自井流的结合的气体脱水和液体抑制的制作方法_3

文档序号:8491304阅读:来源:国知局
仍然是热的,并且比气相具有更大的热容,因此,分离的液体流在其冷却到具有水合物形成危险的程度之前可以长距离运输。然而,通过添加的水合物抑制剂的合适的选择,可以实现所要求的气体脱水和液体相的抑制,即使在其被运输相当长的距离的情况下。
[0097]如在引言中所讨论的,现有申请P61001792N001公开如本申请中的分离器-冷却器-洗涤器设置的使用,以去除水并然后转移具有最少量注入的水合物抑制剂的气体。然而,不论是此现有申请还是任何其他文献均没有公开或示意由于将具有非常低的水含量的水合物抑制剂添加到分离和冷却的气相中而结合的提供能够满足海底运输规格气流和防止水合物形成的液体烃相,其中在抑制剂添加之后从气相分离出的包含添加的抑制剂的冷凝物与在将气体从液相分离中分离出的液相的部分或全部进行混合。由此,相同的化学物质同时用于气体脱水和水合物抑制。由于不需要水合物再生单元(从气体),这减少了对于甲板空间的需求,并且其简化了物流和存储。
[0098]高压气体比低压气体能够保持更少的水。因此,脱水过程优选地在高压时发生。一些油田可能具有非常低的压力,诸如低到约lObar,在这种情况下可能需要海底压缩。然后,在气体的第一压缩之后或可替换地在压缩阶段之间可以执行现在的脱水。对于压力适中的油田,如高于50bar,脱水可以在此压力发生,并且压缩可以可选择地随后在气体上执行(如先前所涉及的)。
[0099]可替换地,在气体具有低的压力的情况下,如果进一步的水合物抑制剂注入第三气相(见以上进一步的实施方式),脱水可以在低的压力发生,需要另一个分离器并且然后运输第四气相。
【附图说明】
[0100]下文将参考附图通过示例性实施方式进一步详细描述本发明,其中的任何都不应当被解释成限制发明的范围:
[0101]图1示出根据现有的申请P61001792N001的用于水露点降低和水去除的海底设备的示意图。
[0102]图2示出根据本发明的用于气体脱水、水露点降低和水去除的海底设备的示意图。
[0103]图3示出根据本发明的用于气体脱水、水露点降低和水去除的海底设备的可替换的实施方式的示意图。
[0104]图4示出根据本发明的用于气体脱水、水露点降低和水去除的海底设备的另一个可替换的实施方式的示意图。
[0105]图5示出根据本发明的用于气体脱水、水露点降低和水去除的海底设备的另一个可替换的实施方式的示意图。
[0106]具体实施例
[0107]图1示出根据现有的申请P61001792N001的系统和方法的实施方式,其中管线101中的未抑制的热的多相含烃井流进入第一分离器110,在该第一分离器110处气相经由导管102到达冷却器120,该冷却器120将井流冷却到高于水合物温度(20-25°C )的温度。此冷却器的目的是在无需抑制剂的情况下从气体抠出很多水。在导管104中的由第一分离器110分离的分离的液体水相可以通过井口 140重新注入地下地层。
[0108]水的冷凝的液体和冷凝物从冷却器120通过导管105传到诸如冷凝水洗涤器的第二分离器130,在该第二分离器130处,相被分离成通过导管108在顶部处离开的第二气相和通过导管106在分离器130的底部处离开的液相。第二分离器130可以如之前所述的为常规的分离器或更紧凑型分离技术,例如内联分离技术的分离器或洗涤器。
[0109]来自第二分离器130的冷凝液体在导管106中离开,并且与导管103中的主体液相混合成导管133中的结合的液相,该导管103中的主体液相可以为来自第一分离器的主要含烃流。
[0110]在第二分离之后,导管108中的第二气相的水含量减少,典型地,水含量仅为导管101中的井流的原始进入水含量的一小部分。
[0111]然后,导管108中的第二气相被供应到第二多相气体冷却器121。在现有的申请P61001792N001中建议在进入第二冷却器121之前,可通过添加/注入导管191可选择地将水合物抑制剂添加到气相,以防止冷却器内水合物的形成。然而,并没有建议可以使用具有比正常低的水含量的水合物抑制剂,以使得能够产生能够满足海底运输规格的气体流以及产生防止形成水合物的液体烃相。
[0112]冷却的第二气相在诸如冷凝水洗涤器的第三分离器131中从任何冷凝物分离,在该第三分离器131处,相被分离成通过导管111在顶部处离开的第三气相和通过导管161在分离器131的底部处离开的液相。在按规定路线运送到气体运输系统112之前,此第三气相可以可选择地由压缩机152压缩。
[0113]来自101和162的水的大部分在110中被分离出并运送到注入件104中。导管104中的分离的液体水相可以通过井口 140重新注入地下地层。继续在133中的剩余的液体主要由石油和冷凝物组成,具有少量的水。其由主要包含抑制剂、水和冷凝物的液体流161抑制。结合的液相103和少量的水与来自第三分离器131的出口 161的冷凝物和水合物抑制剂一起在导管107中结合。在导管103上的导管106和161以及103的混合点的上游可以出现调节阀150,以防止倒流(flashback)到分离器中和/或调节所述流的混合比例和组成。此结合的液相为热的,且如果没有添加水合物抑制剂,在其冷却到水合物可以形成的温度水平之前,可以如上所述地进行长距离运输。
[0114]P61001792N001公开的发明的目的是减少抑制气体流111和液体流133所需的抑制剂的量。这通过使用分离器110、130、131将气相中的主体水分离而实现。
[0115]图2示出根据本发明的用于气体脱水、水露点降低和水去除的海底设备的示意图。其使用与P61001792N001中公开的发明的实施方式非常类似的构造。
[0116]具体地,首先,管线201中的多相含烃井流通过第一三相分离器210分离成:导管202中的第一气相;导管203中的第一烃液相;以及导管204中的液体水相,第一三相分离器210可以为如上所述地常规的分离器,其中导管204中的分离的液体水相可以通过井口240重新注入地下地层。
[0117]导管202中的第一气相在第一多相气体冷却器220中冷却,以抠出水,但是高于水合物形成温度。水的冷凝液体和冷凝物从冷却器220通过导管205传到第二分离器230,在该第二分离器230处相被分离成通过导管208在顶部处离开的第二气相和在分离器230的底部处离开的液相。在第一实施方式中,如现有技术实施方式中描述地,导管206中的液相可以连接到包含来自第一分离器210的主体液相的导管203。可替换地,来自第一分离器的液相可以通过导管262供应回到第一三相分离器210中,例如以减少在主体液相中的水的含量并因此降低水合物形成的风险。
[0118]然后,导管208中的第二气相被供应到第二多相气体冷却器221。在其到达冷却器之前,经由入口 291(例如注入入口)添加水合物抑制剂。至关重要的是,通过导管291供应的水合物抑制剂必须具有足够低的水含量,以使其能够干燥第二气体,使得第三气相能够满足海底运输规格,例如包含少于5wt%的水、优选地少于Iwt %的水且最优选地为
0.3wt%的水或更少的水的MEG。水合物抑制剂和气相很好地混合同样也是重要的,这可能发生在混合单元(未示出)中。
[0119]因此同样更重要的是,洗涤器231 (见下文)是非常有效的,即其可以从气体除去尽可能多的抑制剂,优选地使得其能够去除至少99%、优选地至少99.5%且最优选地99.9%的进入分离器231的液相。气体在装备有节流阀251的导管281中离开冷却器。节流阀251确保第二气相的膨胀的调节,并从而由于焦耳-汤姆森或焦耳-开尔文效应而将所述相冷却到海水温度以下。可能地,还可期望泵增加液体烃流207中的压力。
[0120]冷却的第二气相在第三分离器231中从任何冷凝物和液体水中分离,能够满足海底运输规格的非常干燥的第三气相离开所述分离器。在按照规定路径运送到气体运输系统212之前,此第三气相可以可选择地通过压缩机252压缩。
[0121]包括注入第二气相的分离的水合物抑制剂的来自第三分离器231的冷凝液体在导管261中离开,并与导管203或233中的来自第一分离器210的主体液相混合成导管207中的结合的液相,当包括来自第一分离器230的水的冷凝物回收到第一三相分离器210中时,导管207中的结合的液相包含非常少的水。在导管203上的导管261 (和可能是206)的混合点的上游可以出现调节阀250,以防止倒流到第一分离器中和/或调节所述流的混合比例和组成。由于结合的液相是热的,其包含较少的水并且其包含原始注入第二气相的水合物抑制剂,因此,此结合的液相可以在不发生水合物形成的情况下长距离运输。
[0122]可以使用导管207上的压缩机或泵218,用于促进第一液相运输到进一步的加工设备或为了便于第一液相运输到进一步加工设备。
[0123]由此,261中的抑制剂用于气体的脱水,并随后(此时抑制剂包含较多的水)进一步用作用于液体烃相207中的水的水合物抑制剂。抑制剂的量和品质可以调整以适应两个目的。这使得能够在导管211中产生非常干燥的气体以及在单相管线207中的包含少量水的受抑制的液体烃产品,所述非常干燥的气体能够满足海底运输规格,并由此可以经由单相气体管线212长距离运输到气体处理设备。包括抑制剂的液体烃可以被安全地运输到另一个目的地,例如到附近的石油枢纽。然后,再生水合物抑制剂。这可以借助于热蒸馏系统实现。此系统典型地包含回收器(脱盐)和蒸馏塔。已经建立了很多这种再生设备。
[0124]图3示出根据本发明的用于气体脱水、水露点降低和水去除的海底设备的可替换的实施方式的示意图。设备的大部分与以上关于图2所描述的相同。由此,首先,管线301中的多相含烃井流通过第一三相分离器310被分离成:导管302中的第一气相;导管303中的第一烃液相;以及导管304中的液体水相,第一三相分离器310可以为如上所述地常规的分离器,其中导管304中的分离的液体水相可以通过井口 340重新注入地下地层。
[0125]导管302中的第一气相在第一多相气体冷却器320中冷却,以抠出水,但是高于水合物形成温度。水的冷凝液体和冷凝物从冷却器320通过导管305传到第二分离器330,在该第二分离器330处,相被分离成通过导管308在顶部处离开的第二气相和在分离器330的底部处离开的液相。在第一实施方式中,如现有技术实施方式中描述的,导管306中的液相可以连接到包含来自第一分离器310的主体液相的导管303。可替换地,来自第二分离器的液相可以通过导管362供应回到第一三相分离器310中,例如以减少在主体液相中的水的含量并因此降低水合物形成的风险。
[0126]然后,导管308中的第二气相被供应到第二多相气体冷却器321。水合物抑制剂在第二冷却器321的上游经由入口 391添加。必要的是,通过导管391供应的水合物抑制剂必须具有足够低的水含量,以确保其干燥第二气体,使得第三气相能够满足海底运输规格。为了保证抑制剂和气相的好的混合,混合物可以在391进入308处(未示出)使用。因此同样更重要的是,洗涤器331是非常有效的,即其可以从气体除去尽可能多的抑制剂,优选地使得其能够去除至少99%、优选地至少99.5、且最优选地99.9%的抑制剂。包含水合物抑制剂的冷却的第二气相在装备有节流阀351的导管381中离开冷却器。
[0127]冷却的第二气相在第三分离器331中从任何烃冷凝物和液体水中分离。第三气相经由气体出口从第三分离器331离开到导管311。在此可替换的实施方式中,导管311设置有用于将进一步的水合物抑制剂添加到第三气相的入口 392,抑制剂具有足够低的水含量,以进一步干燥气体。在经由入口 392的进一步的水合物抑制剂的添加点的下游,第三气相经由导管311供应到具有入口、液相出口和气体出
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