
克拉玛依融媒记者 黄富国 高宇飞 通讯员 许保珅 刘玉菲 蒋晓敏 8月的天山北麓,烈日炙烤着戈壁。准噶尔盆地南缘的天山大气田上,一批日产气达数十万立方米的高产气井正吐纳地下宝藏,天然气经处理后顺着管道汇入国家能源血脉。

地面工程天然气团队成员针对天然气深冷处理工艺能耗分析开展集中会议讨论。裘新农 摄
地面工程是天然气开发的关键环节,涵盖集输管网、净化处理站、计量系统、增压站、外输管道及配套设施的建设与运维,既为气田高效开发、稳定供气提供硬件支撑,也为生产调度、安全监控筑牢保障。
自天山大气田全面开发以来,新疆油田公司采油工艺研究院(监理公司)(以下简称“采油院”)组建地面专项技术团队深入现场,聚焦集输优化、处理工艺升级等关键领域开展攻关,以技术创新破解地面工程难题,为气田日产气量稳步攀升提供了坚实支撑。
破解管道结蜡结垢难题
南缘气田的油气混合物堪称“流动的难题”——气井采出物介质复杂,管输过程中蜡颗粒易沉积,不仅造成堵塞,还会引发间接腐蚀,既限制输送半径,又降低输送效率。
“管道堵一次,气井就得‘停摆’至少四五天,这对百亿方上产目标是不可承受的损失。”采油院地面工程研究所副所长马俊章说。
为破解管道“呼吸顺畅”的密码,马俊章带领技术团队开启攻关。团队一方面借鉴文献经验,另一方面通过室内实验摸索结蜡结垢规律。他们在实验室模拟地面高压、高温环境,测试采出流体物性,系统揭示了高压、高温、高产(“三高”)工况下蜡晶体析出、沉积的微观机理与动态过程,明确了温度、压力及流体组分对蜡沉积的关键影响——这不仅解释了现场频繁结蜡结垢的原理,更为后续“精准打击”指明了方向。
找准“病因”后,团队开始寻找“解药”。面对海量实验数据,他们创造性构建“结蜡结垢经济界限预测模型”,可动态预测不同工况下管道内蜡沉积的厚度、位置和速度,更能精准匹配技术有效且经济最优的防治措施。
凭借对蜡沉积规律的精准把握,团队敲定核心工艺方案,保障了高压高温高产气田长距离集输管线的流动安全,有效规避了蜡堵与腐蚀导致的停产风险,为南缘深层气田安全高效开发铺设了坚实的地面通道。
提升天然气处理效能
南缘地区天然气富含乙烷、液化石油气等高价值资源,分离这类资源通常采用直接降温处理(包括浅冷、深冷工艺)。其中,深冷工艺堪称能耗“黑洞”——为分离乙烷,需消耗大量压缩功和冷量,将原料气冷却到零下100多摄氏度。能量利用率低、运行成本高,成了制约资源最大化利用的“卡脖子”难题。
这样的高能耗现状刺痛着团队,他们决心突破瓶颈。由马俊章、天然气专家吴燕带领的团队迅速集结、目标明确:攻克深冷乙烷回收工艺能量利用率难关。
团队首先对原料气开展系统性色谱分析,深入研究不同工况下关键轻烃及杂质的精确含量和变化规律,为工艺优化提供了精细“基因图谱”,也明确了能耗的关键环节和潜在节能空间。
借助先进工艺模拟软件,团队构建起现有深冷装置的详细数值模型,在虚拟环境中推演工艺优化方案;同时引入夹点分析技术,彻底“揪出”换热网络的能效漏洞。
他们反复调整各级压缩比、优化换热器序列、改进膨胀机制冷流程、探索分馏塔不同操作压力与温度…… 经过成千上万次模拟运算,终于找到冷热物流匹配更合理、能耗更低的工艺路线。
基于上述研究,团队重新设计出更高效的换热网络序列,大幅减小关键节点传热温差,循环回收利用低温冷量,在保证产品纯度的前提下降低了降温装置负荷,最终形成了针对高温高压气井特点的新型深冷乙烷回收工艺包。
从保障管道“血管”畅通,到实现处理工艺精准匹配,再到推动深冷装置节能革命,地面工程研究所天然气团队用6年时间,在天山南麓编织出一张高效、安全、经济的天然气开发地面工程网络,有力支撑了新疆油田天然气百亿方上产。这背后,是采油院科研人员的披星戴月、是多项创新专利的突破。更是中国石油工业在超深超高压气田开发领域自主创新的生动注脚。
随着这些技术的推广,准噶尔盆地南缘的天然气正以更清洁、更经济的方式,奔涌进千家万户。

责任编辑:陈丽 本期编辑:杨艺佩杉
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