海上伴生气利用与用途研究

海上伴生气利用与用途研究

【摘要】在海上原油油田的开发中，往往同时有少量伴生气随之产出。如何合理利用这部分产量较低、衰减较快的伴生气源，实现节能减排、降低能源浪费，已成为众多海上平台在今后会遇到的普遍问题。本文将通过中国海上lx11-2油田的实际应用经验，以期为类似油田的低产量伴生气利用提供借鉴和良好思路。

【关键词】伴生气利用混输注气驱油热油锅炉小型发电装置小型透平往复式燃气发动机往复式双燃料发动机

在油田的开采过程中常常有伴生气产出，但这部分伴生气往往产量较低、且逐年衰竭较快，因而常常通过火炬系统燃烧或冷放空。这样做不仅浪费资源、污染环境，而且也会大大增加火炬系统的设计规模。近年来，随着国家相关节能政策和法规的出台，减排环保的要求日益受到高度重视，且越来越成为必须达到和满足的重要指标，加上国际油价居高不下，因此如何需采取适宜、合理的方法对低产量伴生气进行有效利用，实现节能减排、保护环境和充分利用海上油气资源，将具有十分重要的意义。

目前，在中海油的众多海上原油油田中都有伴生气产出，但由于其产量较低、衰减较快，因此无法作为平台电站的燃料使用，且作

为海上平台，若进行外输，单独铺设天然气管线的费用和投资都较高，很不经济。因此，考虑如何在平台上实现就地对这部分少量伴生气进行利用和处理，才是切实有效的做法。由中海油负责开发的南海lx11-2海上油田即存在此典型情况，因此本文通过我院在进行该平台的设计和过程中所论证、探索过的方法和经验，为今后海上平台低产量伴生气的有效利用和开发提供一些可以借鉴的经验。

1 lx11-2油田伴生气产量及物性

由中海油总负责开发的lx11-2油田位于中国南海珠江口盆地区块内，海域水深110m，距香港东南约240km。油田以出产原油为主，并带有一定产量较低的伴生气产出，其逐年气量如下表1（2022年后产量过低，不再列出）：

同时，为方便文中讨论，同时列出lx11-2平台伴生气组分（如表2所示）：

2 油田伴生气利用途径分析研究

2.1 海管混输用[1]

将油田伴生气掺入海底管道与原油进行混输的主要目的有：

（1）对于稠油油田（100≤油品粘度<10000mpa·s/50℃），因原油品质粘稠、流动性差，为满足海管外输的流动性要求，通常会在外输介质中掺入如生产处理水、加热海水、轻质柴油、增压天然气等改善外输条件。

（2）输送到下游处理厂或终端内，对伴生气进行回收和利用。

混输可行性分析：

（1）lx11-2原油粘度为76.2mpa·s/50℃，原油井口温度达90℃以上，因此其流动性良好，采取措施改善；且对于原油&伴生气的混输也有一定限制条件：

①伴生气气源必须稳定，否则外输时会在海管内产生段塞流现象而造成破坏；

②伴生气压力往往较低，而为配合原油的外输压力，则需配置增压压缩机，增加了设施费用的投资；

③若伴生气中含有co2、h2s等成分，则海管防腐等级的提升将大大增加其采办成本（约为原2.5倍）。

（2）下游设施考察：lx11-2平台下游相距约20公里有一艘fso （浮式原油储存和外输装置），其上无可进行伴生气利用的设施及条件。

2.2 地层注气用[2]

目前，通过注气驱产提高开发产量的手段，已广泛应用于陆地及海上油气开发领域，是提高原油采收率的方法之一。主要开采方式有：注气混相驱、注气维持地层压力驱油等。可使用的气体包括：天然气、液化石油气、co2、氮气等。但对于伴生气利用的目的而言，采用此技术手段的制约因素和条件有：

（1）气举气源是否充足、稳定；

（2）为满足注气压力和品质，需设置多级压缩机、气体干燥和处理等设施，投入产出比是否合理；

（3）地层结构的承压能力是否满足要求。

可行性分析：

（1）lx11-2平台的最高日产气量约1.17×104 sm3/d（2016年，见上），且油藏无气层及气顶，气举气源不足（具体分析从略，只列出结论）；

（2）伴生气经平台分离器分出，压力约300kpa，若增压到地层压力的等级，则增压设备及相关处理设施的投入较高，成本难以回收；

（3）注气驱油的做法实际上并没有真正消耗掉伴生气，而只是将气注入地层，但还会随着产出液再次循环产出，不能真正实现有效利用。

2.3 热站燃料用[3]

（1）热油加热炉（heating medium boiler）是海洋平台上使用较为广泛的加热装置，为各类工艺加热设施提供加热热源（多使用therminol 55合成导热油）。lx11-2平台共设置了3台火焰式热油加热锅炉（fire burning type）、单台出力为5000kw，常规运行状态为2用1备。锅炉燃烧对燃料的组分、性质等要求较低，可使用的燃料范围较广，通常能以固体燃料煤、液体燃料石油制品和气体燃料天然气等作为燃料。平台上所用锅炉可采用双燃料型燃烧器（dual fuel type），即可燃烧原油、天然气&伴生气、柴油等不同

相态燃料。而伴生气的主要成分是甲烷（见1.0节），低热值也较高、约31000kj/sm3，因此完全可适用于锅炉的燃烧。