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回顧:開采石油時,為何要在油井上方「點火」?「伴生氣」了解一下

2024-10-12財經

自從石油的 不可再生性 利用價值 得到肯定之後,世界範圍內關於石油的爭端就變得越來越多,像海灣戰爭、中東戰爭都是典型代表。

石油似乎真的有一種魔力,使得世界各國都為之瘋狂。一切真的如季辛吉所言,在現今世界格局下, 石油與權力、貨幣之間有著密切的聯系

可以說,石油離我們普通人的生活很近又很遠,為什麽這麽說呢?一方面,石油及其衍生加工產品存在於我們的日常生活中;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

不過大部份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 戰略儲備 關系到了 國家的生存發展的「命脈」 。雖然它在政治、經濟當中充當著「神」一樣的角色,但實質上它只是一種 固態、液態和氣態的烴類混合物 而已。

我們理解中的石油,大多是加油站裏油箱裏的粘稠液體,這種理解過於片面,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,它們都屬於石油。這種黑色的液體黃金也被叫做 「工業的血液」 ,其主要構成成分是環烷烴、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,大家經常看到的只是其中一類。根據相關史料記載,石油其實很早就被人類發現並且使用了,最早可以追溯到 古巴比倫和古埃及時期 。那時的人類就已經能夠開采和利用石油了,十分神奇。

值得一提的是,統計石油的單位有很多種,比如加侖、升、噸等等,最常用的還是 一桶等於42加侖 ,也就是等於158.99升,而 一噸則約等於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 ,沸點的範圍則在常溫到500℃以上的範圍內。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,屬於 初級產品

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後,再經過綜合考量和部署後就會展開鉆井工作,可以說 鉆井是開采石油當中最為重要的手段 。鉆井的次數根據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

透過以上我們對石油及其開采有了大致的認識,那麽為什麽在開采石油時,一定要在油井上方點火?那些燃燒的火炬到底有什麽作用呢?

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麽危險性,一切操作都是有科學依據、安全可靠的

還記得我們在上文中提到了石油的定義嗎?它並非是單純的「液體」,而是一種 氣態、液態和固態共同構成的混合物 ,油井從地底開采出的原油更是保持了其原有的性質。

因此,在油井上方點火並不是為了燃燒石油液態或者固態的部份,而是要 燃燒伴隨著它一起出現的瓦斯 。專家稱,這種瓦斯在專業上被稱為 「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瓦斯,而在油井上方點火的操作也並不是什麽迷惑行為。這種燃燒伴生瓦斯的方法, 不僅確保了石油開采的安全,還提高了經濟效益

這些伴生氣當中的成分十分多樣,比如有甲烷、乙烷,此外 可能還含有液態烴、二氧化碳、硫化氫等各種雜質 。假如這些瓦斯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「防患於未然」,防止它們直接進入大氣。

此外,這種行為也從側面為開采省下了不少錢。可能會有人想, 為什麽不將這些瓦斯收集起來呢? 畢竟裏面還有天然氣呢,如果將其收集開發不是能獲得更大的經濟效益嗎?

這種想法沒錯,但是 只適用於含硫量較大的油田 ,對於其他型別的油田以及規模較小的油田都不適用,因為 開發的效益遠遠低於直接燃燒獲得的效益

畢竟如何收集瓦斯並且開發利用需要經過比較復雜的程式,並不是我們想象當中的那麽簡單。國家在綜合考量之下,會 選擇在適宜收集開發伴生氣的油田進行實驗 ,這類創新火炬計畫目前在不少油田當中都有出現。

伴生氣到底是什麽?

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 根據地理位置的不同,也會表現出不同的特點

石油伴生氣產出過程

油井套管伴生氣可燃性瓦斯(C1~C8 的烴類)和不可燃性瓦斯(CO2、N2)兩部份組成,其中85 %以上的油井套管伴生氣中可燃性瓦斯(C1~C8的烴類)的含量占90%以上,只有5口井不可燃性瓦斯(CO2、N2)含量在10 %以上。

在大型油田當中的伴生氣大多是 透過管網直接進入 ,這類伴生氣的瓦斯含量很大,還與附近的管網相連,經過處理之後比較 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於分散,附近也無連通管道,並不利於處理收集

總的來說, 伴生氣能否開發利用是由它的性質所決定的 。一般來說 邊遠井區的零散伴生氣不屬於收集開采範疇 ,因為這類瓦斯不僅分量少還不穩定,並不具備經濟效益。與之相對的另一種伴生氣則可以收集開發,目前這類油田當中的伴生氣開發正在進行當中。

油田伴生氣的綜合利用

隨著油田數量的增加以及大型油田的出現和開發, 創新改建「火炬」燃燒 ,綜合利用油田伴生氣成為了專家們關註和研究的問題。經過不斷地深入,他們 將伴生氣的型別再次細分,針對每一種都提出了專用的回收方法

伴生氣回收裝置圖解

比如說針對「井口套管氣」這種型別,可以 在套管上面直接安裝瓦斯壓力單向泄放裝置 ,這類定壓閥在西峰油田被廣泛使用,取得了不錯的效果。對接轉站、增壓點等密閉型站點的伴生氣則透過 不增壓分輸技術、油氣混輸技術 等方式進行收集利用。

至於產氣量巨大的大型聯合站,大多會使用 使用油罐抽氣技術和原油穩定技術 ,像油罐抽氣技術適用於大多數站場的油罐揮發氣回收,不僅能夠有效收集,還能夠 減少油罐內壁腐蝕性

油罐車揮發氣回收裝置圖解

當透過以上各種技術將油田的伴生氣收集以後,就要根據它們的性質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於 燃料、發電 等領域。伴生氣可以作為 燃料氣 用於油田站點或者基地附近的 生活供氣 ,其使用方式根據油田的伴生氣含量大小而變化。

至於利用伴生氣發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台 燃氣發電機組 ,透過發電機的動能轉化成電能。如果油田的規模很大,還能 在附近建立發電站,利用伴生氣進行發電,再將產生的電用於石油基地 ,做到真正的自給自足。

將燒錢的「火炬」變為創收的電能

從相關的報道來看, 將油井伴生氣從燃燒轉化為電能的綜合利用方式 已經在中國不少油田當中被 推廣使用

比如長慶油田,這裏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在已經很少出現了,因為他們已經將廢氣 「變廢為寶」 。這種變廢為寶的方式就是 發電 ,自2007年時,這裏就已經設定了 32個燃氣發電井組 ,共擁有 燃氣發電站11座 ,這樣的綜合利用使得采油一廠的 經濟效益增加了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 。輕烴生產量從76591t 提高到11682.1t。燃氣發電量基本平穩,CNG生產量從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後,從前的廢氣變成了現在不可或缺的「寶貝」

數據顯示盤古梁油田推廣套用了14台燃氣發電機組,總額定功率達到1142 千瓦,帶動67台抽油機轉動,按照服務合約簽訂的年至少運轉330天計算,全年預計發電904萬千瓦小時,可創造經濟效益近450萬元。

科學的決策

不論是燃燒還是收集,都是專業人員根據當地的實際情況進行考察商議之後作出的決定。中國現在正積極推廣火炬的改建和油田伴生氣的利用,因為根據不少油田的試點情況來看, 油田伴生氣的開發利用前景還是比較廣闊的 ,如果能夠有效開發,能將其從廢氣變為清潔能源。

並且,從環保方面來說,收集肯定比直接燃燒的方式更高, 燃燒之後的部份瓦斯還是有害的,長此以往這些瓦斯進入大氣會造成霧霾等空氣汙染現象 。所以將油田伴生氣從直接燃燒轉變為收集利用,是未來石油開發當中的關鍵事情。

大家都期待著一個個火炬能夠逐漸熄滅,中國的石油開采必然能在科學的決策之下得到 創新和進步