海上油田天然氣處理系統(tǒng)火炬放空量大的原因分析

一個合作油田是一個新建的海上油田，有一個中心處理平臺（pb平臺）和兩個端口平臺（a平臺和b平臺）。油田旁邊還有一個老油田的中心處理平臺(PA平臺)。PB平臺只進行油氣水的處理,本身無生產(chǎn)井,其處理系統(tǒng)分合營和自營兩個系統(tǒng)。自營系統(tǒng)每天處理原油近萬m1問題分析1.1兩級分離、二級分離器+兩級分離器PB平臺的合營系統(tǒng)和自營系統(tǒng)的原油處理工藝是相同的,均是從上游平臺來液后進入一級分離器(設(shè)計操作壓力350kPa),二級分離器(設(shè)計操作壓力50kPa)進行兩級分離脫水及降壓脫氣,然后經(jīng)過電脫增壓泵增壓后進入電脫水器進一步脫水后外輸。天然氣的處理工藝為從自營二級分離器脫除的天然氣經(jīng)過天然氣一級壓縮機(共2臺,使用1臺,單臺處理能力10×10PB平臺的火炬放空系統(tǒng)一方面用于處理事故工況(包括火災(zāi)工況)以及停產(chǎn)檢修等工況下的氣體放空1.2出口壓力控制閥放空油田通過對工藝處理流程進行梳理,找到了造成火炬放空量大的幾個主要原因。1)B平臺的段塞流捕集器脫除的油田伴生氣中含有大量硫化氫(1500×102)合營及自營一、二級分離器的氣相出口均直接連接壓縮機入口管匯,未設(shè)計壓力控制閥。當(dāng)上游氣液來量波動時,壓縮機的壓縮氣量無法跟著快速調(diào)整,造成分離器壓力升高時,部分氣從分離器的放空控制閥處放空。3)通過排查發(fā)現(xiàn)部分容器的放空控制閥存在漏失現(xiàn)象,如A段塞流捕集器、自營二級分離器等。4)PA平臺作為另外一個中心處理平臺,每天油氣處理過程中放空氣量也非常大,且在PB平臺進行放空。另外,自營生產(chǎn)處理系統(tǒng)還存在一個問題:隨著下游油田不斷開發(fā),自營系統(tǒng)的一級及二級分離器在設(shè)計操作壓力下油水處理量已經(jīng)接近設(shè)計處理量,造成分離后的生產(chǎn)水排出不及時,從而進入下游電脫系統(tǒng)。2釋放空氣回收方案2.1增設(shè)放空氣回收管路油田針對所存在的問題,同時考慮未來開發(fā)的油田投用時處理液量的增加,制定了針對放空氣回收的綜合改造方案第一部分:自營系統(tǒng)的外輸中,下游裝置對原油中是否含氣沒有要求,因此,自營系統(tǒng)可以不進行深度脫氣處理。通過改造對合營及自營一、二級分離器增加壓力控制閥(圖1中控制閥4~7),增加控制閥后,分離器實現(xiàn)了壓力的自主控制,不再受制于壓縮機吸入口的壓力。同時,新增了自營二級分離器到天然氣二級壓縮機的流程(圖中紅色實線),并將自營一級分離器操作壓力由350kPa提高到550kPa,自營二級分離器操作壓力由50kPa提高到350kPa。分離器操作壓力提高后,游離水的排出速度加快,解決了油水處理量不能滿足生產(chǎn)要求的問題;同時,自營二級分離器分離出的天然氣由一級壓縮機壓縮變?yōu)橛啥墘嚎s機壓縮,降低了一級壓縮機的負荷,為對回收的放空氣進行壓縮騰出了余量。第二部分:天然氣一級壓縮機的入口管匯有24in,約30m,可以起到氣體緩沖罐的作用。因此,設(shè)計了放空氣的回收流程,對火炬分液罐前的匯管進行改造,由一路變?yōu)榱巳?爆破片設(shè)計爆破壓力為100kPa,可防止放空氣突然大量釋放時憋壓;手動控制閥可人為操作連通火炬分液罐直接放空;BDV泄放閥為生產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)生關(guān)停時,可連鎖打開實現(xiàn)緊急泄放?；鹁娣趴諝鈪R管的另外一端新增管線連接現(xiàn)有的24in管匯,管匯壓力由一級壓縮機入口壓力來決定,為50kPa,可實現(xiàn)對操作壓力超過100kPa的容器的放空氣回收?；鹁娣趴諝鈪R管的壓力升高至50kPa后,在火炬分液罐與放空氣回收流程之間新增設(shè)一條管線,新增隔離閥1,與原放空管線隔離,解決合營及自營生產(chǎn)水緩沖罐、注水緩沖罐、合營及自營污油罐、閉排罐等常壓容器(操作壓力為0~10kPa)無法放空的問題。第三部分:現(xiàn)在放空的氣量便是未來需要回收的氣量?，F(xiàn)在PB平臺燃氣壓縮機及PA平臺的壓縮機均滿負荷運行,但PA平臺的低壓海管尚有外輸余量。同時考慮所輸送天然氣中攜帶的凝析液對PA平臺的影響,新增一條燃氣壓縮機滌氣罐后去PA平臺的管線,新增控制閥2,新增PA平臺1300kPa壓力等級的管線連接低壓海管(800kPa)的管線,新增控制閥3、減壓閥1,使回收的放空氣滌液后通過低壓海管外輸至下游裝置。第四部分:由于B平臺捕集器放空量每天可達3×10通過以上改造,可實現(xiàn)對PA及PB平臺的放空氣及富余氣回收利用。2.2投入使用減少了上游來液壓力目前PB平臺已經(jīng)完成了前三部分的改造內(nèi)容。第一部分與第三部分改造已經(jīng)投入使用,減少了上游來液變化造成壓力波動引起的放空,同時減輕了PA平臺壓縮機的負荷。第二部分改造,根據(jù)調(diào)試情況,目前每天可回收低壓放空氣6×10第四部分改造完成后,最終每天最大回收低壓放空氣10×103回收放空氣的工藝措施PB油田的改造項目為其他需要進行放空氣回收的油田提供了借鑒。1)在進行改造時充分考慮了本平臺及鄰近平臺的設(shè)備容量,最大程度地利用現(xiàn)有的設(shè)備及管線流程,解決現(xiàn)有生產(chǎn)問題;同時,將之前一級壓縮機的負荷轉(zhuǎn)移到到閑置的二級壓縮機,使用一級壓縮機進行放空氣回收,降低投資,并獲得最佳的收益。2)在對放空氣進行回收時,將安全放在了第一位,增加了爆破片