零散天然气的收集方法研究

张建国 毕新忠 于春荣

摘 要：为保证抽油泵正常工作，需要定期释放油井套管气以减小气体对抽油泵的影响。根据国家法律法规和企业绿色企业创建的要求禁止向大气环境中释放套管气，油井现场通常采用油套连通的方式回收套管气，这种回收方式必须套压高于回压时单流阀才能开启，受油井回压影响较大，制约了套管气的回收利用。零散气回收装置具有零排放、投资少、功耗低、无人值守、低噪音、远程维护、远程人机对话、管理方便、模块化、集成化、压力输送平稳等优点，适应油田不同井况，不仅符合国家环保政策，而且具有良好的经济效益和社会效益。

关键词：油井;套管气;回收;环保

1 技术背景

随着油藏开发的不断深入，部分溶解气从原油中分离出来，积聚在油井的油套环形空间形成具有一定压力的套管气，压迫油套环形空间内的动液面下降，导致抽油泵的沉没压力降低，影响泵的充满系数降低泵效。当动液面低于抽油泵吸入口时，井液无法进入泵腔，活塞只压缩和膨胀气体，抽油泵发生气锁现象，油井不出液。为了防止以上情况的发生，需要定期释放套管气以减小气体对抽油泵的影响。近年来，国家出台了相关的法规禁止向大气环境中释放套管气，因此，套管气回收治理就成为一项重要的工作。油井套管气有效的回收治理不仅可以减少天然气的流失以及对大气环境的污染，而且还能够有效增加天然气产量，取得较好的经济效益和社会效益。

目前，油田常用的套管气回收方式为油套连通。将油井井口一侧的套管阀门与油井采油树立导管相连接，中间安装单流阀，防止流程内的井液倒流进入套管。套压高于回压时单流阀开启，套管气进入单井地面流程。套压低于回压后，单流阀关闭。

优点：结构简单，成本低廉。缺点：受油井回压影响较大，特别是冬季很多油井回压都在1.0 MPa以上，影响油套连通的正常开启，导致套压升高影响泵效。而且单流阀焊接在管线上无法校验，失效后易造成套压持续升高，影响抽油泵的正常工作。

2 结构原理

为了更加有效的回收利用套管气，在不增加工作量的基础上，我们尝试使用零散气回收装置来回收利用套管气。该装置主要由压缩机组、井口除液器、分离器、流量计及保护装置和远传控制系统等部分组成。

工作原理：套管气经套管阀门进入井口除液器，除液器经过重力分离、碰撞分离、冷却分离的有机结合，将分离后较纯净的气体由内管顶部的开口经出气控制阀门进入地面供气管线，然后进入套管气回收装置。分离出的游离水、烃落回到装置底部，由除液器底部的回流槽返回套管。天然气经除液器多级分离后由气出口进入管道输送至螺杆式压缩机。压缩机机体内有一对互相啮合的转子，在电动机的驱动下高速旋转，不断提供稳定、无脉动的压缩气体。在转子旋转吸入气体时，润滑油被喷入压缩机机体内，与气体直接混合。润滑油带走压缩产生的热量，填补转子与壳体及转子与转子之间的泄漏间隙，在转子间形成润滑油膜，防止磨损，便于阳转子直接驱动阴转子。油气混合物流经油气分离器后，油与气体分离，气体进入供气管路，油被冷却后再次喷入压缩机。气体通过管路进入二级进气过滤器，然后进入进气阀、主机，压缩后的油气混合物从压缩机出来，进入油气分离器，经外置油分、氣动球阀，最后进入集输管网。当进气压力超高时，通过旁通溢流阀直接进入后端集输管网。

3 现场应用情况

根据东辛采油厂的实际情况，结合地质产能预测，针对套管气流量稳定、大排量、低噪音等要求，选取东辛采油厂位于天籁华都小区内的Y1-6井组安装使用。该井组有10口油井，排除动液面在井口的4口油井，对6口井进行供气管线和井口除液器、装置主体和流程气体流量计的安装，同时对3口特殊井安装加药热洗接口，配备专用加药漏斗。装置于2018年5月20日至今一直运行平稳，在保证干线炉用气需求外，剩余气量输入集油管线。若出现设备停运或停电等导致设备停运后，在PC端或手机端直接远程启动。加药、测试时调整压缩机进口压力，将套管的压力降为0，这样加药、测试时不需要排放套管气，减少了环境污染及安全隐患。

4 经济效益及效果

（1）零散气回收装置平均每天收套管气600米3/d，（冬季日收气400米3/d，夏季800米3/d），截止2019.3.5日累计回收总气量是23.267万米3，耗电23672度，天然气按1.82元/米3计算，设备造价13.5万元。

创直接经济效益=23.267×1.82-23672×0.74/10000-13.5=27.1万元

（2）零散气回收装置运行期间工况平稳，3口特殊井药剂用量由10 kg/15d破乳剂改为10 kg/30d，热洗周期延长，3口井同期费用使用前后对比，特殊井治理费用节约42420-9530=32890元。Y1-6井组动液面、功图面积、产液量都有所变化，效果非常理想。

5 结论

本装置运行过程中零排放无污染，杜绝了套管气排空，即节约了资源，又保护大气环境，缓解油田环保压力，符合国家环保政策，具有良好的社会效益。通过油井套管气隐患治理工程，有效减少了当地居民现场私自接气的问题，消除了安全隐患。

参考文献：

[1]陈军，等.胜利油田采油工程操作规程手册[M].胜利石油管理局新闻出版社，2010.

作者简介：张建国（1969-），男，山东高唐人，本科，高级技师，研究方向：采油工程。