CN109569253A - 稠油火驱采出气全密闭流程环保处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及油田天然气地面工程技术领域，是一种稠油火驱采出气全密闭流程环保处理方法及装置，该稠油火驱采出气全密闭流程环保处理方法，通过预处理单元、脱硫单元、增压单元、级间脱水单元和井口回注单元之间对接，将火驱采出气安全、环保回注至地层，实现采出气零排放，缓解环境压力，对非甲烷总烃超标的油田也能够实现采出气达标处理，同时，对硫化氢气体脱除，避免循环注采过程中采出气中硫化氢富集对下游设备和地层造成的破坏。本发明稠油火驱采出气全密闭流程环保处理方法及装置，其工艺简单，通过各独立单元对接实现稠油火驱器达标回注地层，尤其适用于稠油火驱采出气处理气量变化大和组分范围波动大的情况，具有安全、环保、节能的特点。
Description
技术领域
本发明涉及油田天然气地面工程技术领域，是一种稠油火驱采出气全密闭流程环保处理方法及装置。
背景技术
火驱采出气是原油在地层下不充分燃烧的产物，其主要由注入的气体、燃烧生成的气体、烷烃、水蒸汽等组成。火驱采出气中非甲烷总烃和硫化氢浓度超过了《大气污染物综合排放标准》的相关要求。目前国内辽河油田和新疆油田均开展了火驱采出气处理，采出气经干法脱除硫化氢后，选用放散管直接排放。该处理工艺只适用于处理小规模采出气，不适用于大规模采出气处理和非甲烷总烃超标的油田。
发明内容
本发明提供了一种稠油火驱采出气全密闭流程环保处理方法及装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有稠油火驱采出气外排带来的环境污染、资源浪费和对地层破坏的问题。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种稠油火驱采出气全密闭流程环保处理方法，按照下述方法进行：第一步，稠油火驱采出气进入预处理单元，经过降温、分离和预热后，得到预处理后采出气；第二步，预处理后采出气送至脱硫单元，在脱硫单元脱硫剂作用下通过湿法脱硫脱除稠油火驱采出气中的硫化氢气体，得到脱硫后采出气；第三步，脱硫后采出气送至增压单元，脱硫后采出气在增压单元进行一段增压，增压至压力为1.6MPa至2.5MPa，得到一次增压采出气；第四步，一次增压采出气送至级间脱水单元，一次增压采出气在级间脱水单元进行脱水，至脱水深度为-15℃后，进入增压单元进行二次增压至压力为19.5MPa至20.5MPa时，得到二次增压采出气；第五步，二次增压采出气送至井口回注单元，经过井口回注单元计量后回注地下，完成稠油火驱采出气回注地层。
下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：
上述第一步中，预处理采出气中液体粒径小于100μm，固体颗粒粒径小于100μm，预处理采出气温度为30℃至40℃。
上述第二步中，脱硫后采出气中的硫化氢含量为15mg/m3以下。
上述第四步中，二次增压采出气水露点为-40℃。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种实施稠油火驱采出气全密闭流程环保处理方法的装置，包括预处理单元、脱硫单元、增压单元、级间脱水单元和井口回注单元，预处理单元进口固定连通有第一管线，预处理单元出口与脱硫单元进口之间固定连通有第二管线，脱硫单元出口与增压单元进口之间固定连通有第三管线，增压单元下部出口与级间脱水单元进口之间固定连通有第四管线，增压单元下部进口与级间脱水单元出口之间固定连通有第五管线，增压单元右侧出口与井口回注单元进口之间固定连通有第六管线。
下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：
预处理单元降温设备为空冷器，预处理单元分离设备为气液分离器，预处理单元预热设备为加热器，脱硫单元采用湿法脱硫设备，增压单元采用往复增压机、螺杆压缩机和心压缩机中的一种以上，级间脱水单元采用分子筛脱水设备。
上述第一管线、第二管线、第三管线、第四管线和第五管线采用钢骨架复合管，第六管线采用碳钢管。
本发明稠油火驱采出气全密闭流程环保处理方法及装置，其工艺简单，通过各独立单元对接实现稠油火驱器达标回注地层，尤其适用于稠油火驱采出气处理气量变化大和组分范围波动大的情况，具有安全、环保、节能的特点。
附图说明
附图1为本发明实施例7的工艺流程示意图。
附图中的编码分别为：1为第一管线，2为第二管线，3为第三管线，4为第四管线，5为第五管线，6为第六管线，7为预处理单元，8为脱硫单元,9为增压单元，10为级间脱水单元,11为井口回注单元。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本发明中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明，均为现有技术中公知公用的化学试剂和化学用品；本发明中的百分数如没有特殊说明，均为质量百分数；本发明中的溶液若没有特殊说明，均为溶剂为水的水溶液，例如，盐酸溶液即为盐酸水溶液；本发明中的常温、室温一般指15℃到25℃的温度，一般定义为25℃。
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1：如附图1所示，该稠油火驱采出气全密闭流程环保处理方法，按照下述方法进行：第一步，稠油火驱采出气进入预处理单元7，经过降温、分离和预热后，得到预处理后采出气；第二步，预处理后采出气送至脱硫单元8，在脱硫单元8脱硫剂作用下通过湿法脱硫脱除稠油火驱采出气中的硫化氢气体，得到脱硫后采出气；第三步，脱硫后采出气送至增压单元9，脱硫后采出气在增压单元9进行一段增压，增压至压力为1.6MPa至2.5MPa，得到一次增压采出气；第四步，一次增压采出气送至级间脱水单元10，一次增压采出气在级间脱水单元10进行脱水至脱水深度为-15℃后，进入增压单元9进行二次增压至压力为19.5MPa至20.5MPa时，得到二次增压采出气；第五步，二次增压采出气送至井口回注单元11，经过井口回注单元11计量后回注地下，完成稠油火驱采出气回注地层。
本发明通过将预处理单元7、脱硫单元8、增压单元9、级间脱水单元10和井口回注单元11五个独立单元对接组合，将处理后的稠油火驱采出气各组分影响降至最低后回注地层，实现采出气零排放，缓解环境压力，也对非甲烷总烃超标的油田能够实现采出气达标处理。通过选取红浅1井区红18井区开展火驱采出气回注试验，其中，回注规模10×104Nm3/d，注气压力为20MPa，可以看出本发明可广泛应用于今后在红浅井区、风城作业区开展火驱工业化的推广工作中。
本发明中，在脱硫单元8脱硫剂石灰石浆液的吸收作用下，采用湿法脱硫除去二氧化硫，得到脱硫工艺的副产物脱硫石膏，脱硫石膏含碱量低，有害物质少。以脱硫石膏作为化学改良剂，在新疆克拉玛依地区进行碱化土壤改良，土壤改良后种植新疆杨、白榆、沙棘。因此，利用脱硫石膏改良新疆克拉玛依地区碱化土壤种植树木具有极大的推广应用价值。
实施例2：如附图1所示，该稠油火驱采出气全密闭流程环保处理方法，按照下述方法进行：第一步，稠油火驱采出气进入预处理单元7，经过降温、分离和预热后，得到预处理后采出气；第二步，预处理后采出气送至脱硫单元8，在脱硫单元8脱硫剂作用下通过湿法脱硫脱除稠油火驱采出气中的硫化氢气体，得到脱硫后采出气；第三步，脱硫后采出气送至增压单元9，脱硫后采出气在增压单元9进行一段增压，增压至压力为1.6MPa或2.5MPa，得到一次增压采出气；第四步，一次增压采出气送至级间脱水单元10，一次增压采出气在级间脱水单元10进行脱水后，进入增压单元9进行二次增压至压力为19.5MPa或20.5MPa时，得到二次增压采出气；第五步，二次增压采出气送至井口回注单元11，经过井口回注单元11计量后回注地下，完成稠油火驱采出气回注地层。
实施例3：作为上述实施例的优化，第一步中，预处理后采出气中液体粒径小于100μm，固体颗粒粒径小于100μm，预处理后采出气温度为30℃至40℃。
实施例4：作为上述实施例的优化，第二步中，脱硫后采出气中的硫化氢含量为15mg/m3以下。
对脱硫后采出气中的硫化氢进行脱硫处理，脱硫后采出气中的硫化氢含量为15mg/m3以下，进入增压单元增压后，稠油火驱采出气回注地层，这样既降低采出气的危险性，同时避免循环注采过程中硫化氢对设备和管道的腐蚀，也减少回注后对底层的破坏，提高了整个系统的安全性。
实施例5：作为上述实施例的优化，第四步中，二次增压采出气水露点为-40℃。
实施例6：如附图1所示，该实施上述实施例所述稠油火驱采出气全密闭流程环保处理方法的装置，包括预处理单元7、脱硫单元8、增压单元9、级间脱水单元10和井口回注单元11，预处理单元7进口固定连通有第一管线1，预处理单元7出口与脱硫单元8进口之间固定连通有第二管线2，脱硫单元8出口与增压单元9进口之间固定连通有第三管线3，增压单元9下部出口与级间脱水单元10进口之间固定连通有第四管线4，增压单元9下部进口与级间脱水单元10出口之间固定连通有第五管线5，增压单元9右侧出口与井口回注单元11进口之间固定连通有第六管线6。
如附图1所示，预处理单元7降温设备为空冷器，预处理单元7分离设备为气液分离器，预处理单元7预热设备为加热器，脱硫单元8采用湿法脱硫设备，增压单元9采用往复增压机、螺杆压缩机和心压缩机中的一种以上，级间脱水单元10采用分子筛脱水设备。
根据需要，本发明实施上述实施例所述稠油火驱采出气全密闭流程环保处理方法的装置，选用往复增压机、螺杆压缩机组合增压方式，适应与稠油火驱采出气气量不稳定且气量较小的特点；级间脱水单元10选用分子筛脱水，确保烟道气在集输和注气过程中不会在产生液态水和生成水和物，降低设备腐蚀风险；
如附图1所示，第一管线1、第二管线2、第三管线3、第四管线4和第五管线5采用钢骨架复合管，第六管线6采用碳钢管。
根据需要，稠油采出气集输管线钢骨架复合管，可有效的控制二氧化碳腐蚀。
该稠油火驱采出气中含氮气、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢、氧气及非甲烷总烃等气体，通过应用本发明稠油火驱采出气全密闭流程环保处理方法的装置后，出口采出气中非甲烷总烃含量小于50mg/m³；出口采出气中未检测到硫化氢气体；出口采出气中氮氧化物含量小于2PPM；出口采出气中一氧化碳含量小于50mg/m³。
本发明应用于稠油火驱采出气处理中，每年可以减少12.78t硫化氢排放，可节省脱硫剂51.12t，每年减少挥发性有机物排放量120.45t，具有安全性能高、环境污染低和节约能源的特点。
综上所述，本发明稠油火驱采出气全密闭流程环保处理方法及装置，其工艺简单，通过各独立单元对接实现稠油火驱气达标回注地层，尤其适用于稠油火驱采出气处理气量变化大和组分范围波动大的情况，具有安全、环保、节能的特点。
以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
实施例6所述稠油火驱采出气全密闭流程环保处理方法的装置的运行方法：稠油火驱采出气通过第一管线1进入预处理单元7，经过降温、分离和预热后，得到预处理后采出气；预处理后采出气通过第二管线2送至脱硫单元8，在脱硫单元8脱硫剂作用下通过湿法脱硫脱除稠油火驱采出气中的硫化氢气体，得到脱硫后采出气；脱硫后采出气通过第三管线3送至增压单元9，脱硫后采出气在增压单元9进行一段增压，增压至压力为1.6MPa至2.5MPa，得到一次增压采出气；一次增压采出气通过第四管线4送至级间脱水单元10，一次增压采出气在级间脱水单元10进行脱水后，通过第五管线5返回至增压单元9进行二次增压至压力为19.5MPa至20.5MPa时，得到二次增压采出气；二次增压采出气经过第六管线6送至井口回注单元11，经过井口回注单元11计量后回注地下，完成稠油火驱采出气回注地层。
Claims (7)
1.一种稠油火驱采出气全密闭流程环保处理方法，其特征在于按照下述方法进行：第一步，稠油火驱采出气进入预处理单元，经过降温、分离和预热后，得到预处理后采出气；第二步，预处理后采出气送至脱硫单元，在脱硫单元脱硫剂作用下通过湿法脱硫脱除稠油火驱采出气中的硫化氢气体，得到脱硫后采出气；第三步，脱硫后采出气送至增压单元，脱硫后采出气在增压单元进行一段增压，增压至压力为1.6MPa至2.5MPa，得到一次增压采出气；第四步，一次增压采出气送至级间脱水单元，一次增压采出气在级间脱水单元进行脱水，至脱水深度为-15℃后，进入增压单元进行二次增压至压力为19.5MPa至20.5MPa时，得到二次增压采出气；第五步，二次增压采出气送至井口回注单元，经过井口回注单元计量后回注地下，完成稠油火驱采出气回注地层。
2.根据权利要求1所述的稠油火驱采出气全密闭流程环保处理方法，其特征在于第一步中，预处理采出气中液体粒径小于100μm，固体颗粒粒径小于100μm，预处理采出气温度为30℃至40℃。
3.根据权利要求1或2所述的稠油火驱采出气全密闭流程环保处理方法，其特征在于第二步中，脱硫后采出气中的硫化氢含量为15mg/m3以下。
4.根据权利要求1或2或3所述的稠油火驱采出气全密闭流程环保处理方法，其特征在于第四步中，二次增压采出气水露点为-40℃。
5.一种实施根据权利要求1至4中任意一项所述的稠油火驱采出气全密闭流程环保处理方法的装置，其特征在于包括预处理单元、脱硫单元、增压单元、级间脱水单元和井口回注单元，预处理单元进口固定连通有第一管线，预处理单元出口与脱硫单元进口之间固定连通有第二管线，脱硫单元出口与增压单元进口之间固定连通有第三管线，增压单元下部出口与级间脱水单元进口之间固定连通有第四管线，增压单元下部进口与级间脱水单元出口之间固定连通有第五管线，增压单元右侧出口与井口回注单元进口之间固定连通有第六管线。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于预处理单元降温设备为空冷器，预处理单元分离设备为气液分离器，预处理单元预热设备为加热器，脱硫单元采用湿法脱硫设备，增压单元采用往复增压机、螺杆压缩机和心压缩机中的一种以上，级间脱水单元采用分子筛脱水设备。
7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于第一管线、第二管线、第三管线、第四管线和第五管线采用钢骨架复合管，第六管线采用碳钢管。
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