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采油套管气的回收与利用

时间:2013-08-18 09:39 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:崔艺萍 点击次数:

  1引言

  在整个石油开采过程当中,一些天然气会溶解在石油之中,当开采过程导致压力逐步降低之后,这些天然气通常会从所开采的石油中脱离,而其中的一些气体也伴随着井液而被抽出来,另一部分则会进入采油套当中环形空间之中,最终形成了套管气。如果这些天然气资源得不到有效的回收,一方面随着日积月累,数量会越来越多,从而会带来较为严重的资源浪费;另一方面也将对周围空气造成污染,如果存在于采油套管中的天然气被不法分子私自接口使用,也存在着较为严重的安全风险。另外,随着当前采油工作逐步进入含水较高的开发阶段,因此使得开采的原油所具有的伴生气数量急剧减少,这进一步导致了当前的产气量已经很难再满足整个开采系统的需求,不得不应用原油来加热整个系统,并且需求量也是每年都在增加。因此,在资源需求与安全隐患的双重因素下,如何应用有效的方式来对采油套管气加以回收,并进行高效的应用就成为了当前开采业务的关注焦点所在。

  2采油套管气的回收利用技术

  随着能源危机的到来,近些年对于采油套管气的回收利用技术进行了极大的关注,并且在定压放气阀技术、天然气压缩技术等方面取得了极大的进步,并在套管气回收利用方面取得了较大的成效。下文也将有重点的就上述技术加以分析。

  一是基于单流阀的采油套管气的回收利用技术。这种技术是以单流阀作为连接油管线与套管环之间的桥梁,如果套管中的压力水平超过了采油过程中的压力水平时,就能够充分借助于来自于外部的自然能量将溶解在原油当中的天然气回收到输油管线当中来。基于单流阀的技术完全是借助于外部的自然能量来实现套管气的回收作业,它的主要优点是能够在地上进行相应的作业,并且只需要采用较为简单的回收设备,在进行管理的过程中也较为简单。当然,这种技术也存在着一定的不足,主要包括如下几个方面:回收作业的完成需要在很大程度上借助于套管的压力大小水平,要保障其大于采油生产作业的压力大小;由于套管内的压力水平通常较大,从而导致了容易出现沉没度等方面的负影响;该方法的保障措施较少,极易受到人为损坏。

  二是基于动态的采油套管气的回收利用技术。动态性的工作原理为用高压连接软管分别将一次油气分离器的出口与天然气压缩机的进口发表论文相连,天然气压缩机的出口与集油干线进口闸门相连。当套管气回收装置工作时,套管冒出的天然气经套管闸门进入一次油气分离器,然后沿着高压连接软管进入二次油气分离器,使油气再度分离,分离较干净的天然气进入天然气压缩机,使天然气由天然气压缩机进口的0.1MPa升到1.6MPa,从而使增压后的天然气经智能漩涡流量计计量后进入集油干线内。该技术的设备投资大,适合套管气量较大的油井。

  三是基于抽油井助流举升的采油套管气回收利用技术。2001年,中原油田的马祥凤等提出了高气油比抽油井助流举升技术。该技术在抽油泵下安装油气分离器,在管柱上部100~500m处安装助流举升阀。当油气经井下油气分离器分离后,液体进入泵内被抽汲,气体进入油套环空。当环空中气体压力大于助流举升阀打开压力时,气体通过阀孔进入油管,起到助流举升作用。当压力小于助流举升阀打开压力时,由于助流举升阀内部单流阀的作用,油管内流体不能进入环空。助流举升技术合理利用了天然气的能量,同时还能收集溶解气,自动调节套压,减少了工人开关闸门的工作量。该方式只适合于气量大的井,存在的不足之处是井口仍然存在着一定的套压,不能进行油井热洗。

  总体而言,目前国内的采油套管气收集工艺技术仍存在着会降低泵效、易受到人为破坏、影响洗井作业等不足。在充分了解各种技术之后,更多的还需要从管理层面对采油套管气的回收与利用加以重视,以确保各种技术得以有效的应用。

  3采油套管气的回收利用的保障工作

  3.1根据环境状况应用不同技术

  采油套管气的回收与利用会面临环境的不确定性,这样的不确定性使得管理者无法有效控制以及预测所有相关资源流动与运用。因此,往往在环境越复杂、越不稳定,资源异常稀少的情形之下,环境便成为套管气的回收与利用技术应用的主要挑战。采油企业所面临的环境除了本质上的复杂造成不确定性外,另一则是环境的动态程度,当环境快速变化时,采油企业势必要以更快的速度进行回应。最为主要的环境状况为套压高低的程度,这直接影响着动液面的高低,也影响着泵效的大小。总的来讲,合理的套压应是能使动液面满足于泵的抽汲能力达到较高水平时的套压值(或范围)。当套压太高时,迫使油套环形空间中的动液面下降,当动液面下降到深井泵吸入口时,气体窜入深井泵内,发生气侵现象,使泵效,油井减产,严重时发生气锁现象。发生这种情况时,应当适当地放掉部分套管气,使套压降低,动液面上升,阻止气体窜入泵内。另外,为了有效管理技术环境,降低不确定性,采油企业需要设计合适的组织结构以适应环境的需求。当采油企业所面临的环境越是异质与快速变化时,其结构越非正式化、越能分权、越能以相互调整的方式作为主要协调机制。相反地,环境越同质、稳定时,普遍认为采用正式结构、集权及标准作业流程的采油企业,其采油企业效能较易发挥出来。实践证明,在注重环境状况影响的基础上,将很好的采油套管气进行回收与利用的水平。例如,辽河油田茨榆坨采油厂采油作业二区,在进行环境分析与组织重构之后,2012年挖潜放套压进站增天然气102.4×104m3,而2013年上半年放套压进站,更是累增天然气超过55.1×104m3。

  3.2套管气回收利用的组织管理思想

  一是采油企业管理者应给予套管气回收利用工作已足够的重视,确保科学管理思想能够获得高效的落实。各项技术的有效应用的关键要素是管理者给予高度的重视,为此,采油企业管理层应当对这项工作进行系统的分析,明确科学合理的工作开展步骤,并且专门设置相应的组织机构予以工作管理者与落实。例如,成立以套管气回收利用为工作目标,多部门参与的工程部门,并专门设置办公人员,确保能够时刻给予该项工作以协助。在各部门的共同参与下,确保套管气回收利用工作有一个完善的组织工作系统。二是对于固定套管气回收利用工作进行大力宣传,保障采油企业各部门对于该项工作有着十分清晰的理解。这项工作的落实必须从源头抓起,也即在正式开展套管气回收利用工作之前,采油企业应当有针对性的召开工作动员会,并将相应的文件规定与落实细则进行发放,供各部门参考学习。在企业网站上,还应当为各项套管气回收利用工作的内容与安排开辟相应的专栏。另外,还需要编制详细的套管气回收利用工作开展要点与制度安排,保障各部门能够按照科学的程序配合开展各项工作。

  参考文献

  [1]马祥凤,李小奇,臧洪河,等.高油气比抽油井助流举升技术[J].江汉石油学院学报,2001(2).

  [2]代旭升.移动式油井套管气回收装置的研制[J].胜利油田职工大学学报,2005(1).


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