降低催化裂化干气中C3+含量的模拟与优化

针对某催化裂化装置干气中C₃⁺含量偏高的问题,利用AspenHYSYS流程模拟软件搭建吸收稳定系统模型,模拟分析了补充吸收剂流量、解吸塔冷热进料比和贫吸收油流量对干气中C₃⁺的影响。在满足产品指标和塔负荷性能前提下,分析了3种优化方案,保持实际生产中解析塔冷热进料比0.12不变,补充吸收剂流量增至22.0 t/h和贫吸收油流量增至30.0 t/h时,可将干气中C₃⁺体积含量降至1.6%以内,成为炼化企业提质增效的有效手段。     

低含氦天然气提氦联产LNG工艺设计与分析

天然气分离法是氦气工业化生产的主要途径，但中国多数气田的天然气氦含量(物质的量分数，下同)较低，超95%的氦气依赖进口。针对低含氦(小于0.5%)天然气，提出了一种低温高压浓缩、天然气液化、低温精馏提氦相结合的提氦工艺方案。以某乙烷回收处理厂为例(原料气进料温度为50℃、进料压力为5.8 MPa、处理量为1000×10⁴ m³/d)，利用HYSYS软件对低含氦天然气提氦联产液化天然气(LNG)工艺方案进行了模拟。在控制氦气浓缩倍数为19.15的前提下，对低温高压提浓装置进行了关键参数分析，同时研究了工艺流程对原料气中CO₂和氮气含量的适应性。结果表明，提浓塔压力过高会导致塔底氦气损失量增加，压力过低会导致外输气压缩机功率增加，针对原料气设置合理的塔压为3.8 MPa；提浓塔塔板数的增加会使氦气回收率增加，但当塔板数大于16块时，氦气回收率增加不明显；原料气中CO₂含量低于2%时，提浓塔不会形成CO₂冻堵物；原料气氮气含量高于0.5%时，需对塔顶气进行脱氮处理，以达到LNG生产的...     

塔河一号联合站天然气处理装置参数优化研究

针对塔河一号联合站天然气处理装置的实际情况,以该轻烃回收装置的影响因素敏感性分析及装置参数优化为主要研究内容,运用流程模拟软件建立了相应的工艺模型。选择透平膨胀机膨胀端出口温度、丙烷制冷后温度、低温分离器温度、重接触塔理论塔板数、脱乙烷塔理论塔板数以及脱乙烷塔塔底重沸器温度为主要因素,讨论这些因素对C3、C+3回收率及装置能耗的影响程度。在此基础上以操作参数为决策变量,以回收率和能耗为优化目标,结合液化石油气质量标准确立相关的约束条件,建立了基于流程模拟和SQP法的天然气处理装置优化模型,将C3回收率从83.63%提高到96.65%,C3+回收率从92.30%提高到98.43%。同时,液化气中C3+C4摩尔分数增至95%,C5摩尔分数降至1%左右。     

川西北地区九龙山气田飞仙关组天然气成因及来源分析

近年在川西北地区九龙山气田飞仙关组获重大突破,龙016-H2井获天然气产量131.90×10⁴m³/d,无阻流量270.96×10⁴m³/d,展示其良好的勘探开发前景,对天然气成因及来源研究可为下步扩大勘探开发成果提供地质依据。根据野外和井下样品分析化验资料,对天然气组分、碳同位素组成分析,结合烃源岩—储层沥青生物标志化合物对比,认为九龙山气田飞仙关组天然气CH₄含量高,重烃C₂⁺含量低,干燥系数(C₁/C₁⁺)大于0.99,属典型的干气,呈高演化特征;天然气δ¹³C₁、δ¹³C₂值较高,属于高—过成熟阶段原油裂解气和Ⅱ型干酪根裂解气的混合气,且以干酪根裂解气为主;储层沥青生物标志化合物与上二叠统吴家坪组和大隆组烃源岩相似,表明九龙山气田飞仙关组天然气为混源气,来源于吴家坪组和大隆组...     

倾油性有机质生成轻质油的评价方法及其应用

将有机质成烃的过程分解为有机质生成C₁₄⁺油、C₆—C₁₃轻质油及C₅^-天然气3组平行过程,进行了求取各组成烃反应化学动力学参数所需的模拟实验,建立并标定了3组化学动力学模型。运用该模型评价了松辽盆地齐家—古龙凹陷3类油气组分的生成量、排出量及凝析油气的资源量。结果表明,区内凝析油的资源量约为(150~870)×10⁴m³,对应的凝析气的量为(750~4350)×10⁷m³,总体资源潜力不大,但轻质油的总资源量可高达22.3×10⁸t。     

中国天然气勘探开发前景

根据新一轮全国油气资源评价成果，我国天然气资源丰富，资源量达35.03×10¹² m³，其中可采资源量为22.03×10¹² m³，主要分布在塔里木、四川、鄂尔多斯、东海、柴达木、松辽、莺歌海、琼东南和渤海湾等9个盆地。通过对中国天然气资源勘探开发现状和资源潜力的深入剖析，预测了中国天然气储量和产量未来的增长趋势：2030年前，中国天然气探明地质储量将保持高速增长，年均探明天然气4 500×10⁸ m³；天然气产量将快速上升，预计2010年将达到1 000×10⁸ m³，2020年接近2 000×10⁸ m³，2030年达到2 500×10⁸ m³。进而指出了我国天然气的主要勘探领域是中西部叠合盆地的前陆和克拉通古隆起、渤海湾和松辽盆地的深层以及海域盆地，沁水盆地和鄂尔多斯盆地的东缘是煤层气勘探开发的有利区。最后，提出了促进中国天然气产业发展的建议：加强基础地质工作、实施重大科技攻关、适当提高天然气价格、加快天然气管网建设、加快煤层气产业发展，持续开展资源动态评价工作。     

实施《页岩气发展规划（2016—2020年）》对环境影响研究

大力推动页岩气开发利用,对于缓解中国天然气供需矛盾、优化能源消费结构具有重要的意义。但是在页岩气勘探开发的过程中,也会造成一定的污染。为此,应用定性与定量相结合的方法,分析研究了实施《页岩气发展规划（2016—2020年）》对环境的主要有利与不利影响。结果表明：实施《页岩气发展规划（2016—2020年）》的不利环境影响主要是水资源消耗、水环境污染、能源生产过程中温室气体排放和生态破坏等;有利环境影响主要是优化能源消费结构、能源利用过程中减少大气污染物和温室气体排放量等。根据测算,中国到2020年、2030年页岩气开采与储运全过程需要的水资源量分别为1 294.8×10⁴～2425.5×10⁴ m³、4 316.0×10⁴～8 084.9×10⁸ m³,CH₄排放量分别为9.78×10⁸ m³、32.6×10⁸ m³。按照替代终端消费散烧煤炭估算,到2020年,页岩气的大规模使用会实现年减排SO₂、NO_x、颗粒物（PM）和CO₂ 分别达35.11×10⁴ t、6.59×10⁴ t、67.14×10⁴t和6952.63×10⁴t,到2030年实现年减排SO2、NOx、PM和CO2 分别达118.02×10⁴ t、22.18×10⁴ t、225.6×10⁴ t和3.866 277×108 t,能源利用过程中产生的大气污染物和温室气体减排效果显著。     

塔里木盆地油气勘探开发进展与“西气东输”资源保障

塔里木盆地油气资源丰富， 截至2007年底，中国石油塔里木油田公司在该盆地已累计探明油气田26个，探明石油地质储量约6×10⁸ t、天然气地质储量近1×10¹² m³，建成了年产原油逾600×10⁴ t、天然气150×10⁸ m³、油气当量接近2 000×10⁴ t的生产基地，促成并启动了“西气东输”工程。从天然气资源平面分布看，塔里木盆地具有全盆含气但相对集中的特征，天然气资源主要集中在库车坳陷、中央隆起、塔西南坳陷，上述3个地区的天然气资源量为5×10¹²～6×10¹² m³，是下一步天然气勘探的重点地区；而从天然气资源纵向分布看，该盆地78%的天然气资源量富集在中新生代地层中，台盆区天然气资源主要富集在下古生界寒武系-奥陶系和上古生界石炭系中，前陆区天然气资源主要富集在白垩系、古近系、新近系中。据第三轮全国资源评价结果，该盆地可探明的天然气储量为7.96×10¹² m³，目前的油、气资源探明率均不足15%，勘探前景广阔。“西气东输”工程的实施，将有力地促进塔里木盆地的油气勘探开发，促进西部地区的经济发展，促进中国能源结构和产业结构的调整，改善沿线人民的生活质量，并有效治理大气污染。     

特大型高含硫天然气净化厂安全放空与火炬系统设计解析

四川盆地普光气田天然气净化厂具有120×10⁸ m³/a的高含硫天然气（H₂S体积分数为14.14%,CO₂体积分数为8.6%,有机硫含量为340 mg/m³）处理能力。为了保证事故工况时其大排量高含硫天然气的安全泄放和高效燃烧,优化了高低压放空管网及火炬系统的设计,突破一般天然气净化厂 “全量放空”的常规设计思路,合理确定了放空规模为75×10⁴ m³/h,研发出放空抗低温、防火雨、高低压火炬密封、大排量放空防回火、三重保障点火、流体密封等技术,同时引进高效高低压酸性气火炬燃烧器,保证了火炬的安全平稳运行。放空与火炬系统投产后运行平稳,燃烧效率高于99.9%,为新建或改扩建大型天然气净化厂提供了参考。     

气体膨胀式天然气带压液化流程的设计与优化

天然气带压液化（PLNG）技术可在较高的压力和温度下储存液化天然气,为海上天然气的液化提供了可能,但对于PLNG流程的相关运行参数、性能优化方面的研究几乎还未见报道。为此,借鉴气体膨胀式天然气液化系统的优点,针对CO₂含量较低的海上天然气设计了一种气体膨胀天然气带压液化流程,并利用HYSYS软件进行了模拟和优化。结果表明：①分别采用N₂、50% N₂+50% CH₄、CH₄作为制冷剂,以产品LNG的单位能耗为衡量指标,对流程的4个关键参数（进口天然气压力、LNG储存压力、气体制冷剂膨胀前压力及气体制冷剂膨胀前预冷温度）进行了优化分析,并得到了它们的最优值;②比较了N₂、50% N₂+50% CH₄、CH₄分别作为制冷剂时,流程的能耗情况,发现CH₄是能耗最低的制冷剂;③将优化后的氮膨胀天然气带压液化流程与常规氮膨胀天然气液化流程进行比较,结果表明前者不仅占地面积小、流程简单、设备初始投资低,而且运行工况更优良、能耗更低（仅为0.218 9 kWh/m³,比常规流程的能耗降低了46%）。     

提高天然气轻烃回收装置C_3~+收率的方案比选——以中坝气田为例

中国石油西南油气田公司川西北矿区江油轻烃厂回收装置采用透平膨胀机单机膨胀制冷工艺,回收中坝气田天然气中C_3以上组分,因仅配备了排气量为(16~17)×10~4m~3/d的低压气增压机组,在目前天然气处理量为40×10~4m~3/d、高压原料气量最低时仅有17×10~4m~3/d、原料气压力由3.65 MPa降到2.80 MPa左右的情况下,出现了透平膨胀机的膨胀比和冷凝效率降低、低温制冷系统冷量不足、液烃产品产量和C_3~+收率下降等问题,同时,也直接影响着装置的安全、平稳运行。为了提高回收装置的C_3~+收率,提出了4种工艺改造方案:①残余气循环工艺(RSV);②直接换热工艺(DHX);③原料气增压的单级膨胀(ISS)工艺;④原料气增压+DHX工艺。对比上述4种方案的轻烃收率、能耗和经济性后认为:上述第三种方案,即原料气增压的单级膨胀工艺静态投资回收期较短(0.74年),C_3收率为89.43%、液化气产量为19.04 t/d,分别较原工艺提高了46.32%和42.94%,同时其单位能耗较低,具有更好的经济效益,适合于该装置的工艺改造。     

中国“十二五”油气勘探开发规划目标后评估及“十三五”目标预测

在中国"十二五""十三五"两个五年规划交替之际,国际油气市场形势发生了巨大变化,开展"十二五"油气勘探开发规划目标后评估,对于科学合理编制"十三五"各类油气发展专项规划具有重要的意义。评估结果认为,"十二五"期间,全国油气勘探开发规划目标完成情况总体较好,但尚有差距:①石油年产量目标2×10~8 t超额完成、而储量目标65×10~8 t相差6.4%,天然气储量目标3.5×10~(12)m~3超额完成、年产量1 385×10~8 m~3目标相差6.2%;②非常规气规划目标完成情况相对较差,其中页岩气好于煤层气。新常态下,油气消费量增速放缓、油价暴跌、资源品位下降及统计口径的变化是导致"十二五"油气勘探开发部分规划目标未能完成的主要因素。预测结果表明,"十三五"期间,在国际油价介于50~70美元/桶的条件下,国内年均新增常规石油、天然气探明地质储量将分别为10.0×10~8~12.0×10~8 t、6 000×10~8~8 000×10~8 m~3;年均新增探明页岩气、煤层气地质储量将分别为1 000×10~8~2 000×10~8m~3、500×10~8~1 000×10~8 m~3;国内石油年产量将保持在约2.0×10~8 t;到2020年,天然气年产量将介于1 800×10~8~2 000×10~8 m~3,其中页岩气年产量将达200×10~8 m~3,煤层气年产量将达150×10~8 m~3。     

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千米桥潜山位于北大港构造带东北倾没端大张坨断层上升盘 ,夹持于大张坨和港西断层之间 ,总构造面积约 10 0km2 。部署的 8口井中 ,板深 8、板深 7井试采 ,在奥陶系获得高产油气流。文中根据千米桥潜山凝析油气藏储集层特征和构造研究结果 ,进行板深 7、板深 8潜山凝析油气藏的产量预测。利用现金流量法预测千米桥板深 7、板深 8潜山凝析油气藏经济可采储量和经济采收率 ,当油价为 12 2 0元 /t,预测出凝析油和干气的经济可采储量分别为 114.0× 10 4 t和 71.4× 10 8m3 ;凝析油和干气的经济采收率分别为 2 1.90 %和 46 .73%。用概率分布方法进行风险性评价 ,评价出凝析油的三种经济可采储量即可能储量、概算储量、证实储量分别为 119.9× 10 4 t,115 .4× 10 4 t,10 8.1× 10 4 t;干气的三种经济可采储量分别为 75 .2× 10 8m3 ,71.9× 10 8m3 ,6 6 .6× 10 8m3 。并对经济可采储量进行了不确定性因素分析。     

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生物气是在特定条件下微生物作用于有机物生成的。研究认为,在甲烷生成菌的作用下,可通过CO_2+H_2和从有机基质中形成CH_4。生物气的组成一般以CH_4为主,常含数量不等的CO_2和N_2,C_2~+重烃含量甚微,C_1/C_(1～5)一般大于0.950,δ~(13)C_1一般小于-55‰。     

中美海相页岩气地质特征对比研究

通过中国海相页岩气详细研究和美国典型页岩气区带解剖,对比研究了中美页岩气地质特征的异同,这些研究对指导我国四川盆地海相页岩气的研究具有重要理论和实践意义。 ①美国Barnett页岩、Marcellus页岩和Haynesville页岩气区带的盆地类型为前陆盆地,中国四川早古生代盆地为克拉通。沉积环境均为深水陆棚,岩石类型以硅质和硅质钙质页岩为主,脆性矿物含量高。②Barnett页岩TOC值为3%~13%,平均为4.5%,Marcellus页岩TOC值为3%~12%,平均为4.0%,Haynesville页岩TOC值为0.5%~4%。四川盆地五峰组-龙马溪组和筇竹寺组页岩TOC值分别为1.5%~3%和2.5%~4.5%。③美国三大页岩成熟度适中,四川盆地海相页岩处于过成熟阶段。Barnett页岩、Marcellus页岩和Haynesville页岩R_O值分别为0.5%~2.1%、1.2%～3.5%和1.2%~3%。四川盆地筇竹寺组页岩R_O值一般为2.5%~4.5%,平均为3.5%,龙马溪组页岩R_O值为1.5%~3%。 ④Barnett页岩核心区厚度为30~180m,总孔隙度为4%~5%,基质渗透率小于1×10^-3μm²,Marcellus页岩厚度为 15～60m,孔隙度平均为10%,渗透率小于1×10^-3μm², Haynesville页岩厚度为70~100m,孔隙度为8%~9%,渗透率小于5×10^-3μm²,四川盆地五峰组-龙马溪组页岩厚度为25~120m,孔隙度为3%~10%,渗透率为(0.01~)×10^-3μm²,筇竹寺组页岩厚度为40~100m,孔隙度为0.1%~3%,渗透率为(0.01~42)×10^-3μm²。⑤Barnett页岩、Marcellus页岩和Haynesville页岩含气量分别为4.2~9.9m³/t、1.70～2.83m³/t和2.5~9m³/t。四川盆地五峰组-龙马溪组和筇竹寺组页岩含气量分别为1.7~4.5m³/t和0.55~1.2m³/t。中国海相页岩吸附气含量大于美国。⑥美国海相页岩埋深为1 220~3 990m,中国海相页岩埋深可高达5 000m,一般为1 500~4 000m;Barnett页岩和筇竹寺组页岩为正常地层压力,压力系数分别为0.99~1.01和1,Marcellus页岩,Haynesville页岩和五峰组-龙马溪组为异常高压,地层压力系数分别为0.9~1.4、1.61~2.07和1~2.3。⑦除四川盆地筇竹寺组页岩外,其他4套页岩均具有良好封盖层,有利于天然气保存。⑧美国地表条件更有利,多以平原为主,而四川多为丘陵。 ⑨四川盆地五峰组-龙马溪组页岩气地质资源量为17.5×10¹²m³,技术可采资源量为1.77×10¹²m³,筇竹寺组页岩气地质资源量为8.86×10¹²m³,技术可采资源量为0.886×10¹²m³。     

延长石油集团非常规天然气勘探开发进展

延长石油集团通过强化地质认识,明确了鄂尔多斯盆地陕北斜坡具备形成非常规天然气的地质条件,而致密砂岩气和页岩气是当前最为现实的勘探开发领域。在地质勘探理念上,确定鄂尔多斯盆地的南部物源对古生界砂体的发育具有重要贡献,而频繁的水进水退作用是促进优质储层发育的最主要因素;建立了"成熟烃源灶迁移控藏"的成藏模式,以此预测致密砂岩气藏的空间展布;重视陆相页岩砂质纹层的气体赋存能力,找到游离气赋存空间;以地化、储层、测井、地震等多种学科相结合实现了页岩气储层甜点的地震预测。同时,形成了陆相页岩气水平井钻完井技术、致密砂岩气藏储层保护钻井液体系、VES-CO₂泡沫压裂技术、液态CO₂/滑溜水混合压裂技术等开发技术,保证了致密砂岩气和页岩气的规模化开采。以勘探开发一体化模式为指导,探明中生界页岩气地质储量677×10⁸m³,古生界致密砂岩气地质储量3000×10⁸m³,目前的天然气生产能力已达到6×10⁸ m³/a,基本打破南油北气的开发局面。     

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中国大庆喇萨杏油田伴生气甲烷含量为 73.4 %～ 88.1% ,采用氨制冷和丙烷制冷的 10套浅冷装置回收C3 + 轻烃组分 ,制冷深度为 - 2 0～ - 35℃ ,丙烷收率为 18.2 %～ 4 7.1% ,C2 + 组分的回收率只有 5 2 .72 % ,轻烃资源回收率低。在对大庆油田伴生气冷凝规律研究的基础上 ,提出了浅冷—油吸收复合轻烃回收工艺 ,并在萨中30× 10 4m3 /d浅冷装置上进行了现场试验研究。结果表明 ,浅冷—油吸收复合轻烃回收工艺丙烷收率可达到 6 1%～ 85 % ,比氨制冷、丙烷制冷回收工艺提高 30～ 5 5个百分点 ,轻烃收率可提高 30 %～ 5 0 %。浅冷—油吸收复合轻烃回收工艺装置的试验成功 ,为我国油田伴生气轻烃回收提供了新的工艺路线 ,特别适合于丙烷收率低于 6 0 %的轻烃回收装置改造和新建装置的工艺设计。     

苏里格气田成藏条件及勘探开发关键技术

截至2017年,鄂尔多斯盆地苏里格地区有利勘探面积为5.5×10⁴km²,天然气总资源量近6.0×10¹²m³,已探明(含基本探明)储量为4.77×10¹²m³,已建成产能为230×10⁸m³/a的天然气生产规模,是中国陆上发现的储量最大的天然气田。多年研究表明:①苏里格气田产层主要为上古生界二叠系石盒子组8段和山西组1段,为典型的致密砂岩气藏;②石炭系本溪组、二叠系太原组和山西组广泛发育的煤系地层为气藏提供了充足的气源;③发育"敞流型"湖盆三角洲沉积模式,平缓底形、多源供砂、强水动力、多期叠加控制着大面积储集砂体的分布;④储层为河流-三角洲相砂岩,物性较差、非均质性强,平均孔隙度为4 % ~12 % ,平均渗透率为0.01~1 mD;⑤气藏具有广覆式生烃、弥漫式充注、近距离运聚、大面积成藏等特征;⑥气藏压力系数为0.62~0.90,属低压气藏,单井产量低;⑦沙漠区全数字地震技术、黄土塬非纵地震技术、测井精细评价技术、致密砂岩储层改造技术、水平井开发技术是苏里格气田勘探开发的关键技术。     

哈萨克斯坦Marsel探区叠复连续气田形成、分布与探测及资源储量评价

Marsel探区位于哈萨克斯坦境内的楚-萨雷苏盆地,面积1.85×10⁴km²,主要发育泥盆系、石炭系、二叠系地层。前苏联时期经35年勘探发现天然气储量137×10⁸m³;加拿大Condor公司开展5年勘探发现天然气储量60×10⁸m³;中科华康石油公司获得探矿权后,委托中国石油大学(北京)和中国地质大学(北京)相关力量进行了为期近3年的研究。应用叠复连续油气藏成因模式,结合对已有资料的重新处理与解释,研究了地层展布特征、构造演化特征、生储盖组合特征和油气运聚特征,预测出探区内存在一个广泛连续分布、面积超过2 500 km²的含气区。通过77口探井的钻探结果分析、相关测井资料中含气层重新解释、地震资料中各目的层含气性特殊处理和追踪、与国内外叠覆连续气藏产状特征比较,检测到Marsel探区内南哈气田的存在并厘定了含气边界、含气范围和含气层有效厚度分布。基于国际PRMS系统评价出南哈气田可采天然气资源储量最佳估值达18 049×10⁸m³,国际评价公司(GCA)审定当前条件下已达到天然气3C级别可采资源储量为5 159×10⁸m³。南哈气田位于中亚腹地的哈萨克斯坦境内,距中国已建成的第3条输气管线不到150 km,其发现将启迪在中亚仍至世界其他地区发现更多类似的非常规叠复连续的油气资源,为建设新丝绸之路经济带作出重要贡献。     

鄂尔多斯盆地天然气储量和产量预测分析

鄂尔多斯盆地的天然气地质储量发现和产量增长的过程具有一定的多峰特征,通过分析盆地天然气资源禀赋、天然气储量和产量的增长历史,并在考虑天然气储量、产量预测影响因素的基础上,选用多峰高斯模型对鄂尔多斯盆地天然气储量、产量进行预测,开展天然气供应能力评价和潜力分析。预测结果表明：鄂尔多斯盆地天然气年探明地质储量在未来20年内总体上呈现先快速上升后缓慢下降趋势,累计探明天然气地质储量约为13×10¹²m³;天然气产量在未来20年内呈现快速增长趋势,年均产量约为1 640×10⁸m³。未来20年鄂尔多斯盆地天然气产量将占全国天然气总产量的20%以上,随着非常规天然气资源的成功勘探与开发,鄂尔多斯盆地对我国油气资源的供应能力将逐步增大。在相当长的时间内,鄂尔多斯盆地的天然气勘探开发将具有广阔的前景。 