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中海油LPG回收改造装置见效海上油田成节

发布时间:2019-05-21 19:03:06

中海油LPG回收改造装置见效 海上油田成节能新军

经过伴生气设备改造后,“南海奋进号”上常年燃烧的“火炬”不再浓烟滚滚。史强摄就目前而言,不可再生化石燃料的回收仍然是一项极其艰巨的任务,而在一座空间相对较小、生产加工和生活区模块高度集中的浮式生产储油装置(简称“FPSO”)上回收加工再利用液化石油气,其间的设备和技术则更是一项艰巨的挑战。针对此,中国海油近几年来通过对现有技术装备不断优化改造,终于使在FPSO上燃烧的“火炬”不再黑烟滚滚,将资源的回收再利用应用规模和技术手段拉到一个新的水平。据中国海油湛江分公司副总经理陈益民介绍,11月5日,中国海洋石油有限公司湛江分公司的文昌油田液化石油气(LPG)回收装置,安全运行了半个月,运行平稳,达到了试生产的预期效果,日均回收液化石油气110立方米、凝析油70立方米。文昌油田LPG回收改造项目正常生产后,每年可回收约10万立方米石油伴生气,该项目对于海洋环境保护将起到积极作用。海上油田节能潜力巨大中国海油湛江分公司LPG回收改造装置达到试生产预期效果,一方面延长了油田的经济寿命,同时也说明了资源类企业在今后的发展过程中,资源的回收再利用逐步提高至与能源的生产开发处于相同,甚至更为重要的层面。陈益民介绍说,从目前看,海上油田节能潜力巨大,因为油田在开采过程中,在油层间会出现伴随石油液体出现的气体,主要成分是甲烷,通常含有大量的乙烷和碳氢重组分。伴生气回收处理就是指将乙烷、丙烷、丁烷和重组分从气流中分离出来,它们可以被进一步加工,作为纯组分或天然气混合液(NGL)或LPG销售。因此伴生气属于可利用能源。但是,由于受到技术手段的制约,加之在油田开采过程中伴生气相对难以控制,很大一部分伴生气被排空或烧掉。他还举了一个很形象的例子来说明问题:在文昌油田作业的中国海油湛江分公司“南海奋进号”FPSO上,常年燃烧着一把“火炬”——以燃烧方式处理来自海上油田的伴生气。经过计算,“奋进号”上的这支火炬每天烧掉的伴生气和凝析油,如果按照当时的价格,相当于一辆“法拉利”。因此,中国海油湛江分公司刻不容缓地上马伴生气改造利用项目,提高油田产能,促进节能经济的发展。技术难题循序而解陈益民说,与陆地石油伴生气改造不同的是,海上油田伴生气利用,不仅涉及到FPSO上的管道设计、安装、调试及相应严格的安全工作,而且FPSO还对周边钻井平台提供电力供应。因此,在对回收装置加以安装调试的过程中,还要保证FPSO在所能承受的范围内保持生产的正常运行。所以,改造要从工艺流程的可行性切入。湛江公司先后与国外的专业公司就工艺流程上进行了充分探讨与研究,对各个环节的可行性、安全性、操作性等方面认真归纳、分析项目对技术和管理上的要求,精确计算各项数据。在论证期间,为了确保在改造过程中FPSO能够继续安全有效地持续生产,湛江分公司与国内知名的船舶研究机构——上海708所就FPSO结构和承重等方面全面咨询,积极研究,并组织专门的研究队伍赴国内其他单位学习经验。经过努力,仅用了一年多的时间,在诸多数据支持的前提下,编写出了《文昌油田“奋进”号FPSO轻烃回收装置可行性研究报告》,并获得了上属公司的批准。但现实要更加富有挑战性原文昌油田作业公司经理俞进回忆道,项目首先遇到的问题是船体承重和结构。根据计算核实,整个改造完成后,“南海奋进号”FPSO将新增受风面积400平方米,新增重量3260吨,船体重心将向上移动1.349米。很明显,这对“南海奋进号”FPSO的浮态有较大改变。LPG项目能否实施,关键在于这个问题能否得到妥善解决。为此,项目组积极与“南海奋进号”FPSO原设计方——上海708研究所联系,共商对策。经过反复论证,项目组提出了如下改造方案:1号货油舱的装载量不得超过90%,2号货油舱的装载量不得超过94%。这样就能够满足船体强度的要求。在完整稳性与破舱稳性方面,经过各方的努力,也提出了相应的改造方案,并且都制定出了专门的改造措施。此外,在设备方面,FPSO的管道内经过加工后形成的LPG属高压、易燃、易爆危险品,不仅对空间有限、管路复杂的FPSO会造成威胁,而且这些管道还穿过船上的生活区,一旦发生意外,后果将极为严重。为此,项目组专门与工艺设计和制造商PROPAK公司进行多次讨论及现场调研,更改了原设计方案,在每次外输作业完成以后,把外输管道里的剩余LPG抽回来,保证在日常状态下外输管道里没有LPG。原设计方案里面的热介质系统是用文昌FPSO上原有的原油热介质系统,然而,经过项目组的仔细计算核实,该原油热介质系统温度只能达到150℃,而LPG回收所需热介质系统温度需要260℃。为此项目组又专门与PROPAK公司进行研究更新方案:决定再多加一套LPG专用热介质系统,以保证气体在回收和储运的各个环节的安全可靠。经过努力,湛江分公司以文昌油田伴生的富含重组分尾气为原料,经过压缩制冷等相关工艺,将伴生气转换成液泾进行运输和销售,形成科技含量较高、具有一定知识产权的环保项目。通过测算,该项目的投资回收期为3.13年(税后),每年可回收约10万立方米液化气。所以,改造要从工艺流程的可行性切入。湛江公司先后与国外的专业公司就工艺流程上进行了充分探讨与研究,对各个环节的可行性、安全性、操作性等方面认真归纳、分析项目对技术和管理上的要求,精确计算各项数据。在论证期间,为了确保在改造过程中FPSO能够继续安全有效地持续生产,湛江分公司与国内知名的船舶研究机构——上海708所就FPSO结构和承重等方面全面咨询,积极研究,并组织专门的研究队伍赴国内其他单位学习经验。经过努力,仅用了一年多的时间,在诸多数据支持的前提下,编写出了《文昌油田“奋进”号FPSO轻烃回收装置可行性研究报告》,并获得了上属公司的批准。但现实要更加富有挑战性原文昌油田作业公司经理俞进回忆道,项目首先遇到的问题是船体承重和结构。根据计算核实,整个改造完成后,“南海奋进号”FPSO将新增受风面积400平方米,新增重量3260吨,船体重心将向上移动1.349米。很明显,这对“南海奋进号”FPSO的浮态有较大改变。LPG项目能否实施,关键在于这个问题能否得到妥善解决。为此,项目组积极与“南海奋进号”FPSO原设计方——上海708研究所联系,共商对策。经过反复论证,项目组提出了如下改造方案:1号货油舱的装载量不得超过90%,2号货油舱的装载量不得超过94%。这样就能够满足船体强度的要求。在完整稳性与破舱稳性方面,经过各方的努力,也提出了相应的改造方案,并且都制定出了专门的改造措施。此外,在设备方面,FPSO的管道内经过加工后形成的LPG属高压、易燃、易爆危险品,不仅对空间有限、管路复杂的FPSO会造成威胁,而且这些管道还穿过船上的生活区,一旦发生意外,后果将极为严重。为此,项目组专门与工艺设计和制造商PROPAK公司进行多次讨论及现场调研,更改了原设计方案,在每次外输作业完成以后,把外输管道里的剩余LPG抽回来,保证在日常状态下外输管道里没有LPG。原设计方案里面的热介质系统是用文昌FPSO上原有的原油热介质系统,然而,经过项目组的仔细计算核实,该原油热介质系统温度只能达到150℃,而LPG回收所需热介质系统温度需要260℃。为此项目组又专门与PROPAK公司进行研究更新方案:决定再多加一套LPG专用热介质系统,以保证气体在回收和储运的各个环节的安全可靠。经过努力,湛江分公司以文昌油田伴生的富含重组分尾气为原料,经过压缩制冷等相关工艺,将伴生气转换成液泾进行运输和销售,形成科技含量较高、具有一定知识产权的环保项目。通过测算,该项目的投资回收期为3.13年(税后),每年可回收约10万立方米液化气。伴生气回收意义重大对于熟悉油田生产的人而言,燃放油层伴生气是常见的安全保障措施之一。因此,无论在海上或是陆地油田,都会看到一个用于燃放伴生气的装置。因此,如果仍沿用传统的思维模式去开采、管理油田,那么对这种“火炬”仍会习以为常。但是,中国海油湛江分公司却凭借着逆向思维,一反传统的油田管理方式,在开采生产的同时也想到了能源的综合利用和节能,按照这个思路,开发出伴生气体的改造回收装置,终取得了良好的效果。从中国海油改造油田伴生气一事看出,经过改造后每年可回收液化气约为10万方,与全国一年排放的可再利用伴生气相比,数字也许不算太大,但从节能角度出发,这10万方液化气却间接地延长了文昌油田的生命力,提高了油田经济效益,为能源的可持续利用开创了新思路。我国煤炭相对富余,如果在条件允许的现开采煤矿也大力推广伴生气回收改造装置,那么可再利用的能源就颇为可观。此外,在全国范围内大力推广节能措施,必须要下大力气,以技术作为突破点。中国海油湛江分公司油气回收恰如其分地证明了它在环保和节能方面的雄厚技术力量。在对装置改造过程中,既要考虑装置本身的可行性和高效率,同时也要保证在改造过程中及装置运行后的安全问题。更为重要的是,在对装置改造的同时,还要在保证FPSO正常生产的前提下,对FPSO的船体结构等核心部分也相应改造。没有雄厚的科技实力和较高的技术水平,这样高难度的项目实施起来几乎不可能。综上而言,中国海油的油田伴生气回收项目为我国的油田节能事业创造了一个新思路,这既是一项前景广阔的新兴事业,也为实现我国总体节能目标创造了条件。虽然该技术还处于试用阶段,但可以预见的是,这项伴生气回收技术在不久的将来会在我国的海上油田迅速蔓延开来。

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