《石油与天然气化工》2014年第6期中文摘要

油气处理与加工

天然气净化装置胶状堵塞物形成原因与机理研究

颜晓琴¹  何培东²  何金龙¹  郑  斌³  李富元⁴  唐  浠²  涂陈媛¹

（1.中国石油西南油气田公司天然气研究院）

（2.中国石油西南油气田公司重庆天然气净化总厂）

（3.中国石油西南油气田公司开发部  4.中国石油西南油气田公司川中油气矿）

    摘  要：胶状堵塞物影响装置正常运行是天然气净化过程中的生产难题，为了解决此问题，开展了胶状堵塞物形成原因研究。通过进行胶状堵塞物组成分析、胶状物形成与分解实验、胶状物形成机理研究实验，明确了长链羧酸与钠离子是导致胶状堵塞物形成的关键组分，提出了胶状堵塞物形成机理：脱硫溶液中的C₁₂及C₁₂以上的长链羧酸钠形成胶束后，胶束的相对分子质量达到10 000以上，胶束间的吸引力足够大而相互连接；另一方面，长链羧酸钠部分电离使胶束表面带负电，各胶束因带相同电荷而相互排斥。当胶束间排斥力与吸引力达到平衡时，胶束不再自由运动，被束缚在相对固定的位置，形成立体三维网状结构将水溶液包住使其失去流动性，呈半固体状。

    关键词：天然气  净化装置  胶状堵塞物  形成原因  机理

CO₂的三甘醇脱水分析

陈  曦^1,2  邓道明^1,2  万宇飞^1,2

(1.中国石油大学（北京）油气管道输送安全国家工程实验室）

（2.城市油气输配技术北京市重点实验室)

    摘  要：天然气经过脱碳处理后剩余的CO₂或电厂回收的CO₂中还含有饱和水，为了阻止水合物的形成，防止两相流的出现和CO₂溶于水后对管道、设备的腐蚀，在管输之前需要对主体为CO₂的混合气体进行脱水处理。运用Aspen HYSYS模拟TEG脱除CO₂中水分的过程。在一定气体流量下，通过改变吸收塔工作压力、温度、塔板数、再生塔的重沸器温度和TEG循环量，对影响CO₂脱水的因素进行了研究。结果表明，在处理酸性湿气气体流量为46.64×10⁴ m³/d（20 ℃，101.325 kPa）的条件下，采用吸收塔工作压力为2 000 kPa，工作温度为常温，吸收塔塔板数为8～10块，再生塔重沸器温度为200 ℃，TEG循环流率为1.1 kg/kg（脱除水量）的工艺优化参数，可使处理后的混合气体含水量满足管输要求。

    关键词：管输  CO₂  脱水  TEG  Aspen HYSYS

Claus硫磺回收装置再热炉流动燃烧模拟研究

刘文广¹  解  辉^2,3  刘  朝^2,3

（1.中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司）

（2.低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室  3.重庆大学动力工程学院）

    摘  要：在Claus硫磺回收工艺生产过程中，由于受到各种因素的影响，再热炉内存在局部超温现象，导致衬里烧损垮塌，带来安全生产问题。采用数值模拟的方法对H-1402（1-6）-H01型再热炉的炉内流动燃烧过程进行了研究，利用FLUENT软件建立了物理和数学模型，分别模拟在通入4种不同流量保护风的工况下，保护风对炉内速度场和温度场的影响，找出炉内速度场、温度场及炉壁面的温度场分布。研究表明，合适的保护风量能够有效地将壁面温度控制在一定范围内，防止炉内局部超温，保证设备的安全可靠运行，并对再热炉及配套燃烧器的结构设计起到指导作用。

    关键词：Claus工艺  再热炉  数值模拟  保护风

基于RSM的天然气脱硫脱碳装置适应性建模及分析

邓  骥¹  刘  红¹  陈海涛²  赵启龙¹  李林峰¹

（1.西南石油大学）

（2.中国石油集团川庆钻探工程有限公司安全环保质量监督检测研究院）

    摘  要：原料气条件发生变化后，天然气脱硫脱碳装置常出现运行不稳定、酸性组分过度分离等问题。采用模拟软件建立某脱硫脱碳装置工艺模型，选择原料气处理量、CO₂体积分数作为原料气条件变化参数，DEA质量分数、贫液进料位置、循环量和装置能耗作为适应性参数。基于RSM建立试验方案，回归得到装置适应性模型。对模型进行分析，结果表明，处理量和CO₂体积分数上升将导致装置循环量和能耗上升，相对于处理量而言，CO₂体积分数影响程度更大；提高进料位置和DEA质量分数均有助于降低溶液循环量及装置能耗，进料位置对装置的影响略大于DEA质量分数的影响；处理量和CO₂体积分数对循环量和装置能耗的影响表现出强烈的交互作用；调节DEA质量分数与进料位置，可以有效地减小原料气条件变化对装置的影响。

    关键词：脱硫  脱碳  气质变化  适应性  RSM  H₂S  CO₂

绕管式换热器在天然气处理中的应用浅析

王楚琦¹  马  颖²

（1.中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司）

（2.中国石油集团测井有限公司国际事业部）

    摘  要：绕管式换热器应用于天然气处理工艺时效果不稳定，频繁出现冻堵且换热效率大幅度下降。通过分析绕管式换热器结构及除垢工艺，掌握其换热和运行、维护的特点，并以克拉美丽天然气处理厂的原料气预冷器为例，找出冻堵和换热效率低的原因，结合绕管式换热器和天然气处理工艺特点提出了关于绕管式换热器应用的建议：根据气质条件确定换热器物流安排；严格控制原料气杂质含量；均匀注入防冻剂，为绕管式换热器在天然气处理工艺中的安全平稳运行及节能提供了解决方案。

    关键词：绕管式换热器  天然气  处理工艺

磨深1井脱水脱烃装置醇回收工艺优化探讨

赵相颇  段贤勇  万秀梅  杨  红  李  洁  袁顺海

（中国石油西南油气田公司川中油气矿磨溪天然气净化厂）

    摘  要：磨深1井50×10⁴  m³/d脱水脱烃装置采用注乙二醇抑制剂+外制冷工艺，其醇回收工艺采用刮板薄膜蒸发器法，由于缺乏乙二醇加注量的成熟经验，故为试车难点之一。通过分析醇回收工艺特点、计算乙二醇加注量理论值，并在实际操作和理论计算的基础上探索最佳操作参数，为装置顺利开产提供技术支撑。

    关键词：脱水  脱烃  乙二醇回收  刮板薄膜蒸发器  水合物抑制剂

共裂解提高石脑油裂解丁二烯收率研究

许  江  孔祥冰  田  亮  景媛媛  穆珍珍  宋帮勇  杨利斌

（中国石油石油化工研究院兰州化工研究中心）

    摘  要：开展了一系列石脑油与甲基环己烷共裂解试验，对比分析了不同比例、不同温度下产物收率的变化。结果表明：与石脑油单独裂解相比，共裂解乙烯收率降低，丁二烯收率大幅度提高。在相对较高的温度下进行共裂解，可得到高收率丁二烯，同时，乙烯收率降幅较小。石脑油与甲基环己烷共裂解优化了裂解气相产物分布，提高了产物的综合附加值，可完全依托现有乙烯裂解装置和后分离系统多产丁二烯，可行度高且节省投资，装置操作平稳，可满足工业化生产的要求。

    关键词：共裂解  丁二烯  石脑油  甲基环己烷  乙烯

万州天然气净化厂生产运行及技术改造评价

廖  铁¹  李法璋²  龚毅然³  苏梦瑶¹  夏平琼⁴

（1. 中国石油西南油气田公司重庆天然气净化总厂万州分厂)

(2. 中国石油西南油气田公司天然气研究院）

（3. 中国石油西南油气田公司重庆天然气净化总厂）

（4. 中国石油西南油气田公司重庆天然气净化总厂垫江分厂）

    摘  要：重庆天然气净化总厂万州分厂于2009年6月进气投产，装置平稳运行至今，达到了工程项目设计要求，但在生产运行过程中也出现了一些问题。为了进一步掌握该装置的运行情况，结合万州分厂近5年的生产运行情况，重点介绍了装置的生产运行特点及存在的问题，并提出对应的改进措施，可为其他天然气净化厂的设计及安全生产运行提供技术参考。

    关键词：天然气  净化厂  高含硫  技术改造

天然气及其凝液的利用

利用分输站的压差液化天然气研究

马国光¹  高  俊¹  季夏夏¹  魏向东²

（1.“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油大学）

（2.中国石油西气东输管道公司赣湘管理处)

    摘  要：基于天然气长输管线分输站蕴含着巨大的可利用的压力能，提出利用分输站压差液化天然气的工艺。液化工艺中，管输天然气净化采用MDEA（35%）+DEA（5%）的混合胺液脱碳脱硫， 4A分子筛脱水；液化采用透平膨胀机制冷。同时，研究了分输站压差、分输量对天然气液化率的影响。该工艺适用于长输管线压降大、分输规模较大的分输站。

    关键词：分输站  压力能  净化  压差式液化  液化天然气

HCNG加气站的工艺流程及发展趋势

杨涛涛  崔之健  刘  沛  袁  琨  周加明

（西安石油大学石油工程学院）

    摘  要：描述了氢/压缩天然气（HCNG）的优势和经济可行性。分析研究了HCNG加气站混气的主要工艺流程，即氢气和天然气调节成一个压力等级后进行两种气体的混合。简述了加气母站的主要流程、工艺新技术和思路。为更好地利用这种节能、减排的新型能源，实现HCNG加气站的产业化发展，提出了在这方面开展工作的几点建议。

    关键词：HCNG加气站  氢气  天然气  工艺流程  发展趋势

30×10⁴ m³LNG冷箱跑冷损失的计算

崔新亭¹  张  钊²

（1.中空能源设备有限公司  2.上海理工大学制冷技术研究所）

    摘  要：采用类比法、数学模型法、有限元法三种方法对30×10⁴ m³ LNG冷箱的跑冷损失进行计算，并对计算结果进行了比较。经过比较，利用与空分设备类比的计算方法，计算LNG冷箱的跑冷损失，可以得到可靠的结果，这也与两者的工作温度接近的事实相符。

    关键词：LNG冷箱  跑冷损失  类比法  数学模型法  有限元法

丙烷制冷脱烃工艺在阿姆河第一天然气处理厂的应用

王  剑

(中国石油西南油气田公司重庆天然气净化总厂)

    摘  要：简要介绍了土库曼斯坦阿姆河右岸A区第一天然气处理厂脱烃装置丙烷脱烃原理及工艺流程。对该工艺设计和4年来的生产运行效果进行了总结评价，提出了完善的整改措施。该装置的运行管理经验能为类似脱烃工艺的设计、运行管理提供借鉴。

    关键词：丙烷  低温  脱烃工艺  运行  管理

油气田化学

一种新型清洁压裂液体系的研究及应用

王中泽¹   黄  晶²  曾  昊¹  李志臻²  徐克彬¹  屈兴华¹

（1.渤海钻探井下作业分公司  2.西南石油大学化学化工学院）

    摘  要：利用分子间的静电作用以及疏水基团的缔合作用，研制出一种新型清洁压裂液，从耐高温性、抗剪切性、黏弹性、流变参数、滤失性、破胶性、抗盐性以及对地层伤害性等方面对该压裂液体系进行评价，发现该新型压裂液分别在130 ℃和160 ℃、170 s^-1下剪切1 h后，黏度仍保持在40 mPa·s以上，残渣量为0，岩心伤害率为21.72%，沉砂速率为1.96×10⁴ m/min，滤失系数C3=7.622×10^-4 m/√min，且压裂液性质不受水中盐浓度的影响。此外，与传统胍胶压裂液进行对比发现，该新型压裂液在抗高温性与抗剪切性方面与胍胶压裂液相差甚微，而在伤害性、破胶性等方面则远远优于胍胶压裂液。该压裂液在高速剪切下黏度下降，剪切速率降低时，黏度随之恢复，这一特点可大大降低施工摩阻。该新型压裂液具有的上述特点，使之可望取代胍胶压裂液，成为可满足油田压裂施工的压裂液体系。在G34-0X井盒8段的压裂施工中应用效果显著，可满足现场施工需求。

    关键词：新型清洁压裂液  缔合  抗高温性  抗剪切性

哈深斜1井钻井液技术

邱春阳  叶洪超  温守云  王宝田  何兴华  司贤群

（中石化胜利石油工程有限公司钻井工程技术公司）

    摘  要：为了解哈山前缘冲段带二叠系含油气情况，探讨在山前高陡构造钻遇大位移井的可行性，在哈山山前构造带部署了预探井哈深斜1井。为确保哈深斜1井钻探成功，研发了铝胺抑制防塌钻井液体系。评价实验表明，铝胺抑制防塌钻井液体系抑制性及封堵性好，润滑性能强。现场通过合理密度支撑多元强化抑制双重封堵防塌润滑防卡措施，辅助相应的钻井液现场维护处理工艺，解决了高陡地区钻遇大位移井所遭遇的井壁失稳，井眼净化及润滑防卡的难题，顺利钻达目的层，钻井时效比预计提高了10%。

    关键词：哈深斜1井  井壁稳定  断层  井眼净化  润滑防卡

石榴皮作为抑制性钻井液处理剂的研究

赵  巍¹  陈  刚¹  张  洁¹  张建甲¹  唐德尧²  赵景瑞²

（1. 西安石油大学化学化工学院）

（2. 陕西延长石油油田化学科技有限责任公司）

    摘  要：将石榴皮作为钻井液添加剂，评价了其作用效能。结果表明，石榴皮对钻井液具有一定的降滤失作用，抗温性可达170 ℃以上；与改性淀粉配伍性好，在室温和120 ℃老化浆中具有较好的降黏、降滤失作用，与聚丙烯酰胺配伍性略差；泥球实验和线性膨胀率实验表明，石榴皮浆液对膨润土的水化膨胀有一定的抑制作用，且随着石榴皮量的增多，抑制效果越明显；粒度分析表明，石榴皮浆液对钻井液中的黏土具有一定的絮凝作用，可以显著提高黏土的粒径。

    关键词：石榴皮  水基钻井液  降黏  降滤失  粒径

表面润湿性对三元复合驱设备结垢的影响

孙延安^1,2  李春福²  陈晓东²

（1.大庆油田有限责任公司采油工程研究院）

（2.“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油大学）

    摘  要：通过接触角测试、扫描电镜微观结构观察以及XRD分析表面污垢，在模拟三元复合驱液与地层水的混合液中，研究了设备表面的不同处理方式对其抗结垢性能的影响。结果表明，固体表面污垢的形成与水溶液在表面润湿难易程度密切相关。亲水表面污垢颗粒容易吸附，利于结晶垢的生长；疏水表面污垢颗粒与之接触困难，污垢颗粒在表面的吸附和晶体长大过程都很难进行，但不同的表面对污垢的晶型影响不大。不同表面处理后的表面微细结构变化对表面的润湿性影响较大；采用降低设备表面水润湿性的表面处理方式将提高设备表面的抗结垢能力。

    关键词：固体表面  接触角  表面微细结构  沉积吸附  抗结垢性能

预交联凝胶颗粒膨胀性能的影响因素

康万利  徐  浩  杨红斌  赵文越  杜山山  贡晓亚  刘雪琦

（中国石油大学（北京）提高采收率研究院）

    摘  要：预交联凝胶颗粒深部调驱技术是近几年针对高含水油田水淹、水窜严重的复杂问题而发展起来的一项深部调驱新技术。利用称量法研究了调驱用预交联凝胶颗粒（PPG）的膨胀性能，分析了PPG的制备条件及外部环境因素对PPG膨胀性能的影响。实验结果表明，随着主剂、交联剂质量分数增大以及引发剂质量分数的减小，PPG的膨胀倍数逐渐降低；表面活性剂的加入、离子含量的增大均会降低PPG的膨胀倍数，温度、pH值的增大则使其膨胀倍数增大。

    关键词：预交联凝胶颗粒  膨胀性能  制备条件  外部环境  调驱技术

胶乳水泥在大位移井中的性能

张直建¹  雷鑫宇^1,2  杜紫诚¹  曹成章³  李文涛⁴  陈大钧¹

（1.西南石油大学化学化工学院  2.中国科学院成都有机化学研究所）

（3.中国石化胜利油田钻井工艺研究院）

（4.中国石油长城钻探钻井液公司欢喜岭项目部)

    摘  要：大位移井固井水泥浆凝固时易在环空上侧形成游离液通道，同时，由于重力作用，环空上下侧容易形成密度差，使得环空上侧形成的水泥石强度低、渗透率高，极易破碎而引发窜流，严重影响固井质量以及后续增产作业。采用新型胶乳BCT-800L，设计了一种零析水，低失水，24 h抗压强度大于21 MPa，渗透率低于0.001×10^-3 μm²的胶乳水泥配方，并利用三轴岩石力学测试系统和环境扫描电子显微镜，分析了大位移井水泥石的力学形变行为以及微观形貌。实验结果和初步机理分析发现：胶乳通过胶结方式转变，运移阻滞和高分子网架成膜等机理有效提高大位移井固井液的稳定性，减小水泥环上下侧差异，降低水泥石渗透率，提高水泥石的韧性，有效防止油气、水窜的发生。

    关键词：大位移井  胶乳水泥  力学性能  微观分析

ZSJJ-3型聚合物解堵新技术实验研究

李  平

（中石化胜利油田分公司孤岛采油厂）

    摘  要：针对胜利油田聚合物驱及聚合物转后续水驱油藏注水压力高、欠注严重的问题，分析了油藏堵塞欠注原因，对现场堵塞物进行分析，结合普通氧化解堵剂在现场应用中存在的安全隐患，研制出新型的聚合物解聚剂，并对其性能进行评价。该解聚剂在常温下处于失活状态，安全、稳定；在储层温度下释放氧自由基，溶解近井地带聚合物堵塞物，降解高分子聚合物成小分子聚合物，溶解聚合物堵塞物能力在90%以上，降黏率达到90%以上。在现场试验应用中，结合现场实际情况配套预处理工艺，后期稳定处理工艺，复合作用实现注聚井及后续水驱欠注井的解堵增注，提高增注效果，延长稳定注入有效期。

    关键词：聚驱及后续水驱  聚合物堵塞  聚合物解聚剂  氧自由基  解堵性能  溶解率

分析计量与标准化

天然气中微量乙二醇的取样测定

韩  慧^1,2  王晓琴^1,2

（1.中国石油西南油气田公司天然气研究院）

（2.石油工业天然气质量监督检验中心)

    摘  要：天然气采出后通过人工注入乙二醇作为水合物抑制剂，以预防设备和管道的堵塞。建立可行有效的天然气中微量乙二醇取样测定方法，有利于对乙二醇加注量的指导。本方法采用溶剂解吸型硅胶在管输压力下富集天然气中微量的乙二醇，再通过液体解吸后进行气相色谱分析。在现场取样体积10 m³、用10 mL解吸液处理的条件下，乙二醇的检测限可达到0.05 mg/m³。

    关键词：天然气  乙二醇  取样  气相色谱  分析

天然气在线水含量/水露点换算仪设计与试验

张新虎^{1, 2}  李振林²  段梦兰^{1, 2}  何  斌³

（1.中国石油大学（北京）海洋油气研究中心）

（2.中国石油大学（北京）机械与储运工程学院）

（3.中国石油西南油气田公司天然气研究院）

    摘  要：天然气的水含量和水露点指标对于天然气的管道运输和生产装置的正常运行非常重要，但是目前现场所使用的在线水含量/水露点分析仪内置软件对于这两个指标的换算结果与真实值之间的偏差很大。为了解决此问题，设计开发了基于OPC通信的在线天然气水含量/水露点换算仪。经过试验证明该换算仪可以实时在线运行，具有很好的换算精度和换算效率。

    关键词：天然气  水含量  水露点  换算仪  OPC通信

LNG接收站内天然气流量测量准确度研究

成永强  崔  婧  张  琳

（中石油大连液化天然气有限公司）

    摘  要：LNG接收站内涉及到天然气的计量主要有LNG到港计量、外输流量计量、储罐罐存计量和增压气化过程中的流量计量。LNG到港计量和外输流量计量用于贸易交接，对交接双方的经济利益影响很大，要求计量结果准确可靠。外输流量计量中，气质分析过程中产生的密度误差可能引起较大的流量测量误差。储罐罐存计量可能由于存在检定时对体积的赋值不准引起较大的盘库误差，建议投用后根据实际条件重新进行校验，减小测量误差。增压气化过程中的流量计量由于不同LNG存在密度差异，利用文丘里流量计测量质量流量容易造成较大的测量误差。

    关键词：流量测量  测量误差  准确度  盘库误差

安全与环保

电渗析技术处理LNG工厂循环冷却系统排污水研究

王  丹  童富良  王滟  杨晓娇

（中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司）

    摘  要：湖北LNG工厂循环冷却水系统每日排污量高达1 200 m³，直接排放不仅造成水资源的浪费，同时对下游污水处理厂的运行产生较大冲击。为提高该部分废水的重复利用率，设计采用“多级连续式电渗析除盐系统”对其进行脱盐处理后回用于循环水系统。经计算，50 m³/h的电渗析装置设计流速采用V=5.0 cm/s，设计总脱盐率ε=75%~80%，产水电导率300~350 μs/cm。装置建成后调试结果表明，最佳操作电压为110 V，最适宜进水流量为50 m³/h，产水各项指标满足预期设计要求。每年可减少新鲜水消耗和废水排放各30×10⁴ t，产生直接经济效益约60万元。

    关键词：电渗析  LNG  废水  循环冷却水

新疆油田注水水质稳定控制技术应用

严  忠¹  屈  静¹  胡  君¹  再拉甫·吾不艾山¹  罗秉瑞²

（1.中国石油新疆油田公司实验检测研究院）

（2.中国石油新疆油田公司工程技术研究院）

    摘  要：新疆油田部分区块由于采出水水质存在不稳定因素，加之配套处理工艺无法有效解决现有的问题，往往导致井口注水水质无法长期稳定达标。通过室内研究分析，长输管网的二次污染和外输水水质本身存在不稳定性，水中还有易氧化的还原性离子和存在较严重的碳酸盐自结垢趋势，是影响井口注水水质稳定性的关键因素。经优化筛选，确定了结垢控制技术、电解杀菌技术、空气氧化技术的应对措施，分别研制开发出对路的处理工艺和配套的新型药剂配方体系，为新疆油田长期稳定注水从而提高油田注水开发效果提供了技术保障。

    关键词：新疆油田  注水水质  细菌  结垢  水质稳定技术

川渝地区油气钻井井场土地复垦技术探讨

王红娟¹  冯  军²  张  波³  杜红瑶¹

（1.中国石油西南油气田公司安全环保与技术监督研究院）

(2.中国石油西南油气田公司生产运行处)

(3.中国石油川庆钻探工程公司四川石油天然气建设工程有限责任公司)

    摘  要：川渝地区是我国石油天然气的主产区，油气资源丰富。在油气资源开采的同时，对该地区紧缺的耕地资源保护也不可忽视。因此，推进钻井井场土地复垦工作意义重大。分析了川渝地区钻井井场土地损毁特点，从工程、化学和生物等方面论述了相应的复垦措施与技术。并针对复垦工作中存在的典型问题提出了建议。

    关键词：川渝地区  土地复垦  土地损毁  复垦技术