引射抽氣技術(shù)在油氣回收系統(tǒng)中的應(yīng)用

徐 進(jìn)

承德石油高等專科學(xué)校

引射抽氣技術(shù)在油氣回收系統(tǒng)中的應(yīng)用

徐 進(jìn)

承德石油高等?？茖W(xué)校

引射抽氣技術(shù)是利用引射器抽取油罐烴蒸氣。在高壓油田或有高壓天然氣氣源的油田，利用已有高壓天然氣作為動(dòng)力氣抽取大罐氣；在產(chǎn)氣量少的低壓油田，利用油田采出水抽取大罐氣。引射抽氣技術(shù)不僅能有效回收油罐烴蒸氣，而且與傳統(tǒng)壓縮機(jī)抽氣技術(shù)相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、運(yùn)行費(fèi)用低、維護(hù)工作量少等優(yōu)點(diǎn)。

原油儲(chǔ)罐；油氣回收；大罐抽氣；引射器

1 油氣回收技術(shù)現(xiàn)狀

目前，國(guó)內(nèi)油田油氣集輸系統(tǒng)普遍采用立式拱頂油罐儲(chǔ)存原油或作為原油沉降脫水設(shè)備。原油在儲(chǔ)存過(guò)程中，由于收發(fā)油作業(yè)及環(huán)境溫度變化，其中的C1～C6組分從原油中析出。揮發(fā)出的油氣不僅造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，而且油氣在站場(chǎng)內(nèi)聚積還給站場(chǎng)生產(chǎn)帶來(lái)安全隱患。大罐抽氣技術(shù)能有效回收油罐烴蒸氣，從而解決大罐油氣揮發(fā)帶來(lái)的一系列問(wèn)題。在我國(guó)，主要采用往復(fù)式壓縮機(jī)和螺桿壓縮機(jī)抽取大罐氣[1-3]。這種大罐抽氣裝置雖能有效回收油罐烴蒸氣，但是裝置的運(yùn)行費(fèi)用高、維護(hù)工作量大。

2 引射抽氣技術(shù)的應(yīng)用

引射抽氣技術(shù)是利用高壓流體通過(guò)引射器時(shí)引射產(chǎn)生的負(fù)壓抽取大罐氣。引射器內(nèi)部無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，工作時(shí)不消耗機(jī)械能，與傳統(tǒng)的壓縮機(jī)抽氣裝置相比，引射抽氣技術(shù)更為安全和節(jié)能。在美國(guó)、俄羅斯等國(guó)家，引射抽氣技術(shù)已廣泛應(yīng)用于油田油氣回收系統(tǒng)[4]。

2.1 氣氣引射器

氣氣引射器是利用高壓天然氣作為動(dòng)力氣，抽取油罐烴蒸氣，適用于氣油比高的高壓油田及有高壓天然氣氣源的油田。

氣油比高的高壓油田一般采用三級(jí)油氣分離，一級(jí)分離壓力為0.7～3.5 MPa；二級(jí)分離壓力為0.07～0.55 MPa；三級(jí)分離壓力為當(dāng)?shù)卮髿鈮骸Ｒ虼?，在高壓油田可以直接利用一?jí)分離器分離出的高壓天然氣作為動(dòng)力氣抽取油罐烴蒸氣，引射器排出的中壓天然氣進(jìn)入站場(chǎng)內(nèi)的中壓天然氣管線。在氣油比低的低壓油田，則可以利用站場(chǎng)內(nèi)現(xiàn)有的高壓天然氣氣源抽取大罐氣。氣氣引射器油氣回收系統(tǒng)工藝流程如圖1所示。

圖1 氣氣引射器油氣回收系統(tǒng)工藝流程

油氣回收裝置由引射器、壓力傳感及控制裝置組成。井口來(lái)油在三相分離器內(nèi)進(jìn)行油氣水分離。三相分離器分離出的原油進(jìn)入原油儲(chǔ)罐進(jìn)行沉降脫水或儲(chǔ)存，分離出的天然氣經(jīng)天然氣壓縮機(jī)增壓后進(jìn)入高壓天然氣管線外輸。引射器從高壓天然氣管線中分流出部分天然氣作為動(dòng)力氣，高壓動(dòng)力氣最高壓力為5.86 MPa（表）；引射器低壓氣吸入壓力為-0.35～0 kPa（表）；引射器出口壓力不超過(guò)0.28 MPa（絕），引射器排出的天然氣與三相分離器分離出的天然氣混合后，重新進(jìn)入天然氣壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮。引射器的高壓氣進(jìn)口和低壓氣進(jìn)口處分別安裝有壓力傳感器，用于控制高壓氣管線和低壓氣管線上的壓力調(diào)節(jié)閥，使引射器進(jìn)口壓力維持在設(shè)計(jì)壓力范圍內(nèi)。油罐上安裝有低壓補(bǔ)氣和超壓放空裝置，使罐內(nèi)壓力維護(hù)在0.69～2.07 kPa（表）范圍內(nèi)。

氣氣引射器抽氣技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是，引射器排出的天然氣無(wú)需處理直接進(jìn)入站場(chǎng)內(nèi)的天然氣管線，工藝簡(jiǎn)單、造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用低。以每天抽取6 000 m3大罐氣為例，采用傳統(tǒng)壓縮機(jī)抽氣裝置，回收輕烴的年收益為65萬(wàn)元，若采用氣氣引射器抽氣裝置，每年僅電費(fèi)一項(xiàng)就可節(jié)約15萬(wàn)元，投資回收期僅為3個(gè)月。

2.2 液氣引射器

液氣引射器抽氣技術(shù)是利用高壓液體通過(guò)引射器抽取油罐烴蒸氣，所用液體為柴油、原油或水，這項(xiàng)技術(shù)適用于產(chǎn)氣量少的低壓油田。若采用柴油引射器抽取大罐氣，為降低運(yùn)行成本，需要配套建設(shè)柴油再生裝置，因此柴油引射器抽氣裝置的建設(shè)及運(yùn)行成本要高于其他引射抽氣裝置。利用原油抽取大罐氣僅適用于低黏原油，當(dāng)原油黏度升高時(shí)，引射器效率將大幅度下降。油田有著豐富的采出水資源，利用采出水抽取大罐氣是一種高效、低成本的油氣回收方法。油田采出水抽取大罐氣的工藝流程如圖2所示。

圖2 采出水引射器油氣回收系統(tǒng)工藝流程

油氣回收裝置由引射器、離心泵、壓力傳感及控制裝置組成。采出水罐中的采出水經(jīng)離心泵增壓后注入引射器高壓進(jìn)口，離心泵出口壓力為1.38～1.55 MPa（表）。引射器利用高壓采出水引射產(chǎn)生的負(fù)壓，抽取油罐和水罐中的大罐氣。引射器排出的氣、水混合物進(jìn)入三相分離進(jìn)行分離，三相分離器的最高工作壓力為0.28 MPa（表）。三相分離器分離出的天然氣進(jìn)入站場(chǎng)內(nèi)的低壓天然氣管線，分離出的水重新進(jìn)入采出水罐，做進(jìn)一步處理或回注。原油儲(chǔ)罐和采出水罐上安裝有壓力傳感器，用于控制離心泵的運(yùn)行，確保罐內(nèi)壓力維護(hù)在0.86～1.73 kPa（表）。為了保證儲(chǔ)罐的安全，油罐和水罐上還設(shè)有低壓補(bǔ)氣和超壓放空裝置。

與傳統(tǒng)壓縮機(jī)抽氣裝置相比，采出水引射抽氣裝置造價(jià)低、運(yùn)行費(fèi)用低、維護(hù)工作量少。采出水引射抽氣裝置投資回收期為4個(gè)月。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）引射抽氣技術(shù)是利用引射器抽取油罐烴蒸氣。引射抽氣裝置不僅能有效回收油罐烴蒸氣，而且與傳統(tǒng)壓縮機(jī)抽氣裝置相比，還具有以下優(yōu)勢(shì)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、造價(jià)低；引射器運(yùn)行時(shí)不消耗機(jī)械能，運(yùn)行費(fèi)用低；內(nèi)部無(wú)運(yùn)行部件，運(yùn)行管理方便，維護(hù)工作量少；回收氣無(wú)壓縮機(jī)油污染?？捣?、阿納達(dá)科等石油公司已將這項(xiàng)技術(shù)成功應(yīng)用于多個(gè)油田的油氣回收系統(tǒng)。

（2）在我國(guó)，油田油氣回收系統(tǒng)主要采用往復(fù)式壓縮機(jī)和螺桿壓縮機(jī)抽取大罐氣，引射抽氣技術(shù)作為一項(xiàng)更為簡(jiǎn)便、節(jié)能、環(huán)保的油氣回收技術(shù)，有著廣闊的推廣空間和發(fā)展前景。

[1]田佳玉．大罐抽氣技術(shù)的應(yīng)用[J]．油氣田地面工程，2013，32（4）：62.

[2]趙小兵，王赤宇，陳莉．大罐抽氣裝置在油田站場(chǎng)的應(yīng)用[J]．油氣田地面工程，2014，33（9）：57-58.

[3]陳文，葉洋，尹雖子，等．大罐抽氣技術(shù)[J]．油氣田地面工程，2011，30（5）：29-31.

[4]Evgeniy Anatolyvich Lyubin.Substance of oil vapor recovery technology using ejector system for vertical cylindrical storage oil tanks[J]．Middle-EastJournalof ScientificResearch，2014，21（1）：140-143.

（欄目主持 張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.10.023

徐進(jìn)：講師，2006年畢業(yè)于西南石油大學(xué)油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)，現(xiàn)在承德石油高等?？茖W(xué)校從事教學(xué)和科研工作。

2015-05-17

18632412886、xuxujinjin@126.com