渤海L 油田天然气流程优化改造及应用研究

王彦青

（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300459）

0 引言

海上采油平台对于油田伴生天然气的处理，一般为初步脱水、除油，供给本平台及周边无伴生天然气平台的燃气透平发电使用，多余部分通过火炬放空燃烧。浅海、近海油田将产出的天然气深度脱水、除油后，经海底管道外输至陆地处理厂做进一步的脱硫等处理，然后销售。

渤海L 油田群部分油井兼有气层，产液量大，油田伴生气及单气层气构成外输天然气的来源。通过天然气流程优化改造，提高天然气利用率，增大外输量，减小放空量，日减少火炬放空量12 万方。

1 天然气处理流程介绍

渤海L 油田群主要包括中心处理平台（下文简称CEP）、天然气处理平台（下文简称BOP）、周边小平台及储油轮。其中CEP 与BOP 通过栈桥连接。渤海L 油田群ODP 设计天然气主要处理流程为：CEP 油井产出的伴生天然气一路经过处理后供CEP 和FPSO 燃气透平发电使用；一路去BOP 压缩机，进入BOP 天然气处理流程；一路经脱水脱油后燃烧放空；油田群周边小平台油井物流经混输海管输送至BOP，经气液两相分离，脱水、脱油及加压处理；渤中M 油田群伴生天然气经海管输送至BOP，经脱水、脱油后，其中一路进入燃气压缩机入口洗涤器，另一路直接进入燃气压缩机二级洗涤罐做脱水加压处理。

所有汇集到BOP 外输燃气压缩机压缩处理的天然气、经原油/天然气换热器BOP-E-2501 和BOP-WC2501 冷却后，再经三甘醇入口洗涤器BOP-V-2502 脱水、脱油，三甘醇入口过滤器BOP-F-2501 除杂、脱水，再经三甘醇系统接触塔BOP-TW-2501 脱水、脱轻烃重烃后外输至FPSO，经FPSO 单点输送至陆地终端处理厂处理，处理合格后供下游用户使用。

2 CEP 至BOP 天然气流程改造

CEP 给BOP 压缩机供气的流程是通过一级分离器CEPV-2001（操作压力0.45 MPa）天然气出口与BOP 压缩机BOPC-2501A/B/C 入口洗涤器BOP-V-2501（操作压力0.42 MPa）之间一条6"管线，管线上安装有调节阀CEP-PV-2050A/B，流程两容器之间的流程压差为30 kPa，CEP 每天只有约2 万方的天然气输至BOP 燃气压缩机处理，不能大幅度减少火炬放空量。

火炬放空量过大会引起一系列后果：在风向朝向平台时，火炬高温影响钻修机钻台的正常作业；BOP 平台上甲板的火气探头频繁探测到火炬火焰而报警；燃烧不彻底造成空气污染，火炬高速气流容易携带微油滴飘落甲板或海面造成环境污染。需要增大BOP 天然气外输功效，减少火炬放空。

2.1 改造的理论依据与可行性

BOP 燃气外输压缩机尚有处理余量。CEP 平台3 台电动压缩机为两用一备，每台设计压缩气量为8.6 万方/天。目前工况下，CEP 日产气：28 万方，CEP 目前2 台透平每天用气7 万方，每日向FPSO 送气5 万方，一级分离器向BOP 补气2 万方。此时每日放空为14 万方。充分利用BOP 平台天然气处理余量进行处理，可以减少火炬放空量12 万方/天。

2.2 流程改造方案

在PV-3141 的旁通管线的截止阀下游添加一个三通及一个截止阀，从三通引出一条6"管线，与渤中M 油田来气海管出口管线合并一起进入BOP-V-MD3102 罐。如图1 所示，加粗线为新增管线。

新增6" 管线上还需安装2" 带关断功能的调节阀（PVMD3132）及旁通管路；V-3104 罐上的压力表PI-3132 改为压力变送器PIT-MD3132，用于控制新增管线上的调节阀（PV-MD3132）。

2.3 改造后效果

新增天然气流程，实现CEP 天然气处理系统进出口流程、BOP 天然气处理系统进出口流程均有联通管路，可以实现双流程联动调节，增加天然气处理系统的稳定性和压缩机负载稳定性。有利于降低海管段塞流冲击，增加压缩机运行稳定性，从而大大降低了流程运行风险，大大提高压缩机机组使用寿命。

渤中M 油田群供气量基本相同，从表1 对比看到，渤海L油田BOP 外输气量每天能增多12 万方左右，达到了预期的目标，较短时间回收成本并取得较大收益。

3 BOP 增设双联滤器

BOP 设有3 台压缩机，单台压缩机最大气处理量为39 万方，两用一备。压缩机一级洗涤器与一级压缩气缸间滤器压差每3 d 左右滤器就升至60 kPa，造成压缩机带载率降至80豫以下，严重影响设备的正常运行。为此，频繁停机清洗滤网，而频繁启停影响设备的使用寿命、影响外输气量和上下游流程平稳运行，并造成伴生天然气放空燃烧。

图1 渤海L 油田天然气处理流程

表1 渤海L 油田BOP 外输气量 万方

3.1 原因分析

从压缩机入口天然气检测报告看出：压缩机入口混合气样出现二氧化碳和轻质油成分。由于渤海L 油田CEP 为间歇性辅助供气，可以推断渤中M 油田群的天然气中含轻质油较多。结合洗涤器罐取液观察，其含水和杂质也比较多，主要杂质为含碳杂质。

3.2 流程改造方案及效果

为解决天然气流程的含液量太多的问题，需在压缩机入口洗涤罐至压缩机主管线上增加一套双联滤器（图2），在进入压缩机之前对天然气进行精过滤，以除去轻烃和杂质，双联滤器投用后BOP 燃气压缩机由原来3 d 停机清洗滤网减缓至30 d 停机清洗滤网，设备运转状况良好，机组故障率明显下降。

4 结束语

（1）天然气流程改造，实现CEP 和BOP 流程进口、出口双流程联动调节，增加天然气处理系统的稳定性和压缩机负载稳定性，外输天然气实际增长气量达到理论预期值。这对天然气处理和外输中，合理利用改造流程提高天然气利用率、增强流程稳定性、提高生产设备设施使用率等方面有借鉴意义。

（2）双联滤器改造，压缩机组运转状况良好，机组故障率明显下降，既保证压缩机机组使用寿命，又响应公司节能减排的要求，节约能源资源，达到节能减排的目的。

图2 BOP 增设双联滤器流程