崖城13-1气田介绍

崖城13-1海上平台介绍
一、概况
崖13-1气田坐落于中国海南岛以南，东经109°01′北纬17°30′，水深100米的南海莺歌海上。

20世纪80年代的莺歌海上，一缕缕随风飘摇的火苗，霎那间，我们惊喜地发现了中国海上最大的天然气气田——崖13-1气田。

崖13-1气田是我国改革开放的成果，是我早较早对外合作的成功案例，它伴随着中国改革开放的脚步，一路走来，牵动了几代国家领导人的心，经过数十年的不断探索和寻找，崖城13-1气田终于于1996年1月1日顺利投产，为下游客户香港中华电力提供合格、稳定、安全可靠的清洁能源，15年来，崖城13-1气田的稳定高效开发，为香港的民生、经济发展与环保事业做出了重要的贡献；
崖城13-1海上平台设施由三个导管架平台组成，分别是井口平台、处理平台和生活平台。

天然气开采和处理设备主要包括井口平台设备、油气水分离设备，天然气脱水、低温分离和外输设备以及凝析油、生产水处理系统和其他公用系统设备。

海上生产设施主要承载着气田开采、生产处理和输送合格天然气产品的功能。

另外，海上平台分离出来的凝析油和部分天然气经355.6公里、14英寸的海底管线送往海南岛南山终端处理和销售。

（图片1、2平台全景照片）
二、崖城13-1海上平台装置及处理流程介绍
Y13-1气田天燃气处理流程简单描述如下：天燃气从井口流出，进入生产管汇，然后通过水冷却器把井口流出物温度从118C降至49C。

降温后的气流进入三相分离器把油、气、水分离开来。

气从分离器流出后进入湿气体压缩机进行压缩提高压力并冷却，随后进入脱水接触塔入口换热器与超聚结过滤分离器，温度降至32C时，达到脱水处理所需的温度。

气体进行脱水后含水量从738.2Kg每百万立方米降至3.37Kg每百万立方米。

脱水后的一小部分气根据南山终端的需要送至南山终端，其他部分的气则进入低温分离系统，脱出丙烷、丁烷以上的重质成分，将烃露点降至0C以下。

经过低温分离后，气流的压力有所下降，然后经干气压缩机加压，输进香港供气管线。

Y13-1气田还将对凝析油和生产水进行相关处理。

以下从每个设备的角度按顺序对生产工艺进行详细介绍。

崖13-1海上平台天然气处理工艺简图如下图所示。

一、井口平台装置和海上气田采油树
在海上气田装置中，井口平台装置主要功能是用来调节和控制生产井的正常开井、关井，
以及应急情况下通过油嘴、地面安全阀和（或）井下安全阀关断井流，井下安全阀、地面主安全阀、地面翼安全阀是保证气井安全生产和正常操作的重要安全控制部件,保护下游设施及人员安全。

崖城13-1平台井口平台装置主要包括采油树、油嘴、生产管汇、井口冷却器、测试分离器、液压站、井口控制盘、海南管线清管球发送器、开式排放系统、闭式排放系统、钻井排放系统、井口消防泵、井口配电间、过程控制以及设备保护系统等。

1.崖城13-1海上气田采油树结构
海上气田的特点一般是高温高压环境，从而生产设备尤其是井口设备一定要有足够的耐高压耐高温等级，崖城13-1气田采油树的设计最高压力34.5MPA，最高工作温度为168摄氏度，采气树上所有的阀门都为耐高温耐高压、抗腐蚀的双晶410、316不锈钢材料。

崖13-1采气树如图所示
整个采气树模块由主阀模块和四通模块组成,主阀模块包括一个地面液控主安全阀和一个手动阀,而四通模块是用于与地面翼阀\修井阀和压井阀连接，其连接方式均为法兰式连接.两个模块均由在锻压不锈钢实体上钻孔和加工而成,考虑到井流对采气树的冲刷问题，采气树的四通模块与翼阀\压井阀的接口采用135°向上引出。

崖城13-1气田的地面安全阀和地面翼安全阀的阀体都是采有闸板阀,并且对闸板采用不平衡设计,使得当采气树带压时,天然气压力作用在闸板的一边,形成关闭闸板阀的力,帮助关闭阀门,结构强度上,地面主安全阀和地面翼安全阀均采用内径16.1925CM,压力等级34.475MPA的FMCMOD-EL120闸阀,驱动装置全部充装氮气,液压驱动。

2.井口采气树控制盘和液压站
崖城13-1海上平台的液压站和井口控制盘是为井口采气树上的主安全阀、翼安全阀、
井底安全阀、两条生产管汇上的液压阀、测试分离器入口液压阀以及海南管线清管球发送器提供液压源。

井底安全阀是海上平台发生灾难时的最后一道保护装置,因此,安全阀的自动控制十分必要.崖13-1平台井控盘自动控制是通过压力回路实现。

图是典型的地面主安全阀
和地面翼安全阀的液控回路,图是典型井下安全阀液压控制回路图。

3.气井流量控制
气井的流量控制方式有自动方式和手动方式两种。

自动方式一般是根据终端用户的用气量自动对油嘴进行调节，而手动方式是根据终端用户的用气量进行手工调节油嘴的一种方式，崖城13-1气田由于天然气的生产平台与终端用户香港中华电力之间有800千米的一段海底管线作为天然气的储存于缓冲，所以平台的天然气生产流量并不受终端用户用气瞬时流量的牵制。

平台每口气井的生产流量由操作员根据平台设备的运转情况及需要从控制台直接
手动设定油嘴开度，油嘴驱动器为气动步进驱动器.
4.采气树安全保护系统
采气树是气田开采的关键设备之一，因此采气树往往采用过压和欠压保护，当油嘴前后
的压力过大或是过小时都会自动关进保护下游管线和装置的安全，过压和欠压设定点于整个
生产系统的工作压力及保护设点有关,过压保护设定点不能超过设备的最大准许工作压力.
欠压保护设定点主要用来检测管线是否破裂或是下游容器故障,一般设在系统最低可能工作压力以下。

采气树的安全保护系统如图
二、 Y13-1气田生产处理系统介绍
1.生产分离器
从地下流出的气体常常含有油、水等液体以及一些固体颗粒，在把气体送进天燃气处理设施之前必须把它们除掉。

除去这些物质的设备就是生产分离器，平台使用的生产分离器为卧式三相分离器，在该分离器的入口段，主要分离500微米以上的液滴和气体中的游离液体；初级分离段，主要分离150至750微米的液滴；气体经过稳流板之后，150至200微米的大部分液滴被分离出来；在分离器的出口处，30微米以上的液滴已基本上分离出来。

2.湿气压缩机压缩
随着气田的不断开发，井口压力逐渐降低，目前仅依靠井口天燃气的自喷，压力已经不能满足下游设备的工况要求。

为应对这一变化情况，Y13-1平台自2007年正式运行湿气压缩机。

Y13-1气田共有两台湿气压缩机，这两台湿气压缩机可以单机运行，可以两台机并联运行，也可以两台机串联运行。

整个湿气压缩机撬块包含入口涤气罐、出口冷却器以及进出口管线、阀门等相关设施组成。

3.三甘醇接触塔入口气/气换热器
三甘醇接触塔入口气/气换热器的目的是控制进入三甘醇接触塔内的天燃气温度在32C，防止三甘醇在接触塔内由于温度过低使得三甘醇变得太粘稠，最终导致三甘醇消耗量增大，三甘醇脱水效果变差。

4.三甘醇接触塔
从气藏中采出的天然气，一般是饱和含水的。

我们为满足天燃气销售合同就需要对其进行脱水，使其在一定的温度压力下不饱和。

Y13-1气田天然气销售合同要求在外输压力5.5~6.2MPa范围内，最大允许含水量为83.3千克每百万立方米。

另外，将天然气脱水至所要求露点以下的温度，还可以避免水化物的形成及冷凝的酸腐蚀。

平台天然气脱水过程是在接触塔内进行的，天然气气流从塔底进入，而贫三甘醇溶液从塔顶流入以逆流方式流动，通过塔内的结构填料与天然气充分接触，气流里的水蒸气被吸收到贫三甘醇溶液。

最后，富三甘醇从塔底流回再生系统。

Y13-1平台接触塔共有26层结构填料，处理能力为5.57~6.61百万立方米每天。

5.三甘醇再生系统
Y13-1平台有两套三甘醇再生系统。

它们主要以加热的方式把富三甘醇中的水中脱出，还借助气提气进一步提高三甘醇纯度，该系统可以使再生后的三甘醇浓度达到99.95%以上。

再生的三甘醇再次进入接触塔进行为天燃气脱水。

整个再生系统由以下设备组成：再沸炉、气提塔、气提气再生装置、三甘醇换热器、三甘醇冷却器、三甘醇输送泵以及相关的管线、阀门等。

6.低温分离器气/气换热器
低温分离器入口气/气换热器的目的是预冷进入低温分离器的天燃气温度，促使天燃气
在进入低温分离器时温度降得足够低，最终达到低温分离重烃的效果。

该换热器还能够提高进入干气压缩机的天燃气温度，保证干气压缩机的正常稳定运行。

7.低温分离器及烃露点控制
脱除水蒸气后的天燃气，下一步将进行脱重烃处理。

Y13-1气田天燃气销售合同要求在550psig条件下烃露点低于55°F。

受平台空间限制，Y13-1气田天燃气制冷方法采用的是J-T阀制冷。

从经验上说，通过J-T阀进行减压制冷时，每减压1MPa，温度下降3摄氏度，经过J-T阀降压冷却后的天燃气，重烃成分已经凝析成液体，低温分离器的任务就是把这些液体分离出来。

目前平台处理后的天燃气烃露点为三十华氏度。

8.低温分离器气/液换热器
该换热器的目的是提高低温分离器液相出口凝析油的温度，保证低温分离器出口的凝析油在凝析油闪蒸罐内能够充分闪蒸。

9.天燃气压缩和外输
天燃气经过脱水和脱重烃，质量合格以后便可以送至下游用户了。

但是上面讲述的通过J-T阀制冷脱重烃的过程中，天燃气的压力有所损耗，这种情况下，我们已经不能满足天燃气合同中“输送压力”的要求。

Y13-1平台拥有两台燃气透平驱动的多级离心式干气压缩机，这两台压缩机可以单机运行，也可以两台并联运行。

通过这两台压缩机，平台生产部门可以把香港管线的天燃气管存量控制在较高的范围内，以便于平台的计划关停检修等各项工作的顺利进行。

10.天燃气产品规格及质量监测
Y13-1平台采用了两台气相色谱仪，一台为美国进口的在线色谱分析仪，被安装在室外生产气输送管道附近，其核心是型号为HP5890的色谱分析仪，加上一套由五个电磁阀控制自动进样器、一台采集数据的微型计算机。

它们放在带有空调的铁柜中，铁柜内部环境参数由其本身所带的单片机控制，这台单片机与放在铁柜里的微机以及HP5890相连。

铁柜外面是在线色谱仪的取样器，它把从标准取样头里导来的成品气降至一定的压力，由一引出管提供给在线露点测定仪。

人工测露点也是从这支引出管取得气样。

另一台气象色谱仪位于化验室内，它的内部设置和操作参数与在线色谱仪完全相同，只是取样和进样需要由人工完成。

平台还拥有一台光学制冷式露点测定仪以及人工露点测定装置。

11.凝析油闪蒸处理及外输
平台的凝析油来自生产分离器油相出口和低温分离器油相出口，这两处的凝析油在送入海南管线之前，首先要进入凝析油闪蒸罐进行闪蒸，闪蒸之后的气体进入燃料气系统作为平台的燃料气，而液体将通过平台的四台湿凝析油泵送入海南管线，陆地终端再将这些凝析油做进一步稳定处理。

12.生产水处理
平台的生产水由旋流分离器进行处理，每一个生产线分别有一台旋流分离器，生产水自生产分离器水相进入旋流分离器以后，油水混合物在旋流管内做高速旋转运动，这种情况下，由于离心力的不同，密度较小的油将从旋流管的中央与生产水分离，分离以后的油进入污油罐，然后由泵送入生产分离器进行循环处理，而水则进入生产水闪蒸罐进一步脱油，生产水
闪蒸罐内部还装有撇油装置，该装置能够充分将生产水内的油分离掉，最终合格后的生产水会直接排入海中。

目前平台的生产水含量一般控制在25PPM左右。

Y13-1平台公用系统
1.燃料气系统
平台的燃料气共有三个来源，他们分别是处理合格后的天燃气、凝析油闪蒸罐的闪蒸气以及香港管线返送的外输天燃气，整个燃料气系统处理流程包括一级、二级降压、换热器换热、电加热器加热以及燃料气涤气罐洗涤等。

燃料气供给平台的六台燃气透平、三甘醇再沸器加热炉、高低压排空管线的吹扫气以及部分容器的填充气。

2.开式排放系统
处理平台各撬块的雨水、清洗撬块水以及甲板上的雨水等，汇聚在一起后进入该平台的开式排放罐，这些水在开式排放罐内经过重力分离后，含水污油进入撇油罐，然后由泵送入污油罐，水则直接排海。

3.闭式排放系统
平台的闭式排放罐收集该平台排放油等液态物质，然后由泵送入污油罐。

4.平台消防系统
处理平台有一台消防泵，处理平台的消防软管、消防炮、火炬灭火水、生产设施喷淋系统以及生活区喷淋系统都有它来提供，处理平台的消防管网与井口平台的消防管网是连接在一起的，两处的消防水可以互为供给。

5.过程控制以及设备保护系统
平台的过程控制以及设备保护系统保证了生产的正常稳定的运行，同时可以接受到现场手动按钮站、火气探头的报警，紧急情况下，由设备保护系统触发紧急关停的信号，关停整个气田的生产装置，关闭整个生产流程上的紧急关断阀，触发警报声，保证人员以及设备的安全。

处理平台中央控制室内装有三套电脑操作站，这些操作站为平台的日常操作提供了人际界面，中控室操作员由这些操作站对整个生产进行控制，中央控制室内还安装有干气、湿气压缩机的控制柜，对这些压缩机的日常操作均可以在中央控制室完成。