天然气中压处理系统及方法与流程

本发明涉及油气处理的领域，尤其涉及一种天然气中压处理系统及方法。

背景技术：

1、天然气处理站用于供油气输入的进站压力装置一般装有两套，分别是高压(6mpa以上)处理装置与低压(2mpa以下)处理装置，低压处理装置的设计处理量一般是高压处理装置的5％。每个处理装置均包括用于供油气来料输入的生产汇管与计量汇管，生产汇管与计量汇管通过不同的管道分别将油气来料输送至生产分离器与计量分离器(统称为一级分离器)，将油气中的气相组分与液相组分分离。液相组分则经管道输送至三相分离器(或称为二级分离器)，利用二级分离器收集液相组分中残余的气相组分。低压处理系统分离得到的气相组分需要先进行增压处理，再与高压处理装置分离得到的气相组分通过管道输送至后续的气相处理装置。

2、随着区块内的油气压力逐年衰减，在油气资源枯竭前，高压油气即压力在6mpa以上的油气产出量逐渐变少，相应的，低于6mpa的油气(包括低压油气与中压油气，低压油气为压力在2mpa以下的油气；中压油气为压力在2mpa至6mpa范围以内的油气)产量则会变多。这种情况下，中压油气无法进入高压处理装置接受处理，使得气相处理装置难以达到额定的运行负荷；而中压油气与低压油气的产量之和又严重超出低压处理装置的处理能力，使得大部分中压与低压油气资源只能积压，最终导致油气资源欠产，降低整个系统的运行效益。

3、为了满足天然气的处理能力需求，以往的解决方法只是随着处理站运行时间的增长，需要对低压处理装置进行扩建，以满足中压油气与低压油气日益增长的处理需求，但这种方式一般需要进行多次大幅度扩建，还需要对配电系统进行改造，20万方处理量的装置扩建造价在400万元左右，同时扩建工程还会影响气相处理装置的工作效率以及整体的生产规划；若选择将超出处理能力的油气外包处理，外包费用约为0.07元/天*方，20万方天然气的年处理费用高达510万元。因此如何以较低的成本适配天然气处理站长期运行期间变化的油气处理量需求，是目前行业内亟需解决的一个问题。

技术实现思路

1、本发明解决随着区块内油气压力衰减，压力降低的部分油气无法进入高压处理装置，而低压处理装置也无法消化这部分产出的油气，导致整个系统的运行效益下降，提供一种天然气中压处理系统及方法，以较低的成本解决该技术问题，使整个处理系统在处理站运行时间增长后，能够保持适配油气资源的处理量需求，并提高气相处理装置的利用率，实现经济效益最大化。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

3、一种天然气中压处理系统，包括气相处理装置以及与其连通的用于供高压油气输入的高压处理装置，所述高压处理装置包括高压生产分离器，还包括与所述气相处理装置连通的用于供中压油气输入的中压处理装置，所述中压处理装置包括连通的中压生产分离器与中压压缩机，所述中压生产分离器用于将中压油气分离为气相组分与液相组分，所述中压压缩机用于接收中压油气分离得到的气相组分，并将该气相组分增压输送至气相处理装置。

4、优选的，任选一口油井出产的中压油气或高压油气作为单井来料，所述天然气中压处理系统还包括用于供单井来料输入的计量汇管，所述计量汇管连通有计量分离器，所述计量分离器的气相组分出口设有第一管件，并通过第一管件连通气相处理装置的入口以及中压压缩机的入口，所述第一管件通过开闭阀门来控制计量分离器分离得到的气相组分流向。

5、优选的，所述高压处理装置与中压处理装置均包括二级分离器，所述二级分离器用于对计量分离器以及所属处理装置中的生产分离器分离得到的液相组分再次进行分离，所述计量分离器的液相组分出口设有第二管件，并通过第二管件与上述两个二级分离器的入口连通，所述第二管件通过开闭阀门来控制计量分离器分离得到的液相组分流向，所述高压处理装置的二级分离器气相组分出口与气相处理装置的入口连通，所述中压处理装置的二级分离器气相组分出口与中压压缩机的入口连通。

6、优选的，所述天然气中压处理系统还包括用于供低压油气输入的低压处理装置，所述低压处理装置与气相处理装置连通。

7、一种采用上述天然气中压处理系统的天然气中压处理方法，对油气进行处理时，将中压油气输送至中压处理装置，由所述中压生产分离器对中压油气进行分离处理；分离得到的气相组分输送至中压压缩机，所述中压压缩机将流经的气相组分增压至适配于气相处理装置的输入压力后，再将增压后的气相组分输送至气相处理装置。

8、优选的，在中压处理装置中，将中压生产分离器分离得到的液相组分输送至二级分离器进行再次分离；所述中压处理装置的二级分离器分离得到的气相组分也输送至中压压缩机中接受增压处理。

9、优选的，根据油井的检测需求，定期更换输入至所述计量分离器的单井来料，以利用所述计量分离器测定各个油井出产的油气产量状况以及油气压力；根据各个油井出产的油气压力将该油井出产的油气接入适合的处理装置。

10、优选的，若输入所述计量分离器的单井来料为高压油气，则将所述计量分离器的气相组分出口连通气相处理装置的入口，将所述计量分离器的液相组分出口连通高压处理装置的二级分离器入口；

11、若输入所述计量分离器的单井来料为中压油气，则将所述计量分离器的气相组分出口连通中压压缩机的入口，将所述计量分离器的液相组分出口连通中压处理装置的二级分离器入口。

12、本发明技术方案的有益技术效果：

13、(一)天然气中压处理系统运行时，高压处理装置将高压油气中的高压气相组分分离出，并将高压气相组分输送至气相处理装置接受后续的净化处理。另外设置接收并处理中压油气的中压处理装置，一些原产高压油气的区块压力下降后，可以将产出的油气作为中压油气输入至中压处理装置，从而缓解低压处理装置的负荷。利用中压压缩机对中压油气分离得到的中压气相组分进行增压处理，使这部分气相组分的压力适配气相处理装置的输入压力后，再输入气相处理装置。

14、本方案中的天然气中压处理系统在高压油气处理装置的设计基础增加冗余的分离器和压缩机进行建设即可，可以在施工建设阶段直接将天然气中压处理系统定型，不需要在天然气处理站的运行期间进行多次大规模扩建，便于使用，可以明显降低配置成本，并且避免扩建工程影响气相处理装置的工作效率以及天然气处理站的生产规划。随着油气产出区块的压力下降，对应产出的中压油气可以输入中压处理装置接受分离处理，再将分离增压后的气相组分输入至气相处理装置接受净化处理，不会造成中压油气资源的积压，还可以使该气相处理装置维持较高的运行负荷，使天然气中压处理系统整体保持较高的利用率，实现经济效益最大化。

15、(二)定期将计量汇管接入一口油井的单井来料，单井来料可以是任一口油井出产的中压油气或高压油气，计量汇管连通的计量分离器用于对单井来料进行分离，并测定对应油井的产量状况以及来料的油气压力，可以供工作人员了解各个油井的产量状况以及该油井出产的油气压力，对生产安排做好预期规划。此外，当油井出产的油气压力变化后，工作人员可以将该油井出产的油气连通至与压力适配的生产汇管中，避免该油井由于压力不足而无法顺利产出油气。

16、(三)使用二级分离器可以对一级分离器分离得到的液相组分进行再次分离，既提高液相组分的纯度，也可以收集液相组分中残余的气相组分，最终提高天然气的产量，减少资源浪费。

17、(四)低压处理装置用于接收并处理低压油气，低压油气还可以包括压力衰减后的油井产出的油气，由其分离得到的低压气相组分经过低压压缩机的增压，随后再将增压后的气相组分输送至气相处理装置进行进一步的净化处理。根据不同油井出产的油气压力，将该油井的来料接入至低压、中压或高压处理装置，可以尽可能多地保证各个油井顺利产出油气资源，提高生产效率。