油田油氣集輸儲運工藝設計研究
時間:2022-02-12 09:28:18
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摘要:在油田企業(yè)中油氣集輸儲運工作占據(jù)著重要的地位,油氣集輸主要是指將分散的石油、天然氣及其他副產(chǎn)品收集起來,經(jīng)過加工等程序在進行存儲和運輸,運輸至煉油廠和天然氣處理及應用端等。油氣集輸儲運有著較為突出的特點,油田點數(shù)量較多,運輸線路較長,化學處理過程較為復雜,油氣屬于易燃易爆物質(zhì),生產(chǎn)加工工藝較為復雜,在實際生產(chǎn)中面臨著較大的安全風險,易發(fā)生火災等事故。因此,在油氣集輸儲運過程中要采用科學的工藝設計方案,減少收集儲運的損耗,實現(xiàn)油氣的安全運輸。本文首先對油氣集輸儲運工藝進行了介紹,指出了油氣集輸儲運存在的問題,對工藝設計要點進行了分析,提出了優(yōu)化油氣集輸儲運工藝設計的有效策略。
關(guān)鍵詞:油田企業(yè);油氣集輸;工藝設計
油田企業(yè)的經(jīng)濟效益與油氣資源的開采關(guān)系十分密切,由于油田企業(yè)資源沒有得到有效利用,地面工程建設不到位,油氣集輸儲運的各個環(huán)節(jié)和工藝機械節(jié)能技術(shù)應用不足,油氣資源收集及運輸過程中損耗較為嚴重。油氣集輸過程中動力和熱力消耗占據(jù)主要的部分,原油脫水需要耗費大量的燃料和資源,因此,要建立油氣密閉集輸、原油穩(wěn)定、輕烴回收等一系列工藝體系,減少油氣損耗,實現(xiàn)資源高效收集。
1油氣集輸儲運概述
從上世紀90年代以來,我國油氣集輸及儲運事業(yè)發(fā)展如火如荼,已經(jīng)建設了縱貫南北、橫跨東西的油氣運輸和儲備系統(tǒng)管網(wǎng)。油氣集輸與儲運離不開技術(shù)的支撐,促進油氣集輸儲運工藝設計升級是石油能源企業(yè)發(fā)展的必然。油氣集輸主要是指把石油、天然氣以及石油相關(guān)產(chǎn)品收集起來的過程,經(jīng)過必要的加工和處理生產(chǎn)用戶所需的能源,將這些能源最終輸出到煉油點和用戶的環(huán)節(jié)。油氣集輸過程面臨著很大的難題,例如采油點眾多,部分采油點距離較遠,管線較長,且石油產(chǎn)品化學處理過程較為復雜,必須要將過高溫高壓處理,石油和天然氣等物質(zhì)可燃性極強,屬于高危性能源,在生產(chǎn)和加工過程中必須要做好工藝設計,避免操作失誤引發(fā)火災事故,造成巨大的經(jīng)濟損失和人員傷亡。油氣儲運工作對于能源的運輸和實際應用具有重要的作用,儲運主要是指儲存和運輸。儲運主要是指原油、天然氣和其他石油相關(guān)產(chǎn)品從油庫到碼頭,再經(jīng)過運輸管線、油輪或油罐車等工具運輸?shù)侥康牡氐倪^程。油氣集輸和儲運是相輔相成的兩個環(huán)節(jié),同時存在又互相影響,科學工藝設計對于油氣集輸和儲運具有重要的意義,油氣和煤炭有較大的差異,以液體和氣體的形式存在,與固體相比,油氣存儲和運輸本身就存在一定的難度。氣體和液體的性質(zhì)決定了其存儲容器必須是密封的,因此油氣的集輸與儲運工藝設計有待改進,要采用先進技術(shù)制造更為堅固密封的設備進行收集與運輸。
2油氣集輸與儲運工藝存在的問題
2.1當前的設備與油水比例變化不匹配。目前,我國部分油田油氣集輸儲運普遍存在的問題就是設備設施的落后,部分設備老舊,設備運行能力與實際石油開采收集工作不匹配。有數(shù)據(jù)顯示,我國油田設備液量處理能力為105.61萬t/d,但目前我國平均液量處理能力約為83.1萬t/d,明顯低于設計能力;原來一次罐沉降設備停留時間在5小時以上,目前下降至4小時左右,油田開采后含水量明顯增加,原油脫水、穩(wěn)定、外輸環(huán)節(jié)對于設備設施的需求更大,目前設備難以滿足這種需求。2.2特殊油田油水性質(zhì)的變化使現(xiàn)代油氣集輸工藝難以適應。我國石油企業(yè)共經(jīng)歷了3次開采技術(shù)推廣,地面技術(shù)系統(tǒng)中逐漸完善油水分離、沉降、脫水和污水處理等功能。我國采油主要依賴油水分離技術(shù),現(xiàn)有脫水技術(shù)難以滿足實際的油氣開采需求,原油含水量逐漸增加,污水排出過程中油量的損耗也要計入。在我國部分采油廠實驗過程中,效果較好的要數(shù)電絮凝污水處理技術(shù)和RSK污水處理技術(shù),但需要加大投入更新設備。其次,油氣密閉處理工藝技術(shù)有待優(yōu)化,部分儲存運輸設備密封性不佳,導致油氣資源損耗過大。2.3設備設施檢修維護不足。油氣集輸與儲運需要依賴大量的設備設施,目前,全國油氣設備容器超過3000臺套,運行十年以上的超過半數(shù),帶病運行的占近十分之一,約有10%的加熱爐效率遠遠達不到實際需要。油水罐、分離器、電脫水器等設備需要常年運行,備用設備較少,檢修時間超過檢修標準,改造成本較高。油氣集輸設備還存在腐蝕的問題,石油含水量大,水分必然會給設備帶來氧化和腐蝕。現(xiàn)階段,我國在用油氣運輸管線超過5000km使用時間超過8年,新建管線防腐性能較差,集輸儲運設備設施及管線工藝設計有待進一步優(yōu)化。
3油氣集輸儲運工藝設計要點
3.1注重整體布局。油田油氣集輸和儲運要做好整體的布局,要結(jié)合油田的特點,對地面工程進行科學安排和布置,要做好地質(zhì)勘查,做好地面工程站址的選擇,建立實際的地面工程建設方案。油氣集輸與儲運要結(jié)合未來進行油田開發(fā)預測,確定地面收集儲運建設規(guī)模的大小,最后要優(yōu)化整體布局,強化油氣集輸儲運設計。3.2站外油氣集輸儲運工程設計重點。站外油氣集輸儲運工程設計要選擇適合的模式,例如單井集油模式,這種模式下,要做好單井計量方法選擇,科學布置閥組間,選擇適合的集輸管材。其次,要做好工藝計算。工藝計算包括熱力計算、水力計算、強度計算,以計算結(jié)果為參考實施標準化設計。做好地面工程建設規(guī)模和工藝流程的優(yōu)化和簡化,將機械技術(shù)、電氣技術(shù)、信息技術(shù)進行有機結(jié)合,根據(jù)目標進行配置功能,進而實現(xiàn)中小型站場或大型站場中多個生產(chǎn)單元同時運行的目的。3.3站內(nèi)油氣集輸設計重點。油氣處理主要包括油氣分離與脫水等環(huán)節(jié),石油企業(yè)要結(jié)合油品性質(zhì),采取相應的油氣分離技術(shù)與脫水技術(shù),優(yōu)化工藝流程,本著“大型模塊化、小型一體化”的原則建站,將傳統(tǒng)油田地面建設轉(zhuǎn)變?yōu)椤按罘e木”式的快速建設,建設周期短,成本低,安全可靠。對于油氣分離可以建立一體化集成裝置,原油通過來液閥組進行收集和計量,進入緩沖罐在通過增壓泵加壓進入一級分離器,油氣水分離后原油進入儲油罐,天然氣進入加熱原油,再次進入二級分離器,分離器要配置加藥口,分離后還要科學處理污水。3.4外輸工藝設計。油氣集輸儲運過程中原油外輸工程設計占據(jù)重要的地位,要科學設定建設規(guī)模,選擇適合的管材,優(yōu)化外輸管線設計。外輸管線的設計首先要確定參數(shù),包括水力計算、熱力計算和強度計算,科學計算出外輸管線的外徑,合理設置中間站。外輸管線線路設計要注意走向,鋪設方式也要選擇最適合的,管線防腐蝕維護也要注意,科學設置熱力補償區(qū),確定固定墩位置。輸油管道要設置清管設備,設置清管器發(fā)射與接收裝置。輸油首站設計流程為凈化灌來油輸入到外輸泵,在進入外輸爐處理后進入計量裝置,再到發(fā)球裝置,最后實現(xiàn)外輸。
4油氣集輸儲運工藝設計創(chuàng)新策略
4.1長距離、高回壓井組降回壓工藝。降回壓工藝在油氣收集運輸過程中占據(jù)重要地位,包括加熱、增壓、管材的工藝,石油企業(yè)研發(fā)數(shù)字化增壓集成裝置,增壓集成裝置由本體、混輸泵、控制系統(tǒng)、閥門、配管及橇座構(gòu)成,集油氣過濾、加熱、增壓、分離等功能于一體,自動化系統(tǒng)根據(jù)需要進行工藝切換。降回壓裝置的研制可以降低井口回壓,提高產(chǎn)出液量,提高石油企業(yè)的經(jīng)濟效益。4.2高回壓井組伴生氣利用工藝。高回壓井組伴生氣利用工藝包括燃氣發(fā)電工藝??梢岳酶呋貕壕M進行發(fā)電,例如小型橇裝CNG技術(shù)回收井場套管氣,可以節(jié)約燃料資源,進而實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。
5結(jié)語
綜上所述,油氣集輸儲運關(guān)系到石油企業(yè)的穩(wěn)定運轉(zhuǎn),油氣資源的生產(chǎn)關(guān)系到國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,石油企業(yè)要做好油氣集輸儲運工作,重點加強工藝設計,實現(xiàn)工藝流程的優(yōu)化,將油氣集輸和儲運環(huán)節(jié)的安全隱患消除在萌芽狀態(tài),加大投入,加強設備設施的更新?lián)Q代,研發(fā)新的裝置用于油氣水分離,做好原油與天然氣的管道運輸,保證容器與管道的密封性,提高能源的運輸質(zhì)量,降低能源收集運輸過程中的消耗,保證油氣資源的穩(wěn)定供應。
參考文獻:
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作者:王小平 單位:河北華北石油迪威爾石化裝備工程技術(shù)有限公司