火驱井脱硫系统现场管控方法摸索与实践

李妍

摘要：随着火驱井注空气井注入量逐年增加，油井尾气排量也逐年增大，套压升高，大大影响脱硫塔脱硫能力，增加了脱硫系统药剂成本。本文通过大量理论研究与现场实践，对脱硫系统进行不同现场管控规律摸索，分析了系统温度、压力等，通过对脱硫系统进行改造、优化脱硫系统运行方式，逐步使脱硫系统完善增强了脱硫能力，保障了火驱开发效果。

关键词：火驱井；脱硫；管控方法

引言

火驱井尾气处理系统是火驱开发的重点之一。随着火驱开发调整注空气量的大幅度提高，日处理尾气量呈现逐年上升趋势，套压升高、大大影响脱硫塔的脱硫能力，也增加了脱硫系统药剂成本，成为油田近年来稳产增油、降低成本的问题之一。尾气脱硫系统存在的问题也日益凸显，易发生冒顶、冻堵、排放气超标，不仅影响油井的正常生产，也对目前严峻的安全环保形势产生了重大隐患。

1 脱硫技术

1.1流程

规模实施脱硫流程：来气→分离器→空冷器→脱硫塔→脱硫塔→高空排放

先导试验脱硫流程：来气→分离器→空冷器→分离器→脱硫塔→脱硫塔→高空排放

1.2 脱硫系统工作原理

脱硫塔药剂反应原理：在脱硫过程中，脱硫剂的颜色有原来的黄褐色逐渐变成黑色。

2 主要问题分析

因规模实施脱硫系流程与先导试验对比少一级分离，导致脱硫系统除湿能力不足，导致如下问题：

（1）高空烟筒冒顶，环保压力大

由于除湿效果差产生的过量积液，导致系统压力升高，高到一定程度，势必会造成积液污物由烟筒喷出，自主脱硫系统的两处高空排放烟筒处于饶阳河旁，安全环保压力巨大。

（2）药剂受潮失效超标排放，安全风险高

随着尾气量的日益增加，原本气体在管道及罐内的稳流状态会转变为湍流状态，湿气通过分离器、空冷器的速度过快，气液分离不充分，致使脱硫塔内药剂受潮失效。

进塔气体质量差，温度高，湿度大，形成其他化学反应造成脱硫剂孔隙堵塞形成塔阻力上升。脱硫吸收和析硫反应，塔内析出的硫，不能及时随排污带出塔外，极容易粘结在脱硫剂表面，导致气体偏流，时间久了形成堵塔。

（3）冬季冻堵憋压，日常管理难度大

冬季室外气温低造成脱硫塔内药剂结冰憋压，导致大量的尾气不能顺利被脱硫系统处理排空，使油井套压升高，蒸汽车解堵5井次，严重憋压会影响油井产液能力。

（4）部分区域脱硫能力不足

杜66火驱区块尾气平面分布不均，造成一部分高尾气区域的脱硫系统处理能力不足，破坏系统压力平衡，脱硫不充分也给环保安全带来巨大压力。

3 主要对策及实验效果研究

3.1.提高脱硫系统除湿能力

（1）监控系统温度，控制新下泵井抽活、尾气大套温高油井进塔

由饱和水蒸气与气温的关系曲线可知：气体湿度随温度升高而升高。抽活的新下泵井和尾气大、套温高油井的尾气温度与尾气量均明显高于普通生产井，这样大量的高温高湿度尾气是造成脱硫系统除湿能力不足、气大憋压的主要因素。

由于脱硫塔设计的进入温度为40℃，我区制定系统温度的管理制度为夏季不超过40℃，由于冬季室外气温低，对系统温度严格要求设定为不超过30℃。在此制度的约束下，脱硫系统保持着平稳正常的工作状态。各中心站管控温度后各脱硫塔基本实现压力平稳。

对气大油井控气，控制进系统温度，防止脱硫塔憋压堵塞，以几口冬季尾气大、易冻堵憋压油井做对比实验，经试验实施后，4口油井尾气日排放量共减少10101标方，日产液增加38.3t/d。

（2）对高尾气区域优化运行方式，提高设备利用率

①脱硫系统串联运行流程：来气→分离器→空冷器→脱硫塔→脱硫塔→高空排放

②脱硫系统并联运行流程：来气→两组分离器→两组空冷器→脱硫塔→高空排放

串联运行：优点是脱硫效果好，缺点是气量大气液分离效果差，适用于低尾气量区域。

并联运行：优点是分离效果好，缺点是脱硫效果略差，适用于尾气量大的区域。我们选用硫化氢含量较低的三个自主脱硫系统32#、37#、54#进行并联运行改造，改善了尾气量大时的除湿效果，延长脱硫塔药剂的使用寿命，使脱硫系统工作能力明显提升。

（3）加除湿缓冲罐和分离器

2017年3月，53#自主脱硫系统发現烟筒冒顶，及时倒流程进行处理，阻止了继续冒顶，但效果仍不太理想，分析主要原因为该系统前段除湿能力不足，积液进入放空流程，积累一定程度后导致冒顶，针对该情况，作业区在53#脱硫系统汇管位置加装了卧式缓冲罐，这样一来，湿度较大的尾气先通过卧式缓冲罐进行气液分离，再流入分离器、空冷器，就会增加除湿效果。

2017年11月，作业区在34#脱硫系统干线位置加装了分离器，这样使系统由原来的两级除湿变成了三级除湿，减少了系统积液，降低了系统压力，杜绝了冒顶发生。

3.2增强脱硫能力

（1）合理控制单井尾排量

对于高尾气区域的尾气排放量规定不超过1万标方，合理控气保证脱硫系统的处理量。

（2）脱硫塔增容改造

56#脱硫系统额定处理尾气量为5-6万标方，现在需进入该系统的尾气量已达到10万标方，为解决此问题，我区已对56#脱硫系统进行增容，在已有的单塔后串联建立两个新脱硫塔，达到增强脱硫效果的目的。

4结论

（1）随着火驱开发的不断深入，为解决脱硫系统除湿能力不足的问题，通过对系统温度的控制、对油井尾气参数的监控以及增加前置除湿装置等措施，脱硫系统的除湿能力得到有效改善。

（2）结合现场生产实际情况，合理控气，对高尾气区域脱硫塔进行增容，使脱硫效果明显增强。

参考文献：

[1]韩香玉.《石灰石/石灰-石膏湿法脱硫塔的设计研究》[M].北京：华北电力大学，2006.

[2]郑昌萍.《湿法脱硫中常见脱硫塔的综合评价》[J].中国科技纵横，2011年17期：232-232.