?xì)饷裼没厥绽?/h3>

我國城鎮(zhèn)燃?xì)庵刑烊粴庖殉蔀橹鲗?dǎo)氣源，隨著“新型城鎮(zhèn)化”積極推進(jìn)，配套設(shè)施逐步完善，城鎮(zhèn)燃?xì)獗３址€(wěn)定增長。在離地方城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)、配氣站較近約1km 范圍內(nèi)的油田周邊低產(chǎn)井氣量低于1萬m3/天，優(yōu)先考慮并入地方城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)實(shí)現(xiàn)銷售。隨著燃?xì)夤艿捞卦S經(jīng)營權(quán)得到日益重視，直供工業(yè)用戶銷量減少，城鎮(zhèn)燃?xì)庥脩翡N量所占比例不斷提高，民用氣一般地方燃?xì)夤居腥細(xì)饨?jīng)營權(quán)，已建成了供氣輸配系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，形成中低壓供氣區(qū)和儲氣調(diào)峰配氣調(diào)壓站進(jìn)行調(diào)節(jié)，具備輸氣功能、調(diào)峰功能、事故供氣功能和安全可靠供氣功能。城鎮(zhèn)燃?xì)庥墒〖?或市縣級)物價部門制定和管理，但由于各地的氣源不一，經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展程度有別，消費(fèi)水平各異，加之沒有統(tǒng)一的配氣成本監(jiān)審辦法和配氣費(fèi)定價標(biāo)準(zhǔn)，各地的配氣費(fèi)差異很大。整體市場價格穩(wěn)定，同時民用氣在燃燒效率和價格上均比煤炭和液化石油氣具有相當(dāng)?shù)母偁巸?yōu)勢。同時地方政府政策大力支持，市場前景較好。能夠優(yōu)先滿足井場就近鄉(xiāng)鎮(zhèn)的居民用氣，后續(xù)可分期分片逐步氣化，結(jié)合國家地方煤改氣的政策，滿足醫(yī)院、學(xué)校、旅館、餐飲和可研事業(yè)單位等公共建筑的用氣。

3 結(jié)語

綜上所述，油田零散放空氣回收利用模式要結(jié)合政府監(jiān)管政策、財(cái)稅政策、利用政策和價格政策為導(dǎo)向，開展區(qū)域天然氣市場調(diào)研，充分考慮地方政府對供氣企業(yè)“三留”(留GDP、留稅、留利)訴求，按照新增天然氣應(yīng)優(yōu)先保障居民生活或用于替代燃煤，優(yōu)先就地供民用氣的使用，緩解區(qū)域鄉(xiāng)鎮(zhèn)冬季保供期間民用氣用氣慌的尷尬局面，其次發(fā)展天然氣分布式能源等高效利用項(xiàng)目，低價采購用電，氣田水處理工藝?yán)冒l(fā)電余熱低耗高效、安全可靠的回收工藝模式具有重要的指導(dǎo)意義，社會效益十分顯著，既實(shí)現(xiàn)了放空氣的銷售利用，由滿足了用電需求和供電的安全穩(wěn)定性，節(jié)約了場站用電成本和氣田水處理成本，在經(jīng)濟(jì)性上具有很大優(yōu)勢，具有一定的開發(fā)利用前景。合理發(fā)展天然氣化工項(xiàng)目，有序發(fā)展天然氣調(diào)峰發(fā)電站，鼓勵各種天然氣處理及回收技術(shù)進(jìn)入頁巖氣銷售市場，一方面享受國家頁巖補(bǔ)貼政策，增加銷售收入，實(shí)現(xiàn)油田最大效益，一方面為促進(jìn)當(dāng)?shù)仨搸r氣產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展，實(shí)行頁巖氣開發(fā)與就地轉(zhuǎn)化利用合作共贏，越是在低油價背景下，越要不斷地探索完善建立天然氣綜合回收利用模式，依靠技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新拓寬銷售渠道，提升企業(yè)利益。