回顧:開采石油時,為何要在油井上方“點火”?“伴生氣”了解一下
來源:百家號 作者:荒漠凡塵 更新于:2024年10月15日 12時 閱讀:0
自從石油的不可再生性和利用價值得到肯定之后,世界范圍內(nèi)關于石油的爭端就變得越來越多,像海灣戰(zhàn)爭、中東戰(zhàn)爭都是典型代表。
石油似乎真的有一種魔力,使得世界各國都為之瘋狂。一切真的如基辛格所言,在現(xiàn)今世界格局下,石油與權(quán)力、貨幣之間有著密切的聯(lián)系。
可以說,石油離我們普通人的生活很近又很遠,為什么這么說呢?一方面,石油及其衍生加工產(chǎn)品存在于我們的日常生活中;另一方面,開采石油的油田大多地處荒漠,生活在城市中的我們鮮少有機會可以看到。
不過大部分人還是在電視上看到過石油開采過程的,其中卻有個迷惑行為使人不解,那就是開采石油時,人們往往要在油井的上方點火。
石油及石油開采
石油是當今世界各國競爭的主要資源之一,可以說它作為一種戰(zhàn)略儲備關系到了國家的生存發(fā)展的“命脈”。雖然它在政治、經(jīng)濟當中充當著“神”一樣的角色,但實質(zhì)上它只是一種固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的烴類混合物而已。
我們理解中的石油,大多是加油站里油箱里的粘稠液體,這種理解過于片面,因為石油可以分為很多種形式,比如原油、天然氣液、天然氣和天然焦油等等,它們都屬于石油。這種黑色的液體黃金也被叫做“工業(yè)的血液”,其主要構(gòu)成成分是環(huán)烷烴、芳香烴和烷烴等等。
石油的顏色其實有很多種,比如金黃、墨綠、深褐色、黒褐魟等等,大家經(jīng)常看到的只是其中一類。根據(jù)相關史料記載,石油其實很早就被人類發(fā)現(xiàn)并且使用了,最早可以追溯到古巴比倫和古埃及時期。那時的人類就已經(jīng)能夠開采和利用石油了,十分神奇。
值得一提的是,統(tǒng)計石油的單位有很多種,比如加侖、升、噸等等,最常用的還是桶。一桶等于42加侖,也就是等于158.99升,而一噸則約等于7桶。
石油的密度大約為0.8到1.0g/cm3,其凝固點的差異很大,在30℃到-60℃之間不等,沸點的范圍則在常溫到500℃以上的范圍內(nèi)。大家在生活當中見到的多為加工過的石油,而油井開采的是原油。原油就是石油埋藏在地底時本來的樣子,保持著原有的化學和物理形態(tài),屬于初級產(chǎn)品。
因石油埋藏在地下的緣故,人類想要開采它就和開采地下水的方式類似,簡單來說就是“鉆井”。當勘探考察完某地的石油儲備之后,再經(jīng)過綜合考量和部署后就會展開鉆井工作,可以說鉆井是開采石油當中最為重要的手段。鉆井的次數(shù)根據(jù)地層情況的不同有所變化,鉆井工程的耗資常常占到總投入的50%以上。
通過以上我們對石油及其開采有了大致的認識,那么為什么在開采石油時,一定要在油井上方點火?那些燃燒的火炬到底有什么作用呢?
油井上方點火的原因
誠然,作為沒有石油及勘探專業(yè)知識的普通人,我們看不懂油井上方的點火操作也是正常的。為此,不少專家和油田工人專門出面進行了解答,表示大家不用擔心這種行為會造成爆炸或者有什么危險性,一切操作都是有科學依據(jù)、安全可靠的。
還記得我們在上文中提到了石油的定義嗎?它并非是單純的“液體”,而是一種氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)共同構(gòu)成的混合物,油井從地底開采出的原油更是保持了其原有的性質(zhì)。
因此,在油井上方點火并不是為了燃燒石油液態(tài)或者固態(tài)的部分,而是要燃燒伴隨著它一起出現(xiàn)的氣體。專家稱,這種氣體在專業(yè)上被稱為“伴生氣”,這種伴生氣往往會隨著石油一起從井口當中逸出。
所以,大家現(xiàn)在應該明白了,油田當中一直燃燒著的火炬實際上是在燃燒這些伴生氣體,而在油井上方點火的操作也并不是什么迷惑行為。這種燃燒伴生氣體的方法,不僅確保了石油開采的安全,還提高了經(jīng)濟效益。
這些伴生氣當中的成分十分多樣,比如有甲烷、乙烷,此外可能還含有液態(tài)烴、二氧化碳、硫化氫等各種雜質(zhì)。假如這些氣體直接排入到空氣當中,才是真正的隱患,因為它們在上空一旦遇見一點兒小火星就能立即燃燒發(fā)生爆炸,從而威脅到采油工人的生命安全。所以,點火的操作恰恰是“防患于未然”,防止它們直接進入大氣。
此外,這種行為也從側(cè)面為開采省下了不少錢??赡軙腥讼?,為什么不將這些氣體收集起來呢?畢竟里面還有天然氣呢,如果將其收集開發(fā)不是能獲得更大的經(jīng)濟效益嗎?
這種想法沒錯,但是只適用于含硫量較大的油田,對于其他類型的油田以及規(guī)模較小的油田都不適用,因為開發(fā)的效益遠遠低于直接燃燒獲得的效益。
畢竟如何收集氣體并且開發(fā)利用需要經(jīng)過比較復雜的程序,并不是我們想象當中的那么簡單。國家在綜合考量之下,會選擇在適宜收集開發(fā)伴生氣的油田進行實驗,這類創(chuàng)新火炬項目目前在不少油田當中都有出現(xiàn)。
伴生氣到底是什么?
油田伴生氣不僅具有燃燒性,還具有腐蝕性、毒性。伴生氣的性質(zhì)根據(jù)地理位置的不同,也會表現(xiàn)出不同的特點。
油井套管伴生氣可燃性氣體(C1~C8 的烴類)和不可燃性氣體(CO2、N2)兩部分組成,其中85 %以上的油井套管伴生氣中可燃性氣體(C1~C8的烴類)的含量占90%以上,只有5口井不可燃性氣體(CO2、N2)含量在10 %以上。
在大型油田當中的伴生氣大多是通過管網(wǎng)直接進入,這類伴生氣的氣體含量很大,還與附近的管網(wǎng)相連,經(jīng)過處理之后比較容易輸送至別的地方。還有一種伴生氣則是從邊遠處零散的油井當中逸出的,這種伴生氣不僅分量少而且分布過于分散,附近也無連通管道,并不利于處理收集。
總的來說,伴生氣能否開發(fā)利用是由它的性質(zhì)所決定的。一般來說邊遠井區(qū)的零散伴生氣不屬于收集開采范疇,因為這類氣體不僅分量少還不穩(wěn)定,并不具備經(jīng)濟效益。與之相對的另一種伴生氣則可以收集開發(fā),目前這類油田當中的伴生氣開發(fā)正在進行當中。
油田伴生氣的綜合利用
隨著油田數(shù)量的增加以及大型油田的出現(xiàn)和開發(fā),創(chuàng)新改建“火炬”燃燒,綜合利用油田伴生氣成為了專家們關注和研究的問題。經(jīng)過不斷地深入,他們將伴生氣的類型再次細分,針對每一種都提出了專用的回收方法。
比如說針對“井口套管氣”這種類型,可以在套管上面直接安裝氣體壓力單向泄放裝置,這類定壓閥在西峰油田被廣泛使用,取得了不錯的效果。對接轉(zhuǎn)站、增壓點等密閉型站點的伴生氣則通過不增壓分輸技術(shù)、油氣混輸技術(shù)等方式進行收集利用。
至于產(chǎn)氣量巨大的大型聯(lián)合站,大多會使用使用油罐抽氣技術(shù)和原油穩(wěn)定技術(shù),像油罐抽氣技術(shù)適用于大多數(shù)站場的油罐揮發(fā)氣回收,不僅能夠有效收集,還能夠減少油罐內(nèi)壁腐蝕性。
當通過以上各種技術(shù)將油田的伴生氣收集以后,就要根據(jù)它們的性質(zhì)來確定利用它們的途徑了。目前來說,主要將這些伴生氣用作于燃料、發(fā)電等領域。伴生氣可以作為燃料氣用于油田站點或者基地附近的生活供氣,其使用方式根據(jù)油田的伴生氣含量大小而變化。
至于利用伴生氣發(fā)電則是更常見的一類綜合利用方式,不少油田為此裝置了多臺燃氣發(fā)電機組,通過發(fā)電機的動能轉(zhuǎn)化成電能。如果油田的規(guī)模很大,還能在附近建立發(fā)電站,利用伴生氣進行發(fā)電,再將產(chǎn)生的電用于石油基地,做到真正的自給自足。
將燒錢的“火炬”變?yōu)閯?chuàng)收的電能
從相關的報道來看,將油井伴生氣從燃燒轉(zhuǎn)化為電能的綜合利用方式已經(jīng)在我國不少油田當中被推廣使用。
比如長慶油田,這里采油一廠的負責人在采訪中就介紹到,過去燃燒廢氣的火炬現(xiàn)在已經(jīng)很少出現(xiàn)了,因為他們已經(jīng)將廢氣“變廢為寶”。這種變廢為寶的方式就是發(fā)電,自2007年時,這里就已經(jīng)設置了32個燃氣發(fā)電井組,共擁有燃氣發(fā)電站11座,這樣的綜合利用使得采油一廠的經(jīng)濟效益增加了3200萬元。
在綜合利用方式不斷完善的情況下,從2011年至2013年,長慶油田伴生氣回收量從8060×104 m3提高到13200×104m3 。輕烴生產(chǎn)量從76591t 提高到11682.1t。燃氣發(fā)電量基本平穩(wěn),CNG生產(chǎn)量從206.5×104m3 提高到1034.88×104m3 。
盤古梁油田同樣也對油田伴生氣進行了綜合利用,熄滅了這些燒錢的火炬之后,從前的廢氣變成了現(xiàn)在不可或缺的“寶貝”。
數(shù)據(jù)顯示盤古梁油田推廣應用了14臺燃氣發(fā)電機組,總額定功率達到1142 千瓦,帶動67臺抽油機轉(zhuǎn)動,按照服務合同簽訂的年至少運轉(zhuǎn)330天計算,全年預計發(fā)電904萬千瓦小時,可創(chuàng)造經(jīng)濟效益近450萬元。
科學的決策
不論是燃燒還是收集,都是專業(yè)人員根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況進行考察商議之后作出的決定。我國現(xiàn)在正積極推廣火炬的改建和油田伴生氣的利用,因為根據(jù)不少油田的試點情況來看,油田伴生氣的開發(fā)利用前景還是比較廣闊的,如果能夠有效開發(fā),能將其從廢氣變?yōu)榍鍧嵞茉础?/p>
并且,從環(huán)保方面來說,收集肯定比直接燃燒的方式更高,燃燒之后的部分氣體還是有害的,長此以往這些氣體進入大氣會造成霧霾等空氣污染現(xiàn)象。所以將油田伴生氣從直接燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)槭占?,是未來石油開發(fā)當中的關鍵事情。
大家都期待著一個個火炬能夠逐漸熄滅,我國的石油開采必然能在科學的決策之下得到創(chuàng)新和進步。