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基于低压套气无动力自吸回收机理研究

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成果主要完成人

景忠峰,赵旭东,王云梅,刘小强,张浩毅,孙海生,巩联浩,李乃师,李岸涛,李永宏,安杰,梁晓鹏,曾丹萍,胡晓雪,李彦秋,吴宝军,贾旭娟,李小燕

项目概况

研究背景:在油井生产中,当井底压力低于原油饱和压力时,溶解气析出并积聚于油套环空,部分随原油进入抽油泵,部分逸散至地面。长庆油田因区块分散、套管气压力低(普遍<0.3MPa),传统回收技术面临成本高、经济性差等难题,导致大量套管气通过火炬燃烧或直接排放,既浪费资源(单井日均放空量200-500m³)又加剧温室效应(甲烷逃逸率超60%)。近年来,在"双碳"战略驱动下,油田重点攻关低压气高效回收技术,力图将套管气治理从环保负担转化为"稳产增效+清洁能源开发"的复合型价值工程。 技术难点: (1)压力匹配失衡 定压放气阀依赖套管气压力高于集输回压的条件运行,而长庆油田典型区块套管气压力(0.2 MPa)远低于管线回压(2.0 MPa),导致设备失效率高且存在漏油等安全隐患。 (2)升压成本高昂 天然气压缩机组等升压装置虽能解决低压气回收问题,但存在初期投资大(单台设备成本超50万元)、能耗高(电耗占比超回收气价值的30%)、维护复杂(硫腐蚀与液击故障频发)等缺陷,经济性难以满足大规模推广需求。 (3)管网系统脆弱 专用套管气管网受限于高建设成本与严苛环境条件,导致维护费用激增、可用周期短,仅能覆盖少数井场(约10%),难以形成规模化回收井网。 成果创新型:一是创造了一套让低压套管气有机会进入高压集输管路的工作机制;二是通过自研的快装式单流阀,使老旧的高压集输管路实现了防倒流功能,极大降低了管路改造成本;三是为长庆油田的集输管路系统量身打造的快装式单流阀,其结构简单功能实用成本极低。四是整套装置拆装简便功能强大,能实现极低成本条件下的大量套管气回收。 推广性:2018年9月,低压套气无动力自吸回收装置首先在采油六厂武峁子作业区胡65增等站点进行现场试验,后经厂领导专项现场调研,确认套管气收集效果显著,抽油泵泵效测试也增高。2019年至2024年,在长庆油田多个采油厂推广应用超过4000套。 经济社会效益:2024年,普遍推广套管气回收新工艺后,采油六厂每天回收处理的套管气数量就超过2万立方米,回收的套管气经处理,每日轻烃产量超过15吨,轻烃和天然气的经济价值收益超过10万元每日,年经济效益约4000万元,同时减少了锅炉燃煤、套管气排放等污染,社会效益明显。

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