CN110130870A - 一种油气田的气体的处理的方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本申请的目的是提供一种油气田的气体的处理的方法及设备，本申请通过获取油气田的目标气体并进行气液分离，得到分离后的气体，其中，所述目标气体包括海上伴生气气体及边际气田产生的气体；对所述分离后的气体进行预处理，其中，所述预处理包括脱酸、脱水及脱汞；对预处理后的气体采用氮气进行换热，以生成LNG，并将生成的LNG存储至集装箱式储罐。进而吊装至船舶进行运输，能够解决专用码头和用户偏远等问题，降低运输成本和提高安全性。
Description
技术领域
本申请涉及海上油气田领域，尤其涉及一种油气田的气体的处理的方法及设备。
背景技术
在海上油气田开发过程中，对于油气田的伴生气，一般采用天然气发电、燃烧供热、轻烃回收等方式尽可能利用，但对于伴生气量较大或边际小气田气量较大的情况下，产出的气体如果通过铺设海管，进行输送处理，成本会很高昂。将天然气压缩程CNG也面临着用户和成本、安全等问题。如何回收利用海上平台的伴生气以及开发边际小气田是目前仍在探索的一个难题。
发明内容
本申请的一个目的是提供一种油气田的气体的处理的方法及设备，解决的专用码头和用户偏远造成的输送处理方式成本高昂、安全隐患的问题。
根据本申请的一个方面，提供了一种油气田的气体的处理的方法，该方法包括：
获取油气田的目标气体并进行气液分离，得到分离后的气体，其中，所述目标气体包括海上伴生气气体及边际气田产生的气体；
对所述分离后的气体进行预处理，其中，所述预处理包括脱酸、脱水及脱汞；
对预处理后的气体采用氮气进行换热，以生成LNG，并将生成的LNG存储至集装箱式储罐。
进一步地，对所述分离后的气体进行预处理之前，包括：
根据所述分离后的气体的压力判断所述分离后的气体是否进行气体压缩处理，若是，则进行气体压缩处理，并将压缩处理后的气体进行预处理。
进一步地，根据所述分离后的气体的压力判断所述分离后的气体是否进行气体压缩处理，包括：
当所述分离后的气体的压力为10～1000kPag时，将所述分离后的气体进行气体压缩处理；
当所述分离后的气体压力为大于1000kPag且小于6000kPag时，对所述分离的气体进行预处理。
进一步地，所述压缩处理包括：
将所述分离后的气体压力增压至3000kPag，得到增压后的气体；
将所述增压后的气体经过海水冷却，以将对应的气体温度将至预设温度。
进一步地，所述方法包括：
将经过预处理的气体输至冷箱，采用氮气进行换热，其中，所述换热包括预冷除去重烃，以深冷产生LNG，并通过氮膨胀冷却循环工艺为所述冷箱提供冷量。
进一步地，所述方法包括：
将所述伴生气及生成LNG后产生的BOG用于发电。
根据本申请再一个方面，还提供了一种油气田的气体的处理的设备，其特征在于，所述设备为可移动式结构的设备，包括：预分离装置、预处理装置、冷箱换热装置及LNG集装箱式储罐；其中，
所述预分离装置用于将获取的油气田的目标气体进行气液分离，得到分离后的气体，其中，所述目标气体包括海上伴生气气体及边际气田产生的气体；
所述分离后的气体进入所述预处理装置，以进行预处理，其中，所述预处理包括脱酸、脱水及脱汞；
所述冷箱换热装置接收预处理后的气体，采用氮气进行换热，以生成LNG，并将生成的LNG存储至所述LNG集装箱式储罐。
进一步地，所述设备包括：气体压缩装置，其中，所述气体压缩装置用于当所述分离后的气体的压力为10～1000kPag时，将所述分离后的气体进行气体压缩处理之后，将压缩处理后的气体输送至所述预处理装置。
进一步地，所述冷箱换热装置中的伴生气冷却后分离出的重烃回流至所述可移动式结构的设备上。
进一步地，所述设备包括：供电装置，其中，所述供电装置采用所述伴生气及生成LNG后产生的BOG进行发电，为所述设备中的各装置供电。
与现有技术相比，本申请通过获取油气田的目标气体并进行气液分离，得到分离后的气体，其中，所述目标气体包括海上伴生气气体及边际气田产生的气体；对所述分离后的气体进行预处理，其中，所述预处理包括脱酸、脱水及脱汞；对预处理后的气体采用氮气进行换热，以生成LNG，并将生成的LNG存储至集装箱式储罐。进而吊装至船舶进行运输，能够解决专用码头和用户偏远等问题，降低运输成本和提高安全性。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出根据本申请一个方面提供的一种油气田的气体的处理的设备结构示意图；
图2示出本申请中的一实施例的油气田的伴生气液化的原理示意框图；
图3示出本申请中的一实施例的自升式平台的结构示意图；
图4示出本申请中的又一实施例的油气田的伴生气液化的原理示意框图；
图5示出根据本申请的一个方面提供的一种油气田的气体的处理的方法流程示意图。
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述。
图1示出根据本申请一个方面提供的一种油气田的气体的处理的设备结构示意图，其特征在于，所述设备为可移动式结构的设备，包括：预分离装置1、预处理装置2、冷箱换热装置3及LNG集装箱式储罐4；其中，所述预分离装置1用于将获取的油气田的目标气体进行气液分离，得到分离后的气体，其中，所述目标气体包括海上伴生气气体及边际气田产生的气体；所述分离后的气体进入所述预处理装置2，以进行预处理，其中，所述预处理包括脱酸、脱水及脱汞；所述冷箱换热装置3接收预处理后的气体，采用氮气进行换热，以生成LNG，并将生成的LNG存储至所述LNG集装箱式储罐4。进而吊装至船舶进行运输，能够解决专用码头和用户偏远等问题，降低运输成本和提高安全性。
进一步地，所述冷箱换热装置3中的伴生气冷却后分离出的重烃回流至所述可移动式结构的设备上。
进一步地，所述设备包括：供电装置，其中，所述供电装置采用所述伴生气及生成LNG后产生的BOG进行发电，为所述设备中的各装置供电。
在本申请一实施例中，所述设备包括：气体压缩装置，其中，所述气体压缩装置用于当所述分离后的气体的压力为10～1000kPag时，将所述分离后的气体进行气体压缩处理之后，将压缩处理后的气体输送至所述预处理装置。在此，如图2所示，可移动式结构设备400包括预分离装置100、气体压缩装置110、预处理装置120、冷箱换热装置130、LNG集装箱式储罐装置140、冷剂单元200、穿梭运输船舶300，油田伴生气气量：5万标方每天～15万标方每天；油田伴生气气体压力：10～1000kPag，来自油田的伴生气经过管道输送到可移动式结构的设备400上，该设备可为自升式平台，如图3所示，该自升式平台包括船体平台1和位于船体平台1下方的吸力桩基础2，吸力桩基础2与船体平台1通过多个桩腿3连接，桩腿3与船体平台之间1设有升降机构4和锁紧机构5，吸力桩基础2与水上监控6、水下动力系统7连接，船体平台1上还设有能吊装吹泥装置9的平台吊机8，船体平台1的边缘还吊有多个定位锚。
在自升式平台400上气体进行气液分离，然后进入气体压缩装置110进行压缩，压力提升到3000kPag，并经过海水冷却后降温到30℃。增压后的气体进入预处理装置120进行预处理，包括脱酸、脱水和脱汞，使得气体满足冷箱的要求，之后进入冷箱换热装置130进行换热生成LNG，LNG进入集装箱式储罐140进行储存，通过穿梭运输船舶300运输到岸上码头，其中，冷剂单元200为冷箱换热装置130提供氮气，以进行换热，通过氮膨胀冷却循环工艺给冷箱提供冷量。在冷箱换热过程中，伴生气冷却后分离出来的重烃回流到自升式平台400上进行储存，其中，自升式平台上的各装置可用于油田开发，对油田伴生气进行液化回收。
整个平台流程简单，可实现意外工况下快速启停，可通过高度自动化控制实现无人操作运行；通过对平台实施高水平的检测监控措施，能够确保平台安全生产；采用标准尺寸的集装箱能满足海事运输要求，装卸作业时间短，还可以采用简单改造后的船舶进行运输，运输成本低。
在本申请又一实施例中，如图4所示，可移动式结构的设备400上包括预分离装置100、预处理装置120、冷箱换热装置130、LNG集装箱式储罐140、冷剂单元200、穿梭运输船舶300，油气伴生气气量：5万标方每天～15万标方每天，油田伴生气气体压力：1000～6000kPag，来自油田的伴生气经过管道输送到可移动式结构的设备400上，该设备可为自升式平台400，在自升式平台400上的预分离装置100内进行气液分离，之后进入预处理装置120内进行包括脱酸、脱水和脱汞的预处理，使得气体满足冷箱换热装置130的要求，然后进入冷箱换热装置130进行换热生成LNG，LNG进入集装箱式储罐140进行储存，通过穿梭运输船舶运输到岸上码头，其中，冷剂单元200为冷箱换热装置130提供氮气，以进行换热，通过氮膨胀冷却循环工艺给冷箱提供冷量。在冷箱换热过程中，伴生气冷却后分离出来的重烃回流到自升式平台400上进行储存，其中，自升式平台上的各装置可用于油田开发，对油田伴生气进行液化回收。
整个平台流程简单，可实现意外工况下快速启停，可通过高度自动化控制实现无人操作运行；通过对平台实施高水平的检测监控措施，能够确保平台安全生产；采用标准尺寸的集装箱能满足海事运输要求，装卸作业时间短，还可以采用简单改造后的船舶进行运输，运输成本低。
通过采用撬装化的设备和分区布置，在满足安全要求的前提下，能在有限的自升式平台上布置所有的生产设施。能够有效进行海上油田伴生气回收，或对边际田进行开发。通过将预处理和液化设备布置在可移动式结构物上，该系统能够独立运行，也能依靠采油平台或海上浮式采油储轮(FPSO)有利条件，增强了设备的使用灵活性，能灵活应用于各种海上油田，特别是限制条件较多的边际油田，有利于回收海上油田伴生气气体或进行小油田气田的开发，经济效益和社会效益显著。
图5示出根据本申请的一个方面提供的一种油气田的气体的处理的方法流程示意图，该方法包括：步骤S11～步骤S13，其中，在步骤S11中，获取油气田的目标气体并进行气液分离，得到分离后的气体，其中，所述目标气体包括海上伴生气气体及边际气田产生的气体；在步骤S12中，对所述分离后的气体进行预处理，其中，所述预处理包括脱酸、脱水及脱汞；在步骤S13中，对预处理后的气体采用氮气进行换热，以生成LNG，并将生成的LNG存储至集装箱式储罐。进而吊装至船舶进行运输，能够解决专用码头和用户偏远等问题，降低运输成本和提高安全性。
在本申请一实施例中，处理的对象为海上油气田伴生气以及边际气田的气体，避免通过铺设海管输送处理的方式处理产生的气体。首先，从井口或平台上的伴生气或天然气进入到可移动式平台进行气体预分离，伴生气或天然气进行预处理，包括脱酸、脱水和脱汞；预处理后的伴生气或天然气进行液化处理，采用氮气进行换热，并将产生的LNG储存到集装箱式储罐，采用船舶运输所述集装箱式储罐。
在本申请一实施例中，对所述分离后的气体进行预处理之前，需要判断是否需要气体的压缩过程，根据所述分离后的气体的压力判断所述分离后的气体是否进行气体压缩处理，若是，则进行气体压缩处理，并将压缩处理后的气体进行预处理。具体实现方式：当所述分离后的气体的压力为10～1000kPag时，将所述分离后的气体进行气体压缩处理；当所述分离后的气体压力为大于1000kPag且小于6000kPag时，对所述分离的气体进行预处理。当分离后的气体的压力较小时，需要进行压缩，具体的压缩过程可包括：将所述分离后的气体压力增压至3000kPag，得到增压后的气体；将所述增压后的气体经过海水冷却，以将对应的气体温度将至预设温度。进一步地，所述方法包括：将经过预处理的气体输至冷箱，采用氮气进行换热，其中，所述换热包括预冷除去重烃，以深冷产生LNG，并通过氮膨胀冷却循环工艺为所述冷箱提供冷量。
在本申请一具体实施例中，油田伴生气气量：5万标方每天～15万标方每天；油田伴生气气体压力：10～1000kPag，来自油田的伴生气经过管道输送到自升式平台上，首先气体进行气液分离，然后进行压缩，压力提升到3000kPag，并经过海水冷却后降温到30℃。增压后的气体进行预处理，包括脱酸、脱水和脱汞，使得气体满足冷箱的要求，之后进入冷箱进行换热生成LNG，LNG进入集装箱式储罐进行储存，通过穿梭运输船舶运输到岸上码头。液化流程中的冷剂采用氮气进行换热，通过氮膨胀冷却循环工艺给冷箱提供冷量。在冷箱换热过程中，伴生气冷却后分离出来的重烃回流到自升式平台上进行储存，其中，自升式平台上的各装置可用于油田开发，对油田伴生气进行液化回收。
进一步地，所述方法包括：将所述伴生气及生成LNG后产生的BOG用于发电。在此，使用BOG(闪蒸汽)气体和伴生气进行发电，以满足自升式平台的需要。
整个平台流程简单，可实现意外工况下快速启停，可通过高度自动化控制实现无人操作运行；通过对平台实施高水平的检测监控措施，能够确保平台安全生产；采用标准尺寸的集装箱能满足海事运输要求，装卸作业时间短，还可以采用简单改造后的船舶进行运输，运输成本低。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
Claims (10)
1.一种油气田的气体的处理的方法，其中，所述方法包括：
获取油气田的目标气体并进行气液分离，得到分离后的气体，其中，所述目标气体包括海上伴生气气体及边际气田产生的气体；
对所述分离后的气体进行预处理，其中，所述预处理包括脱酸、脱水及脱汞；
对预处理后的气体采用氮气进行换热，以生成LNG，并将生成的LNG存储至集装箱式储罐。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述分离后的气体进行预处理之前，包括：
根据所述分离后的气体的压力判断所述分离后的气体是否进行气体压缩处理，若是，则进行气体压缩处理，并将压缩处理后的气体进行预处理。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，根据所述分离后的气体的压力判断所述分离后的气体是否进行气体压缩处理，包括：
当所述分离后的气体的压力为10～1000kPag时，将所述分离后的气体进行气体压缩处理；
当所述分离后的气体压力为大于1000kPag且小于6000kPag时，对所述分离的气体进行预处理。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述压缩处理包括：
将所述分离后的气体压力增压至3000kPag，得到增压后的气体；
将所述增压后的气体经过海水冷却，以将对应的气体温度将至预设温度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括：
将经过预处理的气体输至冷箱，采用氮气进行换热，其中，所述换热包括预冷除去重烃，以深冷产生LNG，并通过氮膨胀冷却循环工艺为所述冷箱提供冷量。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括：
将所述伴生气及生成LNG后产生的BOG用于发电。
7.一种油气田的气体的处理的设备，其特征在于，所述设备为可移动式结构的设备，包括：预分离装置、预处理装置、冷箱换热装置及LNG集装箱式储罐；其中，
所述预分离装置用于将获取的油气田的目标气体进行气液分离，得到分离后的气体，其中，所述目标气体包括海上伴生气气体及边际气田产生的气体23；
所述分离后的气体进入所述预处理装置，以进行预处理，其中，所述预处理包括脱酸、脱水及脱汞；
所述冷箱换热装置接收预处理后的气体，采用氮气进行换热，以生成LNG，并将生成的LNG存储至所述LNG集装箱式储罐。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述设备包括：气体压缩装置，其中，所述气体压缩装置用于当所述分离后的气体的压力为10～1000kPag时，将所述分离后的气体进行气体压缩处理之后，将压缩处理后的气体输送至所述预处理装置。
9.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述冷箱换热装置中的伴生气冷却后分离出的重烃回流至所述可移动式结构的设备上。
10.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述设备包括：供电装置，其中，所述供电装置采用所述伴生气及生成LNG后产生的BOG进行发电，为所述设备中的各装置供电。
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