油田周邊零散放空氣回收利用模式研究

楊進榮

(中國石油天然氣股份有限公司浙江油田分公司西南采氣廠，四川 宜賓 644000)

1 油田周邊零散氣回收利用模式概述

1.1 現有回收利用模式現狀

在油田天然氣主產區，按照開發方案積極推進頁巖氣外輸管道建設，實現管輸銷售，結合地方開展天然氣發電以及氣代煤、氣代油等天然氣市場發展方向的政策，在油田產量較低地區、骨干管網不發達地區，建設壓縮天然氣(CNG)和液化天然氣(LNG)利用裝置，分布式能源上網發電和民用氣，優化天然氣使用方式，提高放噴頁巖氣利用率。以浙江油田公司西南采氣廠為例，管輸計量交接點3處，實現日均銷售氣量300萬m3，管輸銷售是按照氣田總體開發方案，根據管網總體布局就近接入地區外輸干線，實現規模銷售取得經濟效益。輔助銷售計量交接點13處，實現日均銷售氣量100萬m3，其中LNG站8處，CNG站1處，上網發電3處，民用氣1處，近三年通過以上方式油田周邊零散放空氣回收利用量6億m3。

1.2 現有回收利用模式遵循的原則

油田周邊零散氣輔助銷售點井站位置相對偏遠，周邊無完善的天然氣生產處理系統和管輸銷售網絡，所產天然氣需要進行獨立收集、處理、回收利用，單井站產氣量在2～3萬m3優先選優撬裝CNG設備進行回收利用；單井站產氣量在3萬m3以上，且周邊CNG下游銷售市場有限，產品運輸受道路交通不便等因素嚴重制約，可根據周邊電網布局，就近城鎮燃氣管道布局，結合電力供應和地方居民用氣的訴求，優選上網發電和民用氣方式進行銷售；周邊單井站產氣量在3萬m3以上，且就近井站通過連接臨時管線選擇道路條件好選址可建成5～10萬m3/天LNG站，實現片區集中回收利用。

2 油田周邊零散氣回收利用方式分析

2.1 臨時管輸回收利用

管輸銷售總體按照油田開發方案，同片區產能建設同步開展，在集輸干線建設時可提前預留管線接口，沿線3km范圍內的測試平臺氣量在3萬m3/天以上，可建設臨時管線 實現當年評價、當年見產、當年見效的目標進行回收利用，進入管輸銷售天然氣氣質必須符合《天然氣》(GB 17820—2018)二類氣質要求，以及《進入天然氣長輸管道的氣體質量要求》(GBT 37124—2018)水露點強制要求，必須配套建設標準的地面生產流程和集氣脫水增壓裝置，前期投資成本大，受資產負債和設備折舊等因素，收益周期長。但管輸銷售價格相對穩定不受市場行情波動影響，且能夠享受中國石油內部結算冬季超計劃量120%的價格。

2.2 液化LNG回收利用

《天然氣利用政策》規定，LNG汽車屬于優先類，用于調峰和儲備的LNG設施屬于允許類。LNG產業的快速發展，促使了LNG的終端利用，并對相關產業起到了非常大的帶動作用。LNG銷售前期主要在油田周邊已測試產量在3～5萬m3以上且片區平臺在2～3個，周邊無完善的天然氣生產處理系統和可接入的管輸銷售網絡，優先選擇建設撬裝LNG裝置銷售，后期可利用供需雙方串供、互供、代輸等多種方式作為建產區塊實現調峰錯峰的銷售模式，可解決雙方故障檢修和上下游壓產對銷量的嚴重影響問題。LNG生產工藝較復雜，來自平臺的天然氣經計量后進入液化工廠裝置區，經聚結式過濾器過濾天然氣中的微量油水及粉塵雜質后進入脫酸單元，經活化的MDEA溶液在高壓、低溫下脫除天然氣中的酸性氣體后進入后續單元，經分子篩脫水至1ppm以下后進入載硫活性炭脫除天然氣中可能含的汞，避免對冷箱鋁翅片產生汞腐蝕，凈化后的天然氣進入冷箱，經混合冷劑逐步冷卻后變為LNG，經節流降壓后送入LNG儲罐儲存，儲罐的儲存壓力在15kPa左右，LNG經LNG輸送泵輸送至充裝臂，通過LNG槽車外運。

目前LNG銷售行業，完全符合國家的產業政策和能源政策，對發展城市燃氣事業，優化能源結構，實現能源多元化，促進地區現代化建設和調整產業結構、發展經濟等方面都有十分重要的意義。LNG也可用作小城鎮非管道供氣主氣源，仍可作為備用和調峰氣源，也是城市天然氣的調峰儲備措施。LNG液化氣用途廣泛且運輸方便，下游銷售市場需求大，不會因滯銷停產造成油田生產井的間歇性生產，銷售價格受終端銷售價格和海外運輸LNG價格影響較大，按照價價聯動和一戶一策的天然氣銷售營銷策略，天然氣銷售價格也將影響較大，面對海上進口低價LNG對國內LNG市場的沖擊，促銷成為LNG銷售方式工作的重中之重，對油田的生產經營帶來一定的困擾。所供原料氣均為井口和管道粗天然氣，氣質要求較低，對生產工藝流程建設投資較少，且LNG原料氣供氣價格較高，回收利用模式經濟效益最好。

2.3 壓縮CNG回收利用

CNG壓縮回收方式，投資小，安全、靈活、方便、快捷，對于油田周邊產量低于3萬m3/天的井站，優先選擇CNG銷售，CNG生產工藝簡單，生產成本較LNG低，撬裝生產場站能夠在較短的時間內投產用戶在使用需一套減壓裝置，相較LNG的氣化裝置要簡單，將氣井井生產的天然氣壓力控制在要求范圍內進入分離器進行氣液分離，分離出的天然氣再經籃式過濾器，除去部分泥沙等固體之后進入干燥撬經干燥撬吸附脫水(露點低于-35℃)，再經壓縮機壓縮至20MPa進入CNG轉運拖車外運。分離器、干燥撬和壓縮機的排污進入常壓排污罐，揮發氣體經放空筒放空，液相積累至灌體1/2拉運處理。在油田周邊放空氣壓縮回收的過程中，由于具體情況不同，可以按照單井的氣量和壓縮機的能力，相應增加壓縮機的數量來進行匹配。由于單車運輸量小，造成運輸成本大，運輸距離受限，是制約CNG發展的主要瓶頸；由于物質形態仍是氣體，只是經過了壓縮，壓力高達21MPa，相較LNG危險性要大，難于滿足對氣量需求較大用戶的要求。CNG需求量隨著市場情況而波動，進而影響氣井生產波動，不利于回收利用，且CNG為產品不易打破下游目前已供需平衡的市場壁壘，CNG終端銷售價格較低，造成天然氣供氣價格低，存在一定的經營風險。

2.4 分布式能源發電回收利用

《天然氣利用政策》規定，天然氣分布式能源屬于優先類。天然氣發電有利于滿足系統調峰需要，優化和調整電源結構，能夠提高電網運行的安全性與穩定性，也是發電能源多元化的重要組成部分，是我國天然氣利用的重要方向之一。油田周邊邊遠井道路運輸條件差，受距集輸主管道較遠、出氣量較小，周邊有可以依托的高壓電網，產氣量在3萬m3/天，可優先采用頁巖氣上網發電。根據頁巖氣分布特點，頁巖氣發電大多采用內燃機組，內燃機組是將液體或氣體燃料與空氣混合后，直接輸入氣缸內部燃燒并產生動力的設備，是一種將熱能轉化為機械能的熱機，具有體積小，特別適用于移動式動力裝置；熱效率高，意味著燃料消耗率低，經濟性好；啟動性能好，正常情況下，僅在3～6s的時間內即可起動，并能迅速達到最大功率；使用功率范圍寬，適應性好，發電功率范圍為5～18000kW；設備集成度高，安裝操作快捷方便。

分布式能源站所發電能可直接供生產平臺使用，燃氣發電機組煙氣余熱通過余熱鍋爐產生蒸汽供應就近氣田水處理廠，實現能源高效、梯級利用。在地方政府補貼、天然氣價格調整、能源互聯網興起、工業園區限煤等多重因素作用下，天然氣分布式能源發展明顯提速，對地方能源安全和工業發展等方面具有重大的推動作用，有利于優化和調整電源結構，發展頁巖氣發電可以實現發電能源多元化，有利于改善地區的電力布局和能源結構。

針對井口供氣燃氣上網發電，低價采購用電，降低用電成本，氣田水處理工藝利用發電余熱低耗高效、安全可靠的回收工藝模式具有重要的指導意義，社會效益十分顯著。

2.5 城鎮燃氣民用回收利用

我國城鎮燃氣中天然氣已成為主導氣源，隨著“新型城鎮化”積極推進，配套設施逐步完善，城鎮燃氣保持穩定增長。在離地方城鎮燃氣管網、配氣站較近約1km范圍內的油田周邊低產井氣量低于1萬m3/天，優先考慮并入地方城鎮燃氣管網實現銷售。隨著燃氣管道特許經營權得到日益重視，直供工業用戶銷量減少，城鎮燃氣用戶銷量所占比例不斷提高，民用氣一般地方燃氣公司有燃氣經營權，已建成了供氣輸配系統網絡，形成中低壓供氣區和儲氣調峰配氣調壓站進行調節，具備輸氣功能、調峰功能、事故供氣功能和安全可靠供氣功能。城鎮燃氣由省級(或市縣級)物價部門制定和管理，但由于各地的氣源不一，經濟和社會發展程度有別，消費水平各異，加之沒有統一的配氣成本監審辦法和配氣費定價標準，各地的配氣費差異很大。整體市場價格穩定，同時民用氣在燃燒效率和價格上均比煤炭和液化石油氣具有相當的競爭優勢。同時地方政府政策大力支持，市場前景較好。能夠優先滿足井場就近鄉鎮的居民用氣，后續可分期分片逐步氣化，結合國家地方煤改氣的政策，滿足醫院、學校、旅館、餐飲和可研事業單位等公共建筑的用氣。

3 結語

綜上所述，油田零散放空氣回收利用模式要結合政府監管政策、財稅政策、利用政策和價格政策為導向，開展區域天然氣市場調研，充分考慮地方政府對供氣企業“三留”(留GDP、留稅、留利)訴求，按照新增天然氣應優先保障居民生活或用于替代燃煤，優先就地供民用氣的使用，緩解區域鄉鎮冬季保供期間民用氣用氣慌的尷尬局面，其次發展天然氣分布式能源等高效利用項目，低價采購用電，氣田水處理工藝利用發電余熱低耗高效、安全可靠的回收工藝模式具有重要的指導意義，社會效益十分顯著，既實現了放空氣的銷售利用，由滿足了用電需求和供電的安全穩定性，節約了場站用電成本和氣田水處理成本，在經濟性上具有很大優勢，具有一定的開發利用前景。合理發展天然氣化工項目，有序發展天然氣調峰發電站，鼓勵各種天然氣處理及回收技術進入頁巖氣銷售市場，一方面享受國家頁巖補貼政策，增加銷售收入，實現油田最大效益，一方面為促進當地頁巖氣產業良性發展，實行頁巖氣開發與就地轉化利用合作共贏，越是在低油價背景下，越要不斷地探索完善建立天然氣綜合回收利用模式，依靠技術創新和管理創新拓寬銷售渠道，提升企業利益。