目前，美國有五個(gè)人口密集區被環(huán)境保護署認定為臭氧嚴重不達標區。石油和天然氣生產(chǎn)商正在積極尋求大幅降低油田碳排放的鉆井和油井生產(chǎn)的解決方案，以實(shí)現降碳目標。所采用的策略包括取消原油儲罐、取消天然氣驅動(dòng)器以及整合焊盤(pán)的加工，每一種策略都提供了漸進(jìn)式的改進(jìn)，但并不能解決整個(gè)問(wèn)題。目前的生產(chǎn)設施使用被動(dòng)方式分離油、氣和水。這種不完全分離導致氣體殘留在原油中，當這些氣體離開(kāi)原油時(shí)，會(huì )造成逸散性碳排放。
為了應對這一挑戰，先鋒能源開(kāi)發(fā)了一種稱(chēng)為排放控制處理器（ECT）的主動(dòng)分離工藝。ECT接收井口流體，并在閉環(huán)過(guò)程中利用重力和加熱的組合作用來(lái)分離水、石油和天然氣。該系統對碳氫化合物的分選效率比傳統工藝高得多，可獲得不含閃蒸氣體的完全穩定的原油。此外，天然氣中的粗分子反而留在原油中，從而增加了原油的體積。消除閃蒸氣體，即消除了通過(guò)工藝過(guò)程電氣化與井場(chǎng)焊盤(pán)所產(chǎn)生的碳排放。從ECT輸出的油為符合管道外輸標準的原油，可以直接輸送到井區自動(dòng)轉輸站（LACT）裝置，如果原油中游供應商需要緩沖，ECT輸出的油也可輸送到增壓船。
ECT在電網(wǎng)供電時(shí)無(wú)排放，不包含排氣處理器，并取代了幾乎所有現有的生產(chǎn)設施設備，包括高低壓分離器（HLP）、蒸汽回收裝置（VRU）、氣體破壞器、蒸汽回收塔（VRT）和儲罐。它能夠進(jìn)行批量加工，當與多個(gè)撬塊并聯(lián)組裝時(shí)，ECT系統可以適應各種生產(chǎn)型材。
先鋒能源與Bayswater勘探生產(chǎn)公司簽訂合同，在科羅拉多州韋爾德縣的一個(gè)八井井場(chǎng)進(jìn)行500桶/日ECT的試點(diǎn)。該試點(diǎn)項目不僅為展示該系統在實(shí)際生產(chǎn)現場(chǎng)的連續運行，也為表明其消除排放、提高原油產(chǎn)量和簡(jiǎn)化操作的主要優(yōu)勢。
ECT與現有基礎設施并聯(lián)，在試點(diǎn)操作期間將原油產(chǎn)量轉移到系統。ECT將油穩定輸送到現場(chǎng)現有的散裝油分離器中。在散裝分離器之后，原油進(jìn)入常壓儲罐，最后進(jìn)入井區自動(dòng)轉輸站?，F場(chǎng)的蒸汽回收裝置還壓縮了從散裝油分離器和氣舉壓縮機中逸出的低壓氣體。
在測試期間，在整個(gè)站點(diǎn)的各個(gè)點(diǎn)監控和收集數據。散裝油分離器內部壓力是關(guān)鍵的測量點(diǎn)。在常規操作中，原油中的閃蒸氣體會(huì )從該容器中逸出，導致其內部壓力上升。一旦達到預定壓力，蒸汽回收裝置就會(huì )激活并自動(dòng)提取容器中的任何蒸汽，這些蒸汽會(huì )被壓縮并輸送到氣體銷(xiāo)售管線(xiàn)。
在該過(guò)程中，從多個(gè)點(diǎn)獲得成分樣品。其中，從ECT輸出時(shí)的穩定原油取樣，以確定飽和蒸汽壓（RVP），并對ECT運行前和運行期間的銷(xiāo)售氣體分別取樣，以評估設備穩定運行的效率和原油產(chǎn)量增加量。為了確定運營(yíng)效率，在試點(diǎn)之前、之后和期間，均對生產(chǎn)商操作團隊現場(chǎng)訪(fǎng)問(wèn)頻率和現場(chǎng)正常運行時(shí)間進(jìn)行了評估。
在試點(diǎn)測試期間，ECT總共運行了28天，現場(chǎng)總共八口井中，其中七口井中生產(chǎn)了近3600桶管道級原油，第八口井繼續流經(jīng)其高低壓分離器（HLP）。
在整個(gè)試點(diǎn)過(guò)程中，對裝置溫度進(jìn)行了調整，以測試其對原油飽和蒸汽壓的影響。對流體樣品進(jìn)行定期分析，確使控制原油的飽和蒸汽壓，以達到客戶(hù)期望的產(chǎn)量。飽和蒸汽壓一度控制到12psia或更低，且使其在ECT放電時(shí)維持穩定。
在先導試驗中，發(fā)現散裝油分離器內的壓力始終低于通常觀(guān)察到的壓力，說(shuō)明原油產(chǎn)生的蒸汽非常少。蒸汽回收裝置（VRU）數據也證實(shí)了這一點(diǎn)，該數據顯示與正常操作相比，利用率降低了50%。先鋒能源認為剩余的逸出蒸汽主要來(lái)自于第八口井的生產(chǎn)，該井將壓縮液體和現場(chǎng)周?chē)母鱾€(gè)點(diǎn)不穩定的分離液直接注入散裝油分離器，由現場(chǎng)的高低壓分離器（HLP）繼續處理。在完整的ECT實(shí)施中，這些不穩定液體將被引導到ECT的入口進(jìn)行處理和穩流。
該試驗在科羅拉多州一年中最冷的時(shí)候運行，當時(shí)氣溫經(jīng)常降至冰點(diǎn)以下。在試運行之前和之后，氣舉壓縮機因天氣寒冷而停機，導致運營(yíng)團隊幾乎每天都要進(jìn)行維護活動(dòng)。即使在這些極端條件下，當ECT運行時(shí)，運營(yíng)團隊現場(chǎng)訪(fǎng)問(wèn)的次數也僅限于幾次檢查，氣舉壓縮機甚至沒(méi)有關(guān)閉過(guò)一次，大大提高了井場(chǎng)的運行效率。
銷(xiāo)售氣體的第三方成分分析顯示，能量含量從1400 BTU/ft3減少到1,322 BTU/ft3，表明粗分子已從氣體中分離出來(lái)并進(jìn)入原油中。這意味著(zhù)原油量增長(cháng)了11.3%。
該試點(diǎn)表明，ECT是減少井場(chǎng)焊盤(pán)碳排放和增加原油銷(xiāo)售的可行解決方案。它加強分離和電氣化，系統地消除了排放源，消除了罐式蒸汽的常規燃燒，提高了運營(yíng)效率，同時(shí)使原油量增加了11.3%。有效改善運營(yíng)效率，提高了現場(chǎng)氣舉壓縮機的正常運行時(shí)間，并減少了工作人員在現場(chǎng)設備上的工作時(shí)間。該試點(diǎn)項目證明，通過(guò)采用這項技術(shù)，該行業(yè)可以大幅減少排放和碳足跡，同時(shí)提高利潤。
在未來(lái)幾個(gè)月內，先鋒能源將為其他富含石油的盆地運營(yíng)商進(jìn)行額外試驗，這些盆地的容量可能更大。其他設計配置包括250、1000和2000個(gè)B/D系統，這些系統可以并聯(lián)安裝，以實(shí)現所需的初始產(chǎn)量。
責任編輯： 江曉蓓
標簽：零碳排放原油生產(chǎn)
油氣
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