高效气液分离技术在克拉2气田的应用及评价

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高效气液分离技术在克拉
2气田的应用及评价
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王金山,贺江波,王亚军,唐洪军,赵 鹏,罗梓洲
(中国石油塔里木油田公司,新疆库尔勒 841000)
摘 要:气液分离技术作为天然气处理工艺中的关键技术,分离效率的高低不仅可能造成后续设备工作异常,而且会影响到天然气品质。

由于克拉2气田原来选用的气液分离设备内构件简单,效率低,造成了装置运行出现了一些问题。

为改善分离效率,引进了Shell 公司专利技术的高效气液分离元件对分离器分离元件进行了改造。

改造后通过多方面验证,表明改造大大提高了气液分离设备的分离效率,缓解了预冷器管程结蜡,保证外输天然气的质量。

关键词:天然气处理;气液分离;装置考核
中图分类号:T E644 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)05—0095—021 天然气处理工艺简介
克拉2气田中央处理厂采用JT 阀节流制冷低温分离脱水脱烃工艺,设有6套日处理量为500万方的处理装置,同时还设有乙二醇再生、凝析油稳定等
其它辅助装置。

图1 天然气处理工艺流程
气田内部集输采用气液混输工艺,从井口来的天然气进入中央处理厂后,经过气液分离器完成原料气中的游离水分离,进入预冷器管程和壳程经低温膨胀后的干气换热降温。

温度从40℃降至-5℃后经JT 阀做等含膨胀,温度进一步降低至-15℃的天然气中的气液两相进入低温分离器内进行分离。

完成脱水脱烃后的干气和预冷器管程中原料气换热升温至32℃,然后作为产品气外输。

2 天然气处理装置存在的问题及分析
脱水脱烃装置在运行过程中,出现了预冷器管程压降增大,T 阀前温度达不到设计温度,低温分
离器运行温度高于设计的-15℃的要求,进而导致产品气烃、水露点不达标。

经过对装置的深入分析,确认气液分离器分离效率不高,天然气中携带大量的重组分进入脱水脱烃装置。

这些组分在预冷器中温度降低后在管程形成厚厚的蜡膜,使得管程直径变小,热阻增加,预冷器换热效率降低。

是造成生产装置不能正常运行的主要原因。

低于32℃时就会凝固。

中央处理厂气液分离器和低温分离器使用了重力式两相分离器,依靠液滴与气体的密度差把液滴从气体中沉降下来,液滴的沉降速度大小对分离效果起着决定性的作用。

克拉2气田天然气中重组分在低于32时凝固,由于分离效率的原因,气液分离器分离后的天然气中大分子、大直径的液滴较多,在在低温分离器中,液体(凝析油、蜡、注入的乙二醇)经过JT 阀的节流,液滴进一步被粉碎,造成在低温分离器中分离效果较差,烃露点得不到有效控制。

3 高效分离技术简介及实际应用
为了提高装置的气液分离效率,减少中央处理厂预冷器结蜡,降低烃露点,通过对现有气液分离技术的分析和对比,选取了苏尔寿公司的Shell 公司专利气液高效分离内构件对气液分离设备进行改造。

Shell 公司的包括SMMSM 技术,包含以下几个部分:Schoepentoeter,即叶片式入口分布管,具有承受较高进口动能,良好的气体分布和达到95%液体分离效率;Mellachevron,即叶片分离器,根据应用分为简单式和带预处理装置的高效式;Mistmat,即丝网,按应用可划分为泡沫去除和液滴起泛;Swirldeck,即旋风管,根据离心原理来分离气流中的颗粒,同时将分离后的液体沿降液管流入
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 2012年第5期 内蒙古石油化工
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收稿日期5
作者简介王金山()高级工程师;现从事天然气开发、净化的管理工作。

J :2012-01-1:1974-
液面以下,以上根据目的和装置不同可进行组合已达到高效分离的目的。

改造内容包括:中央处理厂对气液分离器、低温分离器内构件进行改进,其中气液分离器改为SMM,即Schoepentoeter+简单Mellachevron+带预处理的高效Mellachevron,简单Mellachevr on 为水平流的简单叶片分离器,起到初步分离和进一步提高气体分布的作用,带预处理的高效Mellachevr on是丝网除沫器作为预处理设备的叶片式分离器,实现对气体最后的分离,预期达到99%的气液分离效率,以此达到高效分离的目的,降低进入预冷器中的重组分;低温分离器改为SMMSM,即Schoepentoeter+Mistmat(第一丝网下)+ Mistmat(第一丝网上)+Swirldeck+Mistmat (第二丝网),降低低温分离器出气中的液体含量,达到控制外输烃露点的目的。

4 改造后装置考核
在第二套装置改造前后对气液分离器产液量进行了考核,考核的方法是:将气液分离器的液位降至一定位置,再将液相出口切断阀切断,当上涨到目标液位时在将切断阀打开进行排液,以此计算产液情况。

4.1 气液分离器
表1改造前后气液分离器产液量对比
装置处理量(万方/天)
气液分离器产液量(方/百万方)内构件改造前内构件改造后
300 2.88 6.39
400 2.53 5.53从上表中可以看出,装置在同样处理量下,每百万方分离出的水大幅度增加,和预期相同,但由于需要考虑多种因素的干扰,所以仍需要对预冷器中管程运行工况进行进一步的核实。

鉴于预冷器管层结蜡的速度较慢,为了考核气液分离器的分离效果,将第二套装置的处理量固定在400万方/天,同时为了数据的可靠性,预冷器数据均为清洗装置后的数据,改造前数据为5月8日到20日,改造后数据为10月18日到30日。

4.1.1 改造后管程压降对比如图2。

从对比图中可以看出,在相同处理量下,并经历大致相同的时间,管程压差减小6KPa,管程内部的结蜡有所减轻,这表明气液分离器在改造后不仅分离出的液体数量多,而且在出气中大液滴减少,在预冷器管程中聚集数量降低。

 装置T阀后运行温度
在相同的时间段内,装置外输压力、处理量等基本相同的条件下,T阀后温度对比如图3。

从对比图中可以看出,当经历相同时间后,装置改造后T阀后温度仍然可以保持在5℃,并且温控阀保持30%左右开度,这表明预冷器的管程结蜡减轻,换热效率得以维持,说明了从气液分离器出来的天然气中所含的蜡大幅度减少,即小直径液滴在期间的分布加大,大直径液滴减少,证明了改造的效
果。

4.2 低温分离器
改造低温分离器的目的是提高经等焓膨胀后温度降低的天然气中液相的分离效果更好,出气的烃露点有所降低。

为此选取处理量相同,运行工况相近的两套装置进行水露点、烃露点进行对比,如表2所示。

从表中可以看出,第二套装置和第四套装置的水露点基本接近,这是由于此时的T阀后的温度基本相同,而且水进入乙二醇溶液(防止水合物生成而加入的抑制剂)中,此时低温分离器中没有游离水存
96内蒙古石油化工 2012年第5期 
4.1.2J
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J-1
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98块区块整体调剖技术实施效果分析
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王锦松
(中油辽河油田锦州采油厂,辽宁凌海 121209)
摘 要:针对锦98块注水开发过程中水驱效果变差,区块含水上升较快,产量递减大的实际情况,为了提高区块开发效果,提出了区块整体调剖这个思路,从精细地质研究入手,开展区块效果评价,通过对具体井组做精细注水调剖分析,对断块实施整体调剖。

通过调剖,在一定程度上缓解了断块开发矛盾,提高了断块水驱驱油效率,改善了断块的开发效果。

关键词:区块整体调剖;精细地质研究;具体井组分析;锦98块
中图分类号:T E357.6+
2 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)05—0097—041 断块调剖背景
锦98杜家台位于欢喜岭油田锦99断块的南部,断块1979年8月份投入开发,1989年断块转入注水开发,由于注水不受效,断块1996年全面停产,至2001年5月份通过侧钻取得较好的效果,表明该块存在较大潜力,对该块实施整体部署调整,初期日产油176t ,区块采油速度由0提高至4.0%,从而使区块产能得到全面恢复,由于断块天然能量低,地层压力下降快,对该块实施恢复注水开发,取得了一定的效果,但断块非均质性较为严重,油井水窜较为严重,断块含水上升较快,导致断块开发效果变差,因
此,提出了本次调剖地质研究。

2 区块概况
锦98块杜家台油层是在中生界古地形基础上超覆充填的一套沉积物,属扇三角洲前缘亚相。

岩性以中砂岩、不等粒砂岩为主。

矿物成分主要有石英、钾长石、斜长石,中值孔喉半径为2.3L m ,分选系数为9.9,胶结类型为泥质胶结,泥质含量为11.8%。

油层孔隙结构以粒间孔、粒内孔为主,储层孔隙度为26.8%,渗透率为263.6×10-3Lm 2,20℃时原油密在。

但烃露点相比并没有明显的改善,说明低温分离器内构件改造的效果并不明显。

表2第二、四套装置烃水露点对比
日期第二套第四套水露点烃露点水露点烃露点10月6日-9.2 3.6-9.3 2.910月7日-9.1 3.8-9.2 3.210月8日-8.9 3.7-9.4 3.210月9日-8.7 3.9-8.4 4.210月10日-8.8 4.6-8.4 4.810月11日-9.2 4.0-8.6 3.210月12日-9.2 3.0-8.7 3.610月13日-9.0 3.2-8.4 3.810月14日-8.5 2.6-9.2 3.110月15日-8.4 3.4-8.4 3.210月16日
-8.9
4.0
-8.2
4.4
5 效果评价
通过Shell 高效分离技术的应用,大大提高了气液分离器的分离效率。

一方面,使预冷器结蜡速度大
大减缓,通过近一年的运行,各项运行参数仍然保持稳定,基本不需要再对预冷器管程进行清蜡作业,仅此一项就节省费用近100万元/年;另一方面,使低温分离器运行温度达到了-15℃的设计要求,保证了外输天然气的品质。

从这个角度上看,气液高效分离技术的应用取得了成功,该技术对含蜡天然气的开发处理提供了有效的解决途径,为今后塔里木类似气田开发提供了借鉴。

[参考文献]
[1] 张强,单华,等.克拉2气田培训手册[M ],
2005.
[2] 任相军,王振波,金有海.气液分离技术设备进
展[J].过滤与分离,2008.
[3] 王遇冬.天然气处理与加工工艺[M].北京:石
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[4] 何潮洪,冯霄著.化工原理[M].北京:科学出
版社,2006.
[5] 李柏松.天然气过滤器气液分离性能的试验研
究[J].天然气工业,2007.
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 2012年第5期 内蒙古石油化工
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收稿日期5
作者简介王锦松(),男,助理工程师,年毕业于中国石油大学(华东)资源勘查专业,现从事油田开发地质
动态研究工作。

:2011-12-1:1980-2007。

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