[发明专利]一种多相压缩实现套管气混输回收的系统和方法

说明书

本发明公开一种多相压缩实现套管气混输回收的系统和方法，特别涉及石油生产中套管气的回收和带液压缩、以及利用现有输油管线进行混输的方法。系统由工艺管线、阀门、过滤设备、压缩机、液压驱动系统、冷却系统、放空系统和就地控制柜组成。其实现方法为：当套管气压力低于油管线输送压力且高于套压的最低设定值时，只需要对套管气进行粉尘和固体颗粒杂质过滤，而不需对其进行气液分离，过滤后的套管气由压缩机增压后进入输油管线混输；当套管气压力高于油管线输送压力时，套管气通过旁路管线直接进入输油管线混输；系统运行由就地控制柜自动控制。本发明能实现套管气完全无排放回收，并自动保持井筒内适当的套压值，进而保持井筒内动液面在一个合理的高度范围，在此高度范围内，抽油泵维持在较高泵效水平稳定运行，从而稳定和提高原油产量。

技术领域

本发明涉及石油和天然气生产领域中的上游开采和生产技术环节，特别涉及到石油生产中套管气的抽采、压缩和利用现有输油管线进行套管气混输回收的系统和方法。

背景技术

石油生产过程中，要使石油流入油井，井底的压力必须小于地层压力。当井底压力降低至泡点压力时，原油中的伴生气（主要是天然气）逐渐析出，一部分天然气同油流进入抽油泵泵腔，产生气侵，同时泵效降低，情况较重时会造成“气锁”，抽油泵将不能正常工作；另一部分析出气体“聚集”在油管与套管之间，形成套管气。套管气大量聚集会导致套管压力（套压）上升，采油动液面下降，生产压差降低，降低原油产量。

有目的地释放和回收套管气，降低套管压力，一方面能避免天然气以气态的形式进入抽油泵；另一方面，通过释放套管气来降低的套压，能保持采油动液面在一个适合的高度，形成合理的泵沉没度，保证泵效，稳定原油产量。

从另一个角度来看，降低套管气压力意味着降低对地层的反压力，有利于提高石油产量。

朱建华等在《油井套管气回收潜力及技术应用》一文中详细叙述了套压对油井压力的影响（朱建华等.油井套管气回收潜力及技术应用[J ].石油石化节能.第8卷第11期：11-14），在油田生产中，由于油井产出的伴生气气量小，回收不够形成一定的经济效益，或者由于地理因素、建设投资的原因，没有建设单独的输气气管道，所以大部分油田采用放空、燃烧的方法来处理套管气。这样的处理方式，不仅对自然环境造成严重的污染，而且造成天然气资源极大的浪费。

套管气的主要成分是甲烷，还包含一些分子链较长的烃类物质、水分和其它杂质。其中，甲烷的温室效应（GWP值）是二氧化碳的21倍（秦大河.温室气体与温室效应[M].气象出版社，2009：115-117），大量排放在空气中会带来比较严重的环境问题。

由于节能、减排、环保的要求越来越严格，放空或燃烧也受到越来越严格的限制。近年来，各大油田开始积极探索处理并回收利用套管气的工艺技术。

对于正在生产的抽油井，回油干线的压力称为回压。在油田开采前期，对于地层压力高，伴生气资源丰富的油井，套压高于回压时，普遍采用憋压回收工艺或定压回收工艺回收套管气。这两种工艺不排放废气，套管气直接进入油管道中混输，在一些油田取得了良好的效果。（朱建华等.油井套管气回收潜力及技术应用[J].石油石化节能.第8卷第11期：11-14；曹登巨等.油田伴生气综合利用分析[J].石油与天然气化工.第44卷 第2期：60-64）。

采用定压阀回收工艺适合油气比高、气量大且常压下沉没度大于150m的油井。另一方面，定压或憋压回收工艺又会增大套压，不利于提高油井产量。

大多数油井的套管气压力低于回压，因此需要对导管气进行增压才能进入油管混输，技术人员相应的开发出游梁连动式低压抽气筒、同步回转油气混输压缩机等混输技术（于世春.长庆油田油井套管气回收工艺技术研究[J].科技资讯.2012 NO.24：64-66），由于工艺结构、维护难易程度、压力适应范围、高压运行稳定性以及生产适应性等各方面原因，应用推广的普遍性受到限制。