天然气甘醇脱水

本文介绍用于天然气脱水的甘醇种类及适用范围;BS&B 三甘醇移动型和固定型脱水装置设计特点;卧龙河天然气处理工厂的三甘醇脱水装置的工艺流程、平面布置及主要设备等。     

储气库三甘醇脱水装置大型化技术研究

三甘醇脱水工艺是国内外普遍使用的天然气吸收脱水技术,目前盐穴型和干气气藏型储气库均采用此技术脱除天然气中饱和水分。随着大库容储气库项目的不断建设,注采气量不断攀升,对采出气天然气脱水设备大型化的需求越来越多。为适应大型储气库的脱水需求,建设节约占地面积、降低装置能耗、增强工况适应性的大型化三甘醇脱水装置势在必行。结合目前国内外典型三甘醇脱水装置建设情况,以及对国内某储气库三甘醇脱水装置大型化设计方案的对比研究,通过工艺模拟计算、设备制造能力调研、装置能耗分析计算,确定三甘醇脱水装置大型化的最佳经济点和工况适应性;完成了工艺流程优化、生产过程的物料平衡分析,得出了大型三甘醇脱水装置的实际负荷对应关系,以及大型化合理运行最佳经济点;优化总结出三甘醇脱水装置大型化规模的选择和设计思路,确定了直燃加热方式的最佳规模。     

高含CO2天然气应用三甘醇脱水技术研究

三甘醇脱水是天然气脱水的成熟工艺,但采用三甘醇脱水装置处理高含CO2天然气并没有成熟的经验。对采用三甘醇脱水装置处理高含CO2天然气的脱水效果、CO2对三甘醇寿命的影响因素进行了分析,根据三甘醇装置在溶液起泡、汽提塔液泛、设备腐蚀、出口气体水露点高等方面常出现的操作问题,提出了操作参数对产品气指标影响的合理建议。     

天然气三甘醇脱水一体化集成装置

为解决长庆气田开发中大量使用的天然气三甘醇脱水橇装装置长期依赖进口的不利局面,对长庆气田数字化集气站的流程和运行管理进行分析,优化天然气三甘醇脱水工艺,匹配先进的控制系统,创新研发了处于国内领先水平的大处理量(200×104~500×104m~3/d)橇装脱水装置,更加适应气田生产开发需要。装置主要包括三甘醇吸收脱水、甘醇溶液再生、加热精馏、闪蒸、循环、换热、散放等功能。应用后脱水单元施工周期缩短50%以上,征地面积较数字化减少30%以上,规模化应用后投资降低30%以上。集成设备提高了成橇水平,定型设备提高了安装质量,操作维护方便。     

天然气脱水生产中三甘醇的使用情况

在天然气脱水生产过程中采取有效措施保护好三甘醇,可以保证脱水装置的长期稳定运行,降低装置故障机率,节约天然气脱水的操作成本,通过现场的生产情况提出了一些保护三甘醇的有效措施,有利于延长三甘醇的使用寿命,降低天然气脱水操作成本。     

国内外天然气脱水设备技术现状及发展趋势

目前,国外天然气脱水应用最多的方法是溶剂吸收法中的甘醇法。国内中石油股份公司内天然气集输系统采用的脱水设备主要有长庆油田的三甘醇脱水净化系统;西南油气田分公司的J-T阀低温分离系统;大庆油田的透平膨胀机脱水系统;塔里木气田的分子筛脱水及低温分离脱水系统。针对这些设备目前存在的装置相对复杂、系统运行成本高、三甘醇的处理和再生难以解决及环境污染等问题,介绍了超音速天然气脱水系统的结构及工艺流程,认为该技术将成为天然气脱水技术的发展趋势。     

三甘醇脱水装置汞分布及汞污染控制措施

天然气中的汞具有较强的毒性和腐蚀性,给工作人员和生产设备带来极大的安全隐患。研究含汞天然气处理装置中的汞分布规律,可为后续制定相应的汞防护措施提供依据。通过对某含汞天然气三甘醇脱水装置中的汞分布进行模拟分析,发现三甘醇对原料气中的汞吸收效果较弱,但闪蒸气和再生气中汞浓度较高。改变原料气中汞质量浓度、三甘醇贫液循环量、重沸器温度,得到不同条件下的三甘醇脱水装置汞分布规律。根据三甘醇脱水装置汞分布模拟分析结果,提出了湿气脱汞、含汞设备清洗及人员防护、流散汞处理等控制三甘醇脱水装置汞污染的方案,可为后续建设含汞天然气处理厂提供汞防护参考。     

海上油气田天然气三甘醇脱水装置工艺优化研究

三甘醇脱水装置作为一种成熟且常用的天然气处理装置,广泛应用于海上平台。以某海上平台天然气三甘醇脱水装置为例,介绍了其工艺流程现状,分析了该工艺流程存在的问题。利用工艺模拟软件HYSYS进行模拟分析,发现提高闪蒸温度可以提高三甘醇富液中烃类的闪蒸效果,但效果不显著,使用三甘醇预换热器提高闪蒸温度的实用性不强。针对上述分析结果,提出两种降本增效优化方案。方案一,吸收塔至闪蒸罐间设备的设计压力仍保持8 100 kPa,同时优化掉三甘醇预换热器;方案二,在吸收塔三甘醇富液出口的调节阀后设置串气工况的安全阀,同时将再生塔顶部冷凝器、三甘醇预换热器和三甘醇闪蒸罐的设计压力降低。上述两种优化方案,均可以避免国外专利技术对关键设备的制约,不但可以降低项目建设阶段的投资成本,还可以减少设备采办的周期。     

三甘醇脱水装置的HAZOP分析

危险与可操作性分析(Hazard and Operability Analysis,HAZOP)经过40余年的发展,作为防止重大事故发生的一种安全评价方法 ,在世界范围内已得到十分广泛的应用。脱水工艺作为天然气净化过程中不可或缺的一个环节,其设备可靠性以及工艺流程安全性得到了越来越多人的关注。为此,利用HAZOP方法,系统分析了三甘醇脱水装置的安全现状和潜在风险。介绍了HAZOP分析方法的理论概念和应用现状,并以某天然气净化厂600×10~4 m~3/d三甘醇脱水装置为例,阐述了HAZOP分析的工作过程和应用方法。结合设计标准和具体设备,系统识别了三甘醇脱水装置的工艺危险与可操作性问题,利用风险矩阵评估了不同失效模式下的风险等级,并提出了相应的改进意见。最后,得出了三甘醇脱水装置不同节点的失效特点和风险评价结论,并总结了HAZOP分析在实际应用中需要注意的问题,该项研究成果为可今后三甘醇脱水装置乃至其他石油化工装置进行HAZOP分析提供参考。     

含硫天然气脱水装置对气质变化适应性研究

原料天然气中硫化氢含量的增加,会导致三甘醇溶液的变质速率加快和装置的腐蚀性增加等问题,分别从材质的适应性、三甘醇溶液的变质情况和尾气达标排放等几个方面对三甘醇脱水装置进行了研究.研究结果表明:天然气中硫化氢含量超过2%(φ)时,三甘醇脱水装置须改用气提工艺流程或采用耐酸性分子筛脱水.     

阿姆河右岸酸性气田井口冲蚀及对策

中亚土库曼斯坦阿姆河右岸气田群为高含H_2S和CO_2的碳酸盐岩气藏,单井产量高,井口设备均出现了不同程度的腐蚀。初步分析认为其原因是生产过程中仅考虑酸性介质对气井井口的化学腐蚀,而没有考虑气体流速对井口的冲蚀作用,极大地影响了气田的安全生产。为此,通过对节流阀上下游阀道、法兰面均出现明显坑状腐蚀的进一步分析,明确了化学腐蚀和气体冲蚀的交互作用是井口磨损的主要影响因素,气流冲刷腐蚀坑的化学腐蚀产物会加速冲蚀损害;进而借鉴冲蚀与腐蚀运行环境下的多相管流管道的磨损计算理论,计算了该运行环境下的冲蚀极限速度,得到了不同生产工况下节流阀的抗冲蚀流量;最后,根据气田生产情况,针对性地提出了按气井配产要求来选择采气树类型、节流阀通径及类型冲蚀的技术控制策略。此举为气田安全生产提供了工程技术保障。     

微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库的渗流规律

微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏储层非均质性强,边底水选择性水侵,渗流规律复杂,为了提高地下储气库的建库效率,需要研究储层在改建地下储气库多周期强注强采过程中的多相流体渗流规律。在获取有代表性的裂缝发育碳酸盐岩岩心较为困难的条件下,通过对天然岩心进行剪切造缝和多轮次气水互驱实验,研究了地下储气库气水过渡带在注采过程中的多相渗流规律,分析了裂缝合气空间贡献率以及储气库含气空间动用效果。结果表明:裂缝模型的相渗曲线近似于"X"形,多次气水互驱后相渗曲线基本没有变化,基质岩心模型相渗曲线经多次气水互驱后气水两相共渗区间变窄,共渗点降低;微裂缝对储层含气空间贡献率较高,微裂缝发育储层的含气空间利用率保持在较高水平,徽裂缝不发育储层的含气空间利用率逐渐降低并趋向稳定。因此,在微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库过程中可以在徽裂缝不发育储层布置生产井,同时通过控制边底水运移范围降低注入气损失,从而提高地下储气库的建库效率。     

山前地区深井超深井套管防磨与减磨技术研究

针对山前地区深井超深井钻井过程中套管磨损严重的问题,在分析套管磨损机理的基础上,开展了山前地区套管防磨与减磨技术研究,基于技术研究成果及应用实践,得到如下结论:1应用Power V等垂直钻井系统控制井眼轨迹,特别是上部井段的狗腿度和井斜,可明显减小侧向力和磨损量,缩短套管磨损时间;2应综合考虑套管磨损率、磨损系数以及钻杆耐磨带本身的磨损量,优选出效果最优的耐磨带;在狗腿度严重的位置,可考虑采用一定数量的橡胶钻杆卡箍来减轻对套管的磨损;3山前地区钻井液采用CX-300减磨剂能够显著降低磨损速率,减轻套管磨损程度,但在不同钻井液体系使用之前应进行优化分析以确定最佳使用量;4在迪那204井使用高密度钻井液体系,全部采用优选的高密度重晶石粉代替铁矿粉作为加重剂,整个钻进过程中未出现钻具及套管磨损,迪那204井易损件消耗量仅为邻井迪那203井的左右,防磨减磨效果非常显著。     

Biodiesel Projects Helpful to Ease Energy Shortage

Nearly 7,000 hectares of biodiesel forest will take shape in the northern province of Hebei in 2008, part of a national campaign to fuel the fast growing economy in a green way. In no more than five years, the Pistacia chinensis Bunge, whose seeds have an oil content of up to 40 percent, will yield five tons of fruit and contribute about two tons of high-quality biological diesel oil, according to the provincial forestry administration.     

State Energy Base Proposed in Inner Mongolia

Experts recently suggested China set up a state energy base in lnner Mongolia Autonomous Region to ease its energy thirst. The survey was co-conducted by senior researchers from the National Development and Reform Commission, Development Research Center of the State Council, Chinese Academy of Sciences and the Ministry of Finance. To plan and establish strategic energy bases at state level is in line with the principle of ＂giving priority to energy saving and diversifying energy consumption with the utility of coal at the core.＂     

烷烃在ZSM-5分子筛上吸附扩散的气相色谱研究

利用气相色谱法测定了不同色谱柱温度和不同载气流速下,C1~12烷烃在ZSM-5分子筛上的保留时间,并利用相关公式对测试结果进行了线性回归分析,测得了吸附热力学参数和扩散系数;考察了色谱柱温度、烷烃碳链长度和载气流速对烷烃在ZSM-5分子筛上吸附扩散的影响。实验结果表明,回归分析的线性相关性良好,色谱柱温度越高,孔道对吸附质的吸附能力越弱;在不同载气流速下,轴向扩散系数不同;随烷烃碳链长度的增加,吸附焓变呈先增大后减小的趋势,轴向扩散系数呈线性增长;C1~12烷烃在ZSM-5分子筛上的吸附焓变在-1.264~-42.975 k J/mol之间;当载气流速为2.654~4.246 cm/s时,C1~4烷烃的轴向扩散系数在0.328 8~0.551 7 cm2/s之间;当载气流速为5.308~13.270 cm/s时,C1~4烷烃的轴向扩散系数在0.430 2~1.456 4 cm2/s之间。     

四川盆地前震旦系勘探高含氦天然气藏的可行性

目前,我国的氦气资源主要依赖进口,寻找大中型高含氦天然气田是改变这一现状最现实的途径。为此,对四川盆地威远地区高含氦天然气藏的成藏机理和氦气来源进行了分析,以探讨在该盆地前震旦系勘探高含氦天然气藏的可行性。首先根据盆地周缘12条野外露头剖面和4口钻穿震旦系单井的资料,系统分析了前震旦系的岩石学、沉积相、烃源岩等特征,认为前震旦系发育的沉积地层为南华系,东南缘露头剖面的地层序列为南沱组、大塘坡组、古城组和莲沱组,推测盆地内部可能发育相同的地层序列;南沱组、古城组和莲沱组主要为冰川沉积,为砂砾岩夹泥岩;而大塘坡组为间冰期沉积,发育一套砂泥岩地层,其下部泥页岩的有机质含量高,为较好烃源岩。进一步的研究表明:南沱组砂砾岩储层、大塘坡组烃源岩和地层中侵入的花岗岩"氦源岩"可形成较好的高含氦天然气藏成藏组合;前震旦系沉积岩的分布主要受早期裂谷控制,在裂谷内部充填厚层的沉积岩地层。结合地震资料预测了威远—资阳地区沉积岩和花岗岩的分布,结论认为在资阳地区对震旦系—前震旦系进行高含氦天然气藏的勘探是可行的。     

水平井多级压裂管柱力学、数学模型的建立与应用

水平井多级体积压裂技术是近几年国内外为有效开发页岩气藏和低渗透油气藏而发展起来的一项新技术,但随之出现了压裂管柱力学环境更加复杂的新问题。针对该复杂的力学、数学问题,根据水平井多段压裂工艺管柱受力特点,建立了悬挂封隔器以下,多封隔器坐封、开启压差滑套和开启投球滑套3种工况的力学模型,并根据各工况的受力特征,建立了这3种工况管柱力学计算的数学模型。根据弹性力学理论中厚壁筒的Lame公式和Von Mises应力计算公式,推导出了管柱受内压力、外挤力和轴向应力共同作用下油管柱安全性评价的等效应力计算数学模型,建立了多级压裂管柱力学强度安全评价的数学模型;根据已建立的水平井多封隔器管柱力学计算的数学模型,开发了水平井多级压裂管柱力学安全评价的实用软件。该研究成果已经在新疆塔里木盆地塔河油田某气井得到了应用和验证,取得了很好的效果,为水平井多级压裂管柱安全工作参数的优化设计和安全性评价提供了理论依据和简便可靠的技术手段。     

基于洛伦茨曲线评价水驱油藏驱替均衡程度

针对水驱油藏开发过程中无法有效定量描述驱替均衡程度的问题,利用高台子油层各井动态指标和小层纵向上的注采关系占总体的比重情况,绘制相应的洛伦茨分布曲线,得到用于量化评价油藏平面、纵向驱替均衡程度的“开发均衡指数”,该值小于0.4时驱替程度相对均衡。将研究成果应用于评价二次开发前后水驱油藏的驱替均衡程度,研究结果表明：目标区采出情况均衡指数降低了0.1615,含水情况均衡指数降低了0.0950,整体驱替均衡程度达到了相对均衡的水平,但纵向上仍差异悬殊。建立的洛伦茨曲线评价驱替均衡程度的方法,充分考虑了单井产能差异所造成的驱替不均衡情况,准确度高。研究成果为二次开发水驱油藏的驱替均衡程度评价提供了定量标准。     

复杂地质条件气藏储气库库容参数的预测方法

国内复杂地质条件气藏型地下储气库经过10余周期注采后工作气量仅为建库方案设计工作气量的一半,运行效率偏低。为此,利用气藏地质、动态及建库机理,建立了地下储气库注采运行剖面模型,根据气藏开发、气藏建库及稳定注采运行过程中纵向上流体的分布特征及其变化趋势,将地下储气库剖面分成4个区带(建库前纯气带、气驱水纯气带、气水过渡带及水淹带);按区带确定了影响建库有效孔隙体积的主控因素(储层物性及非均质性、水侵和应力敏感)及其量化评价方法,进一步考虑束缚水和岩石形变的影响,并引入注气驱动相,根据注采物质平衡原理建立了气藏型地下储气库库容参数预测数学模型。该模型涵盖了地质、动态及建库机理,从微观和宏观角度综合评价了影响建库空间的主控因素,大大提高了预测结果的准确度和精度,使建库技术指标设计更趋合理,目前已广泛应用于中国石油天然气集团公司气藏型地下储气库群的建设当中。