王 睿，代齐加，徐学智，方 刚

（中海石油（中国）有限公司天津分公司 天津 300459）

目前随着全球经济的发展，国内外对不可再生资源的依赖程度越来越高。国家提出增储上产“七年行动计划”以来，国内各大油气田顺势而为，纷纷制定相应计划加大勘探开发力度，全力保障国家能源供应。轻烃作为油田开发生产中的伴生副产品，通常未经回收处理直接通过火炬燃烧放空，造成了资源的严重浪费和环境污染，与国家可持续发展的战略背道而驰。因此，轻烃回收利用项目顺势而生。

某油田由 1 个中心平台和 3 个井口平台组成，该油田为原油外输枢纽，在设计中无天然气外输流程，所产出天然气全部用作透平发电，其余天然气通过火炬燃烧放空。该油田油井产出与上游油田物流共同进入原油处理系统，热化学处理器分离出的伴生气进入低压压缩机，通过低压压缩机凝析油分离器进行气液分离。分离后气体进入燃气系统继续增压处理，而分离出的轻烃通过排液阀排入闭排系统，再由闭排泵增压转入原油处理系统。

在油田开发生产中，液态轻烃富集到闭排系统，由于闭排系统为常压罐，受压力及温度的变化，液态轻烃挥发生成的重组分含量较高的气体直接进入火炬系统燃烧放空，造成火炬黑烟严重，污染环境［1］。为合理有效利用平台轻烃资源，需要对现有流程进行优化改造，以实现轻烃的高效回收利用［2］。

2.1 原设计无法对轻烃液位有效监测

原工艺流程中，浮子液位计的设计未考虑流程出现轻烃的因素。原流程中液位计的浮子密度为0.69 g/cm3，而轻烃密度远小于0.69 g/cm3，造成原流程浮子液位计无法正常实时监测轻烃液位，导致虚假液位，影响生产人员对流程实时监控和准确判断，给油田生产带来了巨大的安全隐患。

2.2 应急设备正常运转可靠性降低

油田天然气低压系统的凝析油分离器将接收的天然气进行气液分离。分离后的气体进入天然气处理系统，液态轻烃排入闭排系统。由于轻烃的沸点和饱和蒸汽压较低，故闭排泵转输过程中容易发生气蚀而无法正常运行，同时，由于气蚀引起离心泵震动过大、加速设备损耗，导致设备性能下降［3］。闭排系统属于应急设备，闭排罐由于轻烃过多无法转输而造成长期处于高液位，降低了油田应急设备的可靠性，导致油田应急能力骤降，直接影响到油田的安全稳定生产。

2.3 严重影响原油处理系统流程稳定性

轻烃通过闭排系统进入生产分离器，而轻烃一旦进入生产分离器则会降低原油的脱水效果，使污水系统频繁收油，加剧原油系统处理压力，造成原油处理系统紊乱，严重影响原油外输枢纽平台生产的安全性和稳定性。

2.4 燃烧产生黑烟造成环境污染

轻烃进入闭排系统，由于压力和温度的变化，导致轻烃挥发生成的重组分含量较高的气体直接进入火炬分液罐，并通过火炬系统进行燃烧。由于燃烧不充分产生黑烟造成环境污染。

2.5 资源浪费

经核算低压压缩机排液阀开度得出，每天排放至闭排系统的轻烃量约为10 m3/d，每年损失轻烃资源约为 3 650 m3。如果能够合理利用，必将利于缓解能源紧张的严峻形势。

3.1 优化浮子液位计浮子密度

经过化验核定得出液态轻烃密度，最终选取密度为0.48 g/cm3的浮子对流程进行实时监控。因此，该油田将生产流程中受轻烃影响的液位计浮子进行统一更换，切实解决了原浮子液位计由于密度过大无法正常监视流程中轻烃的问题。目前新更换的低密度浮子应用效果良好，能够及时、准确判断流程中存在的轻烃量，为油田的安全生产提供了坚实的保障。

3.2 改造工艺流程

表1为某油田放空气全组分组成分析结果，可以看出该油田C3—C6组分占比7.88%，超过火炬产生黑烟的最小临界值6%［4］，说明该油田天然气中重组分含量偏高。但由于该油田天然气产量并不是很高，大部分用作透平发电，仅有少量通过火炬燃烧放空，无需再加设一套轻烃回收系统，仅需将现有流程优化改造，便可实现液态轻烃的回收利用。因此，为解决流程紊乱影响油田安全生产、轻烃浪费、燃烧不充分导致火炬黑烟造成环境污染现象，油田利用现有流程进行适应性改造，见图1。

表1 某油田放空气全组分组成分析结果Tab.1 Results of component analysis of vented gas in an oilfield

图1 油田部分工艺流程简图Fig.1 Part of process flow diagram of oilfield

低压压缩机凝析油分离器操作压力为550 kPaG，热化学分离器操作压力为65 kPaG，根据设备布置位置、压差关系和设备处理能力，满足物流由高压端向低压端排液的条件，故可以对流程优化改造，其具体改造方案如图2所示。将低压压缩机气液分离罐中液相排液阀截断，通过低压压缩机底部排液管线预留口连接管线接入至热化学分离器入口，将轻烃一部分较轻组分通过挥发燃烧，较重组分重新进入原油流程，随原油处理流程外输至下游处理厂，实现了不可再生资源回收利用的目的。

图2 低压压缩机处理流程优化改造简图Fig.2 Schematic diagram of process flow optimization for low pressure compressor

4.1 生产流程监控

成功解决原浮子液位计无法正常监控轻烃液位的安全隐患，提高了设备的本质安全，切实保障了油田安全稳定生产，提升了员工探索发现、解决问题的能力。

4.2 应急设备可靠性

经过流程改造，目前轻烃全部进入热化学分离器，减轻了闭排系统的处理压力，减缓了闭排泵的设备损耗，最大限度地提高了应急设备的可靠性。

4.3 生产处理流程稳定性

鉴于该油田为原油外输枢纽平台，通过流程改造解决轻烃进入生产处理流程造成的流程紊乱现象，进一步提高了生产的稳定性，减少了由于流程波动造成的油田群关停的风险，实现了油田群生产效益最大化。

4.4 遏制环境污染

一定程度上解决了火炬黑烟问题，如图3所示，火炬燃烧时由间歇性产生黑烟转变为清澈透亮。同时，油田火炬放空量由约4 000 m3/d降至约3 000 m3/d，环保效益显著，在认真践行绿色低碳环保发展的道路上稳步前行［5］。

图3 流程改造前后火炬燃烧对比图Fig.3 Comparison diagram of flare combustion before and after process modification

4.5 不可再生资源回收

经过流程改造，该油田日回收轻烃量约10 m3，每年可回收轻烃资源约 3 650 m3，按4 000元/m3计算，预计年收益 1 460 万元以上，经济效益可观。

随着我国能源供需矛盾的日益加剧，资源利用率最大化将是上游生产企业的最终目的。同时，随着绿色开采概念的提出，如今人们对环境保护意识不断提升，保护环境同样具有十分重要的意义。低成本、简易流程优化改造在该油田的实施，有效解决了前期轻烃不能合理处理所带来的安全隐患和环境问题，对其他油田现场流程优化改造也有一定的参考和借鉴价值。■

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