新“四化”下油气田地面工程设计及建设质量控制研究

随着能源短缺问题不断加剧,油气藏开发难度也不断加大,传统的油气田地面工程设计与建设,已经无法有效满足油气田高效率、低成本、集约化生产需求。中国石化自启动地面工程"四化"建设以来,成就显著。本文主要针对新"四化"下油气田地面工程设计及建设质量控制问题,进行研究,以供参考。

储气库注采工艺优化研究与应用

储气库建设对供气管网安全、平衡供气具有重要战略意义,在天然气调峰中起到举足轻重的作用。目前,储气库工艺存在压缩机组中体放空对空排放安全隐患和增压气润滑油超标、采出气轻烃超标、甘醇再生系统尾气对空排放、集输管线积盐腐蚀等问题。针对中体放空,设置放空引射装置,将排放物引至火炬集中排放,避免可燃气体站内聚集的隐患;针对润滑油含量超标(体积比为16×10^(−6)),设置高压除油器,降低增压气油含量,消除二次污染;通过对脱水装置吸收塔和再生装置优化,避免甘醇起泡失活;通过对甘醇再生气系统改造,实现再生气回收利用,降低环境污染,节约能耗。

天然气乙烷回收系统脱乙烷塔和液化气塔的进料位置优化

采用Aspen Plus模拟软件对天然气乙烷回收系统建立了模拟模型,并对脱乙烷塔和液化气塔进行了灵敏度分析,考察了进料位置对产品质量与再沸器热负荷的影响。结果表明:随着进料位置的下移,脱乙烷塔塔顶产品中乙烷的摩尔分率呈倒U形变化,塔底产品中乙烷的摩尔分率和再沸器热负荷呈U形变化,脱乙烷塔最适宜的进料位置为第17块塔板上方;随着进料位置的下移,液化气塔再沸器热负荷呈U形变化,塔底异戊烷和正戊烷的摩尔分率均呈倒U形变化,而塔顶产品中丙烷的摩尔分率逐渐减小,液化气塔最适宜进料板位置为第8~10块塔板。

SPS在苏丹六区轻油外输管道工程水击模拟中的应用

根据苏丹六区轻油外输管道工程设计实践,利用SPS水力模拟软件,对输油管道在不同工况下进行水击模拟分析,为管道水击保护系统的设计提供依据。本工程中管道瞬态分析的主要目的是要确定末站水击泄放阀的设定压力和水击泄放阀的口径,以完成管道水击泄放系统的设计。结合工况一、二、四的计算结果,确定末站水击泄放阀设定压力为10.36 MPa,口径为6″。

复杂地区油气站场的竖向设计

输气站场竖向设计是一项综合、协调的设计过程,与生产工艺、总平面布置特点密切联系、互相制约、相辅相成,直接影响建(构)筑物的基础埋设深度,工艺流程的走向以及各相关专业管线的走向及排布方式。江铜门站竖向设计方式拟采用平坡式和阶梯式相结合的竖向设计形式,局部重要场地特殊处理的方式进行站场竖向设计。

浅谈油气地面建设工程数字化交付

数字化、智能化是现代工业信息化发展的方向,数字化交付是数字化工厂发展的必由之路,它为数字化工厂提供了结构化的数据,将实体转化为数字化模型。数字化工厂是由数据推动的,在虚拟环境下可以"天马行空"、"心想事成"。目前,数字化交付在航空、电力、煤炭、机械制造等行业时有论述,但是并不完全适合油气地面工程建设数字化交付特点。

涧峪岔转油站总图设计

涧峪岔转油站总图设计结合该站址荒山地形及高差,采用台阶式布局,原油装卸及油水分离采用自流式流程,管网布置采用了低墩架空管廊带、盖板涵穿越行车道路的形式。该转油站已成功投产运行两年多,实现了原油装卸及油水分离流程的零耗电;与平原站场相比,转油泵房及其他设备、设施得到了有效简化,总工程费用减少约10%,运行成本节约20%左右。

某压气站管道减振措施研究

针对天然气站场管道异常振动问题,以某压气站出站管道为研究对象,开展站场管道振动分析研究,建立站场管道数值模型并通过现场振动测试验证模型的正确性。研究中采用流固耦合方法,对不同工况下的管道振动进行分析,提出两种减振方案并进行模拟验证。通过分析得出:1)管道内的流体压力波动是站场管道产生异常振动现象的根本原因;2)通过分析管道内流体压力波动频谱,发现管道内压力波动主要集中在低频范围内,管道内压力波动频率与管道系统的前两阶固有频率接近,因此,管道系统发生共振现象,使振动变得更加剧烈;3)在提出的两种减振方案中,将联通管线直径由φ711 mm增大到φ1016 mm,并增加合适约束的方案具有最佳的减振效果,其管道振动水平评估均为优秀。

降低CO_2驱最小混相压力的调节剂研究

针对中原油田部分区块油藏CO2驱最小混相压力高于地层压力,不能实现混相驱的问题,采用高温高压界面张力仪测定了5种不同类型化学试剂（乙二醇丁醚、柠檬酸异丙酯、烷基酚聚氧乙烯醚、司盘80和混苯）对CO2与原油间界面张力的影响。实验表明,加入调节剂能够降低CO2与原油间的界面张力,界面张力降低幅度范围在8.55%~25.51%之间。通过油溶性表活剂与混苯进行复配实验,优选了一种具有协同增效作用的调节剂体系。采用界面张力消失法测定了CO2与原油间最小混相压力。结果表明,该调节剂能够降低CO2与原油间的界面张力,从而降低CO2与原油间最小混相压力17.86%。

LNG液化工厂建设经济性分析

天然气作为清洁能源越来越受到青睐,其主要成分为甲烷。常压下,液化天然气体积是气态的1/625,储存温度-162℃,液化时经过预处理净化,气质洁净,所以采用液化天然气(LNG)的形式对天然气的储存、运输及合理利用都具有十分明显的优势。LNG液化工厂建设中,应在保证安全可靠的前提下,优化工程选址和平面布置,优选工艺流程技术,降低能耗,合理确定设计余量,同时采用合适的项目管理运行模式,从技术和管理两方面降低工程总体费用,降低成本,使产品的价格更有市场竞争力。

钙离子对L360管线钢的腐蚀

通过在湿H2S/CO2环境中,模拟酸性天然气集输管道溶液中的Ca2+浓度变化,利用超景深三维显微分析技术以及电化学分析等手段,分析介质中Ca2+对管线钢腐蚀的影响。结果表明,在湿H2S/CO2环境中,L360腐蚀速率随着Ca2+浓度的提高而加快,试样点蚀深度逐渐变小,宽度逐渐变大,呈片状腐蚀趋势。

卧式埋地储罐稳定性研究

埋地卧式储罐受力条件复杂,其应力和变形较难计算。根据储罐实际受力特点,建立储罐稳定性的有限元计算模型。采用非线性径向力和切向力描述给定埋深储罐的覆土压力,利用ANSYS软件对储罐模型进行屈曲分析。将屈曲特征值作为储罐埋深迭代系数,计算新的储罐埋深,重新进行屈曲分析。结果表明:新储罐失稳临界埋深计算方法可用于对储罐模型进行屈曲分析,多次迭代后屈曲特征值接近1,此时对应的埋深即储罐失稳临界埋深。在储罐结构上设置加强圈可大幅提升埋地储罐的稳定性,为储罐埋深设计提供充足的安全裕量。

天然气压气站管道异常振动及减振措施研究

为解决某压气站管道异常振动问题,采用CaesarⅡ软件建立西三线发球筒管线三维计算模型,并运用Fluent软件进行数值分析,查明管道异常振动原因。结果表明:西三线发球筒管道异常振动现象与管内的流体压力波动密切相关,特别是管径为Φ711 mm的西二线与西三线联通管道,其流体的流量过大、流速过高是振动现象产生的主要原因。此外,通过对管道内涡核处压力波动频率及管道系统固有频率的分析,发现压力波动频率与管道系统低阶固有频率相近,易产生共振现象。提出3种减振方案并进行模拟验证,减振效率均在68%~95%之间,可以有效应用到西三线某压气站出站管道,解决管道异常振动问题。

节点控制法在增压系统降耗上的应用评价

二次增压的目的是对常压来水进行再次提压,以满足高压注水需要。其主要用能设备为高压增注泵,用能计量器具为单泵计量电表。依据二次增压系统能耗日报表,及时对比分析能耗上升原因,针对不同节点指标数据,按照顺序,分小节点排查,根据排查结果找出问题所在,采取不同针对性措施,有效控制二次增压系统能耗指标。2012年与2011年对比,二次增压系统平均标准单耗下降0.163 2 kW·h/(m3·MPa),下降率20.3%,同参数对比下全年节电237.4×104kW·h。增注泵机组效率(不含回流)由2011年的56.1%提高到目前的66.2%,提高10.1个百分点。

Omega层析反演静校正及其应用

随着勘探地区地表条件的日趋复杂,静校正问题也越来越突出,以往的常规折射静校正方法受复杂的地表条件的影响,不能完全解决中长波长静校正问题,无法满足复杂地表的静校正精度。通过对Omega层析反演静校正的关键步骤及其参数选取的研究,确定了适合复杂地表条件下的静校正流程与合理参数,形成一套有效改善复杂地区地震资料处理的方法。在复杂区块的应用显示,Omega层析反演静校正应用效果明显,能够很好地解决中、长波长的静校正问题。

普光气田SIS系统一级关断可靠性分析

为了提高气田的生产稳定性,对集输系统、天然气净化厂、外输首站一级关断SIS系统进行可靠性分析。分析各子系统对气田一级关断SIS系统的影响以及其相互界面间的影响,同时分析与SIS系统密切关联的外部系统(如供电、通信等),找出影响普光气田一级关断SIS系统可靠性的薄弱点并提出改进方案。基于改造后的SIS配置与关断逻辑,对原有SIS系统的可靠性RBD模型进行修正,普光气田意外跳车的时间间隔由改造前的2.5年延长到5.3年。改进方案可以在确保原有SIS可靠关断的基础上,有效减少SIS系统误动作触发一级关断,从而提高气田生产的整体稳定性。

文96地下储气库SCADA系统

中原油田文96地下储气库是中石化系统内的第一座在建的以季节调峰为目的的储气库,其作用是将榆-济天然气管道中的富裕气量注入储气库储备,以满足榆-济输气管道调峰用气和应急用气。SCADA系统由PLC、ESD、通讯服务器、数据服务器、Web服务器、操作员工作站、报表打印机、交换机、路由器等设备组成,主要完成储气库工艺数据采集、监视、控制等功能,并向调度中心传送实时数据,接受调度中心下达的任务。该系统实现了对文96地下储气库集注站及井场注采全过程的数据采集和集中管理、远程监视和控制等,在网络通信方面实现了智能化的集中管理。

基于吸收式热泵的锅炉烟气余热回收工艺系统性能研究

为提高锅炉烟气余热综合利用效率,降低锅炉热损失,基于溴化锂吸收式热泵原理,开发了锅炉烟气余热回收工艺系统;采用理论分析方法,分析了系统的性能及其动态特性。分析结果表明:具有良好的制热效率并能有效节省锅炉燃煤量,减少CO_2的排放;年节省标准煤量为5.13×10~5 kg,年减少CO_2排放量4.04×10~5 m^3;制热系数随蒸发温度增加略有减小,但变化趋势基本保持不变;热能转换率随循环水温差增大而逐渐升高;回收量标准煤与循环水温差紧密相关,受其他因素影响较小;热能转换率与减少CO_2排放量呈正线性关系。以上结论为锅炉余热回收系统分析计算提供了理论依据。

湿法脱硫技术在天然气净化中的应用

脱除天然气中的H2S是天然气净化的主要目的之一。当前工业上H2S的脱除方法以Claus法系列脱硫工艺为主,但是该工艺存在高能耗、转化率限制、工艺复杂等问题。湿法脱除H2S具有低能耗、工艺简单、处理量大等优点,该技术在国内外天然气净化领域被广泛应用。综述了湿法脱除H2S技术的研究进展,总结了醇胺脱硫技术特点,介绍了新型离子液体、低共熔溶剂和Fenton试剂在脱除H2S领域的最新应用,并对脱硫新技术进行了展望。

可反应凝胶堵漏剂的研制

针对裂缝性及破碎性漏层堵漏过程中封堵层胶结性差,抗破能力弱、容易重复漏失的问题,采用互穿网络合成工艺,研制了可反应的凝胶堵漏剂KDW。对其进行室内评价,结果表明:该材料可耐受160℃高温,吸水倍数3~8倍,具有良好的韧性变形能力,最高压缩比达6.7,在高温下可再次反应,自身强度提高,并起到胶结作用,堵漏剂配方5~20 mm石子承压能力大于15 MPa,且在高温老化后封堵层胶结为整体。