专利名称：生产液态烃组分流和组合的气态烃组分流的方法及其设备的制作方法
技术领域：
本发明提供了一种用于由至少两种多相烃流生产出组合的气态烃流与一种或多种液态烃组分流的方法及其设备。
背景技术：
在本申请的上下文中，多相流至少包括共存的气相和液相，可选地还包括共存的固相。这样的多相流可以多相烃流形式从烃井(诸如天然气井)中产出。该多相烃流可包括多种组分，包括多种烃、水、二氧化碳、诸如硫化氢的硫化物以及其他元素或化合物。传统上，多相烃流可能从烃储层中的一个或多个烃井中经过长距离运输到用于接收和处理多相流的设备中。这是可能发生的，因为例如烃井位于海上，则管道必须将多相烃流运输到岸上处理设施。采油井，无论在同一烃储层或来自不同的烃储层，可提供成分和性质(诸如温度和压力)等特征显著不同的多相流。如果这样的多相流在进行组分分离之前必须被长距离运输，则经济限制可能要求这样的具有不同组分的多相流以组合流的形式在同一管道中运输。于是，必须在组合流中进行组分分离。分离设施将具有一个或多个同样的并行运转的分离串列(train)以便处理该组合流。当井与分离设施之间的距离较远时，来自不同组烃井的不同多相流可位于相同的烃储层或不同的烃储层，它们可在同一管道中共同运载以减少成本，以使得烃提取在经济上可行。使用单条长距离管道要求用来保证管道中的多相流流量足够的一种或多种相同的方法必须(如果采取了任何措施的话)被应用于在管道中运载的所有不同多相流。这些方法在工艺中被称为“流动保障方法”。例如，管道可被隔热、加热或者使水合物抑制剂加入多相流中，其使得运往处理设施期间水合物的形成最少。挪威海的奥门 兰格油田使用了这样的流动保障系统，如在 Journal of Petroleum Technology, August 2007, pages51_61 (发表于2007年8月的《石油技术杂志》(51-61页))中有相应描述，其中水合物抑制剂被加入多相流中。另外，一些烃储层可在不同压力下从不同井中提供多相烃流。在这些情况下，高压多相流的压力通常被减压，以使得它可以被加入较低压力的多相流中并沿着单条管道运输。这在处理设施处利用耗尽型压缩机来对多相流中的至少气态组分进行再压缩通常是必要的。
发明内容
在第一方面，本发明提供了从至少两种多相烃流中生产出液态烃组分流和组合的气态烃组分流的方法，所述方法至少包括以下步骤(I)采用第一串列，所述第一串列包括第一管道，所述第一管道用于来自一个或多个第一烃井的第一多相烃流；第一入口分离器，所述第一入口分离器用来分离第一多相烃流，以提供第一气态烃组分流和第一液态烃组分流；和第一低压分离器，所述第一低压分离器用来分离第一液态烃组分流，以提供第一冷凝组分进料流和第一顶部气态烃流；(2)采用第二串列，所述第二串列包括第二管道，所述第二管道用于来自一个或多个第二烃井的第二多相烃流；第二入口分离器，所述第二入口分离器用来分离第二多相烃流，以提供第二气态烃组分流和第二液态烃组分流；和第二低压分离器，所述第二低压分离器用来分离第二液态烃组分流，以提供第二冷凝组分进料流和第二顶部气态烃流；以及(3)将第二串列下游的第二气态烃流与第一串列下游的第一气态烃流在耗尽型压缩机中进行可选的压缩之后进行组合，以提供组合的气态烃组分流；其中，第一串列与第二串列在结构上不同，以使得第一和第二串列具有不同的操作条件。在第二方面，本发明提供了一种用于从至少两种多相烃流中生产出液态烃组分和组合的气态烃的设备，所述设备包括 -第一串列，所述第一串列包括用于第一多相烃流的第一管道，所述第一管道连接到第一入口分离器的第一入口，所述第一入口分离器具有用于第一气态烃组分流的第一出口和用于第一液态烃组分流的第二出口，所述第二出口与第一低压分离器的第一入口连接，所述第一低压分离器具有用于第一冷凝组分进料流的第一出口和用于第一顶部气态烃流的第二出口 ；以及-第二串列，所述第二串列包括用于第二多相烃流的第二管道，所述第二管道连接到第二入口分离器的第一入口，所述第二入口分离器具有用于第二气态烃组分流的第一出口和用于第二液态烃组分流的第二出口，所述第二出口与第二低压分离器的第一入口连接，所述第二低压分离器具有用于第二冷凝组分进料流的第一出口和用于第二顶部气态烃流的第二出口 ；以及其中，第二入口分离器的第一出口与第一入口分离器的第一出口在第一和第二串列的下游流体连接，以提供组合的气态烃组分流线路，并且其中第一串列与第二串列在结构上不同，以使得第一和第二串列在操作期间具有不同的操作条件。
参照所附的非限制性附图通过举例的方式来描述本发明的实施例，附图中图I显示出根据本发明的方法和设备的一个实施例的第一工艺流程图，其中第一多相烃流包括水合物抑制剂，以使得第一串列包括用于水合物抑制剂的再生单元。图2显示出根据本发明的方法和设备的第二实施例的第二工艺流程图，其中第一串列中的第一管道被加热或者是隔热的，以使水合物形成最少。图3显示出根据本发明的方法和设备的第三实施例的工艺流程图，其中第二多相烃流处于比第一多相烃流低的压力下，以使得第二串列包括消耗式压缩机。图4显示出根据本发明的一个实施例中的工艺示意图，其中采用第三入口分离器。
具体实施例方式出于说明的目的，单个参考数字被指定给一条线路及该线路所运载的流。同样的参考数字表示相同的组分、流或线路。
提出在第一和第二串列中处理第一和第二多相流，第一和第二串列在结构上不同，以使得第一和第二串列具有不同的操作条件。第一和第二串列生产出第一和第二气态烃组分流与第一和第二液态烃组分流。第一和第二气态烃组分流在第一和第二串列下游组合，以提供组合的气态烃组分流。第一和第二串列的不同操作条件可以是包括以下参数的组中的一个或多个操作压力和流动保障策略。不同的流动保障策略可包括包含以下参数的组中的一个或多个参数存在水合物抑制剂、管道的隔热和管道的加热。与不进行隔热或加热的管道相比，管道的隔热或加热两者之一或两者将导致运载于该管道中的多相烃流的操作温度发生变化。推荐使用两个串列的优点在于有差异的多相流可在单独的管道被运输，并且可利用适于每种多相流的特殊要求的串列进行处理。如果要运输的多相流的距离不太远的话，要求可尤其不同。当分离设施容纳在离岸结构(诸如容器或平台)上时，这种情况可能发生，分离设施可定位成离井口较近，从而减小运输多相流的管道的长度。因此，本发明提供下述可能性为多条管道提供单独的流动保障方法，然后在串列·的下游组合气态烃组分流，以用于组合的进一步处理，诸如酸性气体去除、脱水、天然气液态产物(NGL)提取以及液化。提供不同的串列在以下的一种或两种情况下是特别有利的一个或多个第一烃井和一个或多个第二烃井与处理设备较近，比如，设备位于离岸船或平台上的情况。这允许具有不同性质的多相烃流被单独运输和处理。例如，在单独的串列中的高压多相流和低压多相流可在单独的管道中进行运输，以使得可保持高压。这是有利的，因为任何进一步压缩的能量需求都比再压缩已被解压并且与单根管道中与低压多相流进行组合的流所需能量要低。另外，提供两种结构不同的串列允许在每个串列上使用各自的流动保障方法。不同的流动保障方法可用在不同的串列上，或者流动保障方法可用在一串列上，而在另一串列上不使用流动保障方法。例如，水合物抑制方法可应用于一个串列而不用于另一串列，或者不同的水合物抑制方法可用在不同的串列上。以这种方法，可为特定的多相流提供最佳流动保障方法。在此公布的方法和设备在进行离岸操作时是特别有用的。例如，在入口分离器和低压分离器设置在浮式的船或平台上时是特别有用的。如在此所使用的，术语“串列”被定义为多相烃流所采用的流体路线，从一个或多个烃井通过管道，通过入口分离器，从而提供气态烃组分流(它可穿过耗尽型压缩机)和液态烃组分流，该液态烃组分流经过低压分离器，从而提供冷凝组分流和第一顶部气态烃流。当气态烃组分流与来自不同串列的第二气态烃组分流组合以形成组合的气态烃组分流时，给定串列的流体线路可终止。因此，本发明采用至少两个串列，每个串列包括管道、入口分离器和低压分离器，其中这两个串列结构不同。串列还可包括另外的单元和设备，诸如包括用于水合物抑制剂的再生单元和/或包括水处理单元的旁路流处理设备。在一个实施例中，如将在下文参考图I进一步说明的是，建议第一串列运载第一多相烃流，该第一多相烃流包括需要在再生单元中再生的水合物抑制剂，而第二串列不包括。
一些多相烃流由于它们的性质而可能被预先处理成天然气水合物形态。天然气水合物是结晶的水基固体，在结构上与冰类似，其中小的非极性分子(诸如甲烷)被俘获在由氢键水分子形成的笼中。经常在运输多相烃流的管道中发现可导致天然气水合物形成的热力学条件。如果形成的话，天然气水合物晶体可聚集并且降低多相流的流动性，而且在严重的情况下，完全堵塞管道。一旦形成，天然气水合物可通过温度升高和/或压力降低而分解。然而，这样的分解是动态的缓慢过程，所以，优选采取措施来减少天然气水合物的形成。这样的措施通常称为流动 保障方法。这样的流动保障方法包括避免可导致天然气水合物形成的操作条件。例如，一个或多个烃井位于海床上，管道的至少一部分将位于海面下。如果多相烃流被预先处理而导致天然气水合物形成，海水可在管道的位于海面下的部分中冷却多相烃流，并且导致天然气水合物的形成，水合物将粘在第一管道的内表面上，从而减小多相流的流量。天然气水合物的形成可通过下述方式而最小化对管道进行隔热以防止多相流冷却到天然气水合物形成温度。另外地和/或可替代地，管道可设置外部加热以防止多相烃流的温度降低到天然气水合物形成温度。更进一步，另外地和/或可替代地，多相烃流可在其经过管道之前或同时被供给水合物抑制剂。水合物抑制剂是抑制天然气水合物形成的化学品。这种抑制可通过在低温和高压(热力学抑制剂)下使天然气水合物形成平衡反应移动远离水合物形成而进行，抑制天然气水合物的形成反应，以使得形成天然气水合物所花费的时间增加(动力学抑制剂)和/或防止所形成的任何天然气水合物聚集(抗凝聚剂)。热力学抑制剂的例子可以是醇(诸如甲醇)；和/或乙二醇(诸如一乙二醇(MEG)，二乙二醇(DEG)和三乙二醇(TEG))。对于那些情况，MEG由于其在低温具有高粘度是优选的，其中，多相烃流的温度可降低到-10°C或更低。动力学抑制剂的例子包括聚合物和共聚物，诸如在Soc. Petroleum engineers,C. Argo, 37255，1997 与 A. Corrigan, 30696，1997 中公开的阈值生长抑制剂。抗凝聚剂的例子包括两性离子表面活性剂，诸如铵和含有羧酸基的物质。在欧洲专利0526929和美国专利6，905, 605中公开了抗凝聚剂的另一个例子。现在转向图1，显示出包括第一串列A和第二串列B的工艺流程的示意图。第一串列A在第一管道中包括第一多相烃流10。第一管道10具有至少一个上游端。第一管道的至少一个第一上游端诸如经由一根或多根井口歧管与一个或多个第一烃井30连接。一个或多个第一烃井30可例如是天然气田的井。第一多相烃流10可包括烃气体、烃液体、水和固体，该固体包括沙子、微量的管道腐蚀物。例如，第一多相流可以是天然气流，比如在高压下从一个或多个第一烃井30运输天然气的流。天然气流可包含一些有价值的液态组分和气态组分。液态组分可包括天然气液体(NGL)，诸如甲烷、乙烷、丙烷和丁烷；和包括C5+烃的液体冷凝物。气态组分可主要包括甲烷(例如，>80mol% (摩尔百分比))，剩余的是乙烷、氮、二氧化碳和其他微量气体。液态组分和气态组分可被处理以提供天然气液态产物、天然气和液化天然气。在图I的实施例中，第一多相烃流10呈现由包括水合物抑制剂的第一水合物抑制多相烃流形式。水合物抑制剂可以是可被再生的乙二醇，诸如MEG。水合物抑制剂在第一多相流进入第一管道10之前被加入第一多相流中，并且例如可被注入烃储层中或者在一个或多个第一烃井30处被加入。水合物抑制剂可作为水合物抑制剂组分流320被提供，这将在下文进行详细讨论。第一水合物抑制多相烃流10被通入分离设施中的第一入口分离器(诸如气/液分离器)50的第一入口 52。分离设置可位于岸上或者海上。在一个优选实施例中，分离设施位于海上，诸如位于浮式结构上。 第一入口分离器50将第一水合物抑制多相烃流10分离成第一出口 54处的第一气态烃组分流70和第二出口 56处的第一液态烃组分流90。第一液态烃组分流90包括水合物抑制剂。在一个可选实施例中(在图I中未示出)，如果需要升高或降低第一气态烃组分流70和第一液态烃组分流90中的一种或两种的温度的话，第一气态烃组分流70和/或第一液态烃组分流90中的一种或两种可使用热交换器被加热或冷却。低压分离器110设置在分离设施中，其在图I所示实施例的第一串列A中是三相分离器。第一液态烃组分流90被通入第一低压分离器110的第一入口 112。阀91可设置在线路90中，以将第一液态烃组分流90的压力降低到低压分离器110的操作压力。低压分离器110在第一出口 114处提供第一冷凝组分进料流130，在第二出口 116处提供第一顶部气态烃流150，以及在第三出口 118处提供第一失去效能的水合物抑制剂流300。第一失去效能的水合物抑制剂流300可被通入再生单元310的第一入口 312，该再生单元可将水合物抑制剂与水分离开，以在第一出口 314处提供水合物抑制剂组分流320，在第二出口 316处提供再生单元水流325，以及在第三出口 318处提供盐水流327。例如，水合物抑制剂组分流320可以是贫乙二醇流，诸如贫MEG流。盐水流327可包括固体和盐。水合物抑制剂组分流320可被通入一个或多个第一烃井30，重新注入以提供第一水合物抑制多相烃流10。当水合物抑制剂是乙二醇(诸如MEG、DEG和/或TEG)时，再生单元310的存在有着经济上的优势，因为它允许水合物抑制剂的再生再利用。在水合物抑制剂是醇(诸如甲醇)的情况下，从经济的观点来看，水合物抑制剂的再生就不是那么有优势了。这要根据具体情况来检验。在未显示于图I中的一个可选实施例中，第一入口分离器50本身可以是三相分离器。包括液态流(诸如丰MEG流体)的水合物抑制剂，可从第一入口分离器50的第三出口直接通入再生单元310，作为第一再生单元的进料流。可替代的是，包括液态流的水合物抑制剂可以是能被通入水处理单元的含水流。这些线路对于处理烃的未蒸发的燃料液滴(slugs)可以是非常有用的。在未显示于图I中的另一个可选实施例中，再生单元310可被集成到低压分离器110 中。转向第一低压分离器110，第一冷凝组分进料流130经由阀131被通入第一冷凝稳定器170中。可执行热交换步骤(未显示)以将温度调节到第一冷凝稳定器170的期望操作温度。第一冷凝稳定器170在稳定器底部处或底部附近提供第一冷凝组分流190以及提供第一冷凝物已分离的气态烃流210。第一冷凝物已分离的气态烃流210被通入第一分离鼓330中，以分离出任何液态组分并且提供作为顶部气态流的第一压缩机进料流350，以及在分离鼓底部处或底部附近提供第一低压分离器循环流370，该第一低压分离器循环流例如通过被注入第一液态烃组分流90中而返回第一低压分离器110。泵371设置用于升高压力，从而允许循环流体370返回第一低压分离器110。第一压缩机进料流350被通入第一压缩机390，该第一压缩机经由第一轴395被第一压缩机驱动器Dl驱动。在本实施例中，第一压缩机390是多级压缩机。可替代方案可是可能的，诸如串联的两个单级压缩机。第一压缩机进料流350被通入第一压缩机390的低压级以提供第一压缩流410。第一压缩流410可被注入到来自第一入口分离器50的第一气态烃组分流70中。回到第一低压分离器110,第一顶部气态烃流150可被通入第二分离鼓155,从而分离出任何液态组分并提供作为顶部气态组分的第一中压输入流156。第一中压输入流156可被通入第一压缩机390的中压级。来自第二分离鼓155的底部流(未显示)可返回到第一液态烃组分流90。
图I进一步显示了第二串列B，该第二串列与第一串列A在结构上不同，以使得第一串列(A)和第二串列(B)具有不同的操作条件。与第一串列A类似地，第二串列B在第二管道20中包括第二多相烃流20。第二管道20具有至少一个上游端。第二管道的至少一个上游端例如经由一个或多个第一井口歧管与一个或多个第二烃井40连接。一个或多个第二烃井40例如可以是天然气田的井。第二烃井40可以位于与一个或多个烃井30相同的或不同的烃储层中。但是，第二多相烃流20与第一多相烃流IO相比具有不同性质，从而第二多相烃流20没有被注入水合物抑制剂。第二串列B因此不需要用于分离和去除水合物抑制剂的再生单元，所以与第一串列A结构不同。第二多相烃流20被通入在与第一入口分离器50相同的分离设施中的第二入口分离器(诸如气/液分离器)60的第一入口 62。第二入口分离器60可将第二多相烃流20分离成第一出口 64处的第二气态烃组分流80以及第二出口 66处的第二液态烃组分流100。在图I未显示出的一个可选实施例中，在需要提高或降低第二气态烃组分流80和/或第二液态烃组分流100的温度时，第二气态烃组分流80和/或第二液态烃组分流100可在热交换器中被加热或冷却。第二液态烃组分流100经由阀101被通入第二低压分离器120的第一入口 122。第二低压分离器120在第一出口 124处提供第二冷凝组分进料流140，以及在第二出口 126提供第二顶部气态烃流160。第二冷凝组分进料流140可被可选择地冷却(未显示)，并经由阀141通入第二冷凝稳定器180，以及通入可选的热交换器(未显示)。第二冷凝稳定器180在稳定器底部处或附近提供第二冷凝组分流200，以及提供第二冷凝物已分离的气态烃流220。第二冷凝组分流200可与来自第一串列A的第一冷凝组分流190组合，从而提供组合的冷凝组分流体230。第二冷凝物已分离的气态烃流220被通入第三分离鼓340，以分离出任何液态组分，并且提供作为顶部气态流的第二压缩机进料流360，以及在第三分离鼓底部处或附近提供第二低压分离器循环流380，第二低压分离器循环流将借助于第二泵381及适宜地通过注入到第二液态烃组分流100而返回第二低压分离器120中。
第二压缩机进料流360被通入第二压缩机400，该第二压缩机经由第二轴405被第二压缩机驱动器D2驱动。优选地，第二压缩机进料流360被通入第二压缩机400的低压级以提供第二压缩流420。与第一串列A中的第一压缩机390类似地，第二压缩机可为所示的多相压缩机或类似物。回到第二低压分离器120，第二顶部气态烃流160可被通入第四分离鼓165中，以分离出任何液态组分，并提供作为顶部气态流的第二中压进料流166。第二中压进料流166被通入第二压缩机400的中压级以提供第二压缩流420。第二压缩流420可被注入到来自第二入口分离器80的第二气态烃组分流80中。在串列A与B的下游，第二气态烃组分流80与第一气态烃组分流70 (来自第一串列A)在组合器262处进行组合，以提供组合的气态烃组分流260。组合的气态烃组分流260在天然气处理设备(在图I中显示为开放的虚线框)600中被进一步处理。组合的气态烃组分流260的进一步处理(如图所示)可包括将组合的气 态烃组分流260通入进料分离器430中(其可以是气/液分离器)，以提供顶部进料气体流440和进料分离器底部流450。进料分离器底部流450中的至少一部分可返回到第一分离器110和第二分离器220的之一或两者。例如，如图I所示，进料分离器底部流450的一部分450a可经由阀451a被注入第一液态烃组分流90。类似地，进料分离器底部流450的一部分450b可经由阀451b被注入第二液态烃组分流100。以这种方式，如图I所示的实施例从结构上彼此不同的第一串列和第二串列提供了组合的气态烃组分流260和组合的冷凝组分流230。特别地，只有第一串列A需要存在用于水合物抑制剂的再生单元329。第二串列B利用不同的流动保障方法(例如参见图2实施例的串列A)，或者不利用流动保障方法。因此，对于以上讨论的第二方面，图I中的实施例提供了 所述第一管道10用于第一水合物抑制多相烃流10，所述第一入口分离器50的第一出口 54连接到组合的气态烃组分流线路260的入口 262，所述入口 262还连接到第二入口分离器60的第一出口 64 ;所述第一低压分离器110还包括用在第一失去效能的水合物抑制剂流300的第三出口 118，所述第三出口连接到水合物抑制剂再生单元310的第一入口 312 ;所述水合物抑制剂再生单元310具有用于水合物抑制剂组分流320的第一出口 314 ;以及其中所述第二低压分离器120的出口不与水合物抑制剂再生单元连接。图2显示出在此公开的方法和设备的第二实施例，其中，与第二串列B以及与图I中的实施例相比，第一串列A使用了不同的流动保障方法。特别地，不是将水合物抑制剂注入到第一多相烃流中，而是第一管道10至少在第一管道可能经受冷却的部分(其可导致第一多相烃流中的天然气水合物形成)处设置有隔热套/加热套15中的一种或两种。例如，如果一个或多个第一井口 30是在海面下的井口，第一管道10在管道的至少深海部分处可以是第一绝热管道和/或受热管道。第一管道10的隔热和/或加热足以将第一多相烃流10的温度保持在该种特定多相成分的天然气水合物形成温度以上。因此，第一多相烃流10将到达处理设备的第一入口分离器50，而不会有明显的天然气水合物形成。第一串列A具有与图I实施例中的第一串列相似的构造，只是第一低压分离器110的第三出口 118提供第一水组分流270。第一水组分流270被通入水处理单元280的第一入口 282，以将水和第一水组分流270中的其余组分(例如液态烃)分离开，从而在第一出口 284处提供水流290。除了第二低压分离器120与第二稳定器180的连接的方式以外，第二串列B具有与图I中的第二串列B类似的构造，所以在此不再赘述。特别地，图2中的实施例显示出用于处理第一和第二冷凝组分进料流130、140的可能的替代线路。不是将每种冷凝组分进料流130、140供给到它们各自的冷凝稳定器170、180中，而是第一和第二冷凝组分进料流130、140首先被组合成组合的冷凝组分进料流135。组合的冷凝组分进料流135的部分135a、135b于是可根据需要经由相应的阀136a和136b被分别通入第一和第二冷凝稳定器170、180。冷凝组分进料流的组合和随后的再分开允许第一和第二冷凝组分进料流130、140在两个冷凝稳定器170和180中平衡，甚至允许其中一个稳定器被取出以进行离线修理或维护，而不需要不得不完全停止分离设施中的冷凝稳定工·序。以这种方式，图2所示的实施例从结构上不同的第一和第二串列提供组合的气态烃组分流260和组合的冷凝组分流230。特别地，只有第一串列A需要在第一管道10上存在绝热和/或加热套15。第二串列B将利用不同的或不使用流动保障方法或不使用流动保障方法。因此，对于以上讨论的第二方面，图2的实施例提供了 所述第一管道10从包括下述流的组中的一个或两个进行选择第一隔热管道、第一加热管道，并且所述第一管道用于第一水合物抑制多相烃流10 ;第一入口分离器50的第一出口 54连接到组合的气态烃组分流线路260的第一入口 262，所述第一入口 262还连接到第二入口分离器60的第一出口64 ;第一低压分离器110还包括用于第一水组分流270的第三出口 118，所述第三出口连接到水处理单元280的第一入口 282 ;所述水处理单元具有用于水流290的第一出口 284 ;所述第二低压分离器120的出口不与水处理单元280连接。在操作条件下，第一和第二线路10、20以及第一和第二入口分离器50、60中的压力可在35bara与75bara(整个说明书中的压力都是绝对压力)之间。第一和第二低压分离器110、120可在从15bara到35bara范围内(典型地在大约25bara下)的压力下以及通常在35°C到70°C的范围内的温度下操作。该范围的较低界限可以是40°C，较高界限可以是60°C。特别地，较低界限的额外安全边缘是很重要，这是因为在低于30°C的温度下，乳化液可形成，其可降低烃相与水相的分离。高于60°C与70°C之间的温度将不利地增大第一和第二压缩机390、400的尺寸。第一和第二冷凝稳定器170、180的操作压力根据操作温度可以在从5bara到IObara之间的范围内。典型地，大约6bara是适宜的，其中操作温度在大约130°C到140°C之间。组合的气态烃组分流260的压力可低一点，典型的是大约5bar，低于第一和第二管道10、20中的压力，诸如从50bara到70bara，适宜的是65bara。对于这一点，温度通常大约等于环境温度，例如30°C。图3显示出在此所描述的方法和设备的一个实施例，其中，第二多相烃流20与第一多相烃流10相比处于较低压力下。因此，第二多相烃流20可以是低压第二多相烃流20，而第一多相烃流10可以是第一高压多相烃流10。在本文中，术语“高压”用于与第二“低压”多相烃流20的较低压力相比较。
第一高压多相烃流10如图I和2所描述在第一入口分离器50中被处理，以在顶部提供第一气态烃组分流70以及提供第一液态烃组分流90。处于比第一多相烃流10低的压力下的第二多相烃流20被通入第二入口分离器60的第一入口 62，该第二入口分离器在比第一入口分离器50低的压力下操作。它在顶部、在第一出口 64处提供第二低压气态烃组分流80a以及在第二出口 66处提供第二液态烃组分流 100。第二低压气态烃组分流80a处于比相应的第一气态烃组分流70低的压力下。第二低压气态烃组分流80a在其在串列A和B的下游与来自第一入口分离器50的相应顶部流体70进行组合之前必须被压缩。第二低压气态烃组分流80a因而或者直接通入第二耗尽型压缩机240的入口 242 (经虚线)，或者经由提供第二耗尽型压缩机顶部气态流体505的第二耗尽型压缩机分离鼓500进入第二耗尽型压缩机240的入口 242。第二耗尽型压缩机240经由耗尽型压缩机轴245被耗尽型压缩机驱动器D3驱动。第二耗尽型压缩机240在第一入口 244处提供压缩的第二气态烃流250，该第二气态烃流处于与第一气态(例如高压的)组分烃流70基本相同的压力下。压缩的第二气态烃流250·因而可以与第一气态(例如高压的)组分流70进行组合，以提供组合的气态组分烃流260，如图I和2所述，该组合的气态组分烃流可被通入进料分离器。适宜地，第二耗尽型压缩机240能够处理与30bara —样低的吸入压力。这使第二多相烃流20的可接受压力范围延伸到低至35bara。适宜地，由于是普通的I耗尽型压缩单元，第二耗尽型压缩机240的控制方案是基于固定速度驱动和(过量的)吸入节流(未显示)的，以便达到恒定吸入压力，例如30bara。图3的实施例仍然提供一种用于处理第一和第二冷凝组分进料流130、140以及第一与第二顶部气态烃流150、160的可替代线路。特别地，以与图2实施例类似的方式，第一和第二冷凝组分进料流130、140被组合以提供组合的冷凝组分进料流135。组合的冷凝组分进料流135被通入组合冷凝稳定器175，该组合冷凝稳定器具有足够大的尺寸以处理第一低压分离器110、120的组合输出量。单个阀136可设置在组合的冷凝组分进料流线路135中(如图3所示)，和/或在每一个第一和第二冷凝组分进料流线路130、140中设置阀。组合的冷凝稳定器175在稳定器底部处或附近提供组合的冷凝组分流230以及提供组合的冷凝物已分离出的气态烃组分流215。组合的冷凝物已分离出的气态烃组分流215被通入组合的压缩机分离鼓335，以分离出任何液态组分以及提供作为顶部气态流的组合压缩机进料流355以及在组合压缩机分离鼓底部处或附近提供组合的分离器循环流375，该分离器循环流作为部分流体375a、375b优选地借助于一个或多个泵376a、376b以及(例如)通过注入到第一和第二液态烃组分流90、100中而返回到第一和第二低压分离器110,120之一或两者中。组合的压缩机进料流355被通入组合压缩机395中，该组合压缩机经由组合轴396被第一压缩机驱动器D4驱动。优选地，组合的压缩机进料流355被通入组合压缩机395的低压级，以提供组合的压缩流415。组合压缩机395可以是上述的用于第一和第二压缩机390,400的多相压缩机。组合的压缩流415可被注入到来自第一入口分离器50的第一气态烃组分流70中，或者可被注入到来自第二耗尽型压缩机240的压缩的第二气态烃流250中，或者可被注入到串列A和B下游的组合流260中。
返回到第一低压分离器110，第一顶部气态烃流150可与来自第二低压分离器120的第二顶部气态烃流160进行组合，以提供组合的顶部气态烃组分流155。组合的顶部气态烃组分流155被通入组合的顶部分离鼓157，以分离出任何液态组分以及提供作为顶部气态流的组合的中压进料流158。组合的中压进料流158被通入组合压缩机395的中压级，以提供组合的压缩流415的一部分。任何液态组分都可从组合的顶部分离鼓157抽出以作为底部流体(未显示)，并返回第一和第二液态烃组分流90、100的之一或两者。以这种方式，图3所示的实施例从结构不同的第一和第二串列提供组合的气态烃组分流260以及组合的冷凝组分流230。特别地，只有第二串列B需要存在第二耗尽型压缩机240，这是因为第二多相烃流20处于比第一多相烃流10低的压力下。第一串列A不含有第一耗尽型压缩机，这是因为第一气态烃组分流70与第二低压气态烃组分流80a相比已经处于高压了。第一和第二串列A、B可利用相同的流动保障方法、不同的流动保障方法或者不使用流动保障方法。
因此，关于以上讨论的第二方面，图3的实施例提供了 所述第一管道10用于第一高压多相烃流10，所述第一入口分离器是具有用于第一气态烃组分流70的第一出口 54和用于第一液态烃组分流90的第二出口 56的第一入口分离器50 ;所述第二管道20用于第二低压多相烃流20，所述第二入口分离器具有用于第二气态烃组分流80的第一出口 64和用于第二液态烃组分流100的第二出口 66，所述第二入口分离器在低于第一入口分离器50的压力下操作，其中所述第二低压入口分离器60的所述第一出口 64与第一耗尽型压缩机240的第一入口 242可选地经由第一耗尽型压缩机分离鼓500而流体连通；所述具有第一出口 244的第一耗尽型压缩机240与组合的气态烃组分流线路260的入口 262连接，所述入口 262还与入口分离器50的第一入口 54连接；并且，所述第二入口分离器60的所述第二出口 66是连接到第二低压分离器120的第一入口 122，所述第二低压分离器120具有用于第一冷凝组分进料流140的第一出口 124和用于第一顶部气态烃流150的第二出口 126。图4显示出另一个实施例。图4以简化形式显示出串列A和B :第一和第二管道10、20(容纳第一和第二多相烃流)、第一和第二入口分离器50、60、第一和第二气态烃组分流70、80、第一和第二液态烃组分流90、100。另外，提供了第三入口分离器55以接收第三多相烃流15，该第三多相烃流15可以是以上讨论的第一和第二多相烃流10、20，或者是不同的第三多相烃流。第三入口分离器55从第三多相烃流15中分离出气态组分和液态组分，以提供第三气态烃组分流75和第三液态烃组分流95。第三气态烃组分流75可被通入包括以下流的组中一个或多个流中第一气态烃组分流70 (经由可选的线路76)，第二气态烃组分流80 (经由可选的线路77)，以及组合的气态组分流260 (经由可选的线路78)。同样，第三液态组分烃流95可被通入包括下述流的组中一个或多个流中第一液态烃组分流90 (经由可选的线路96)和第二液态烃组分流100 (经由可选的线路97)。例如，水合物抑制剂(诸如乙二醇)可被注入到多相烃流中以抑制在处理设施的入口分离器处的水合物形成。然而，在满负荷生产时可在入口分离器处达到高的入口温度。在这样的情况下，第三入口分离器可在线用来将第三气态组分烃流分流到第一和第二气态组分烃流的之一或两者中。第三入口分离器55还可用作测试分离器。
图4还表明组合的气态组分烃流260可在天然气处理设备600中进行进一步处理，以从组合的气态组分烃流260中生产出液化烃流610 (例如液化天然气)。进一步处理可包括从组合的气态烃组分流260中分离不需要液化的组分，诸如酸性气体的去除、汞的去除、脱水、从组合的气态组分流中去除天然气液体以及与外部或内部制冷剂进行热交换以将组合的气态组分流冷却到其起泡点以下。可使用对于本领域技术人员来说已知的许多天然气液化方法，在此不再进行进一步解释。
在此公开的方法和设备特别适用于浮式生产储存卸载(FPSO)构思以及浮式液化天然气(FLNG)构思。这样的构思将从天然气井中生产出的石油或天然气的引入、石油或天然气处理、任何液化工艺、储罐、装载系统以及其他基础设施组合到单个浮式结构中。这样的结构是有利的，因为它提供了相对于岸上加工和液化工厂的海上可选方案。FLNG驳船可停泊在油气田处或附近，水足够深以允许将产品卸载到运输载体船上。如以上参考图所讨论的，多相流10、20可都产自海面下的井，经由单个转塔进入位于海平面上的离岸结构。海上结构可特别地非常靠近可向多相管道线路之一(比如串列B的线路20)供料的一组井，并且同时接收从位置较远的井或一组井生产出的另一多相烃流，并且例如需要与其他多相管道不同的流动保障方法。本发明使得给多组井中的每口井应用不同的流动保障方法或操作条件成为可能。在上述发明的实施例中所采用的阀显示为减压装置的一个实例。本领域技术人员理解这些阀中的一个或多个可由任何类型的减压装置取代或补充。在上述发明的实施例中所采用的压缩机驱动器可以是任何适宜的类型，包括但不限于电动马达、燃气轮机或蒸汽轮机或者它们的组合。在上述发明的实施例中所采用的组合器可以是任何适宜的类型，诸如T-接头。本领域技术人员应理解的是，本发明可以不同的方式实施，而不会脱离所附权利要求书的范围。
权利要求
1.一种用于从至少两种多相烃流(10、20)中生产出液态烃组分流(90、100)和组合的气态烃组分流(260)的方法，所述方法至少包括以下步骤 (1)采用第一串列(A)，所述第一串列包括第一管道(10)，所述第一管道用于来自一个或多个第一烃井(30)的第一多相烃流(10);第一入口分离器(50)，所述第一入口分离器用来分离第一多相烃流(10)，以提供第一气态烃组分流(70)和第一液态烃组分流(90);和第一低压分离器(110)，所述第一低压分离器用来分离第一液态烃组分流(90)，以提供第一冷凝组分进料流(130)和第一顶部气态烃流(150)； (2)采用第二串列(B)，所述第二串列包括第二管道(20)，所述第二管道用于来自一个或多个第二烃井(40)的第二多相烃流(20);第二入口分离器(60)，所述第二入口分离器用来分离第二多相烃流(20)，以提供第二气态烃组分流(80)和第二液态烃组分流(100)；和第二低压分离器(120)，所述第二低压分离器用来分离第二液态烃组分流(100)，以提供第二冷凝组分进料流(140)和第二顶部气态烃流(160);以及 (3)将第二串列(B)下游的第二气态烃组分流(80)与第一串列(A)下游的第一气态烃组分流(70)组合，以提供组合的气态烃组分流(260)； 其中，第一串列(A)与第二串列(B)在结构上不同，以使得第一和第二串列(A、B)具有不同的操作条件。
2.根据权利要求I所述的方法，其中，第一和第二串列(A、B)之间的结构不同在于存在一个或多个存在于第一和/或第二串列中的下述差异性特征 -用于压缩第一或第二气态烃组分流(70、80)的耗尽型压缩机(240)； -在第一或第二管道(10、20)中的隔热单元和加热单元(15)中的一个或两个；以及 -水合物抑制处理单元(280、310)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，存在于第一和第二串列(A、B)中的一个中的一个或多个差异性特征并不存在于所述第一和第二串列(A、B)中的另一个中。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，在步骤(I)中采用第一串列(A)包括 (a)使来自一个或多个第一烃井(30)的第一多相烃流(10)沿着第一管道(10)通入； (b)在第一入口分离器(50)中将第一多相烃流(10)分离成它的气态组分和液态组分，以提供第一气态烃组分流(70)和第一液态烃组分流(90)； (c)在第一低压分离器(110)中以较低压力使第一液态烃组分流(90)分离，以提供第一冷凝组分进料流(130)和第一顶部气态烃流(150);以及 -在步骤⑵中采用第二串列⑶包括 (d)将来自一个或多个第二烃井(40)的第二多相烃流(20)沿着第二管道(20)通入； (e)在第二入口分离器(60)中将第二多相烃流(20)分离成它的气态组分和液态组分，以提供第二气态烃组分流(80)和第二液态烃组分流(100)； (f)在第二低压分离器(120)中以较低压力使第二液态烃组分流(100)分离成它的气态组分和液态组分，以提供第二冷凝组分进料流(140)和第二顶部气态烃流(160)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一多相烃流(10)选自包括下列流的组水合物抑制的多相烃流，非水合物抑制的多相烃流，高压多相烃流和低压多相烃流，并且其中第二多相烃流与第一多相烃流不同。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，第一串列(A)在第一流动保障方法下操作，而第二串列(B)不在第一流动保障方法下操作。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，用于第一多相烃流(10)的第一流动保障方法抑制水合物形成，并且选自包括以下方法的组中的一种或多种 (i)在将来自一个或多个第一烃井(30)的第一多相烃流(10)沿着第一管道(10)通入时或之前，将水合物抑制剂注入第一多相烃流(10)中； ( )用隔热单元(15)对第一管道(10)进行隔热；以及 (iii)用加热单元(15)加热第一管道(10)。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，在流动保障方法(i)中，水合物抑制剂选自包括下述抑制剂的组中的一种或多种热力学抑制剂，诸如醇类或乙二醇类中的一种或两种；动力学抑制剂；和抗凝聚剂。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中在第一串列A中的第一低压分离器(110)内的分离过程还提供第一水组分流(270)，所述方法还包括以下步骤 (g)在水处理单元(280)中处理第一水组分流(270)以提供水流(290)。
10.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中，第一多相烃流(10)是包括水合物抑制剂的第一水合物抑制的多相烃流，并且其中，在第一串列A中的第一低压分离器(110)内的分离过程还提供第一失去效能的水合物抑制剂流(300)。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括以下步骤 (h)在再生单元(310)中处理第一失去效能的水合物抑制剂流(300)，以提供水合物抑制剂组分流(320)，以及可选地包括其他步骤 (i)将水合物抑制剂组分流(320)注入一个或多个第一烃井(30)中的一个或多个中。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，第二多相烃流(20)是低压多相烃流，第一多相烃流(10)是高压多相烃流，第一入口分离器(50)在比第二入口分离器(60)高的压力下操作；所述方法还包括以下步骤 U)在耗尽型压缩机(240)中压缩第二气态烃组分流(80)，以提供压缩的第二气态烃流(250)，所述第二气态烃组分流是第二低压气态组分烃流(80a);以及 (k)将压缩的第二气态烃流(250)与第一气态烃组分流(70)组合，以提供组合的气态组分烃流(260)。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括以下步骤 (I)将第三多相烃流(15)通入第三入口分离器(55)中； (m)在第三入口分离器(55)中分离第三多相烃流(15)，以提供第三气态烃组分流(75)和第三液态烃组分流(95)； (η)将第三气态烃组分流(75)通入包括下述流的组中的一种或多种中第一气态烃组分流(70)、第二气态烃组分流(80)和组合的气态烃组分流(260);以及 (ο)将第三液态组分烃流(95)通入下述流中的一种或两种中第一液态烃组分流(90)和第二液态烃组分流(100)。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，组合的气态组分烃流(260)被进一步处理，以由组合的气态组分烃流(260)生产出液化烃流￠10)。
15.一种用于从至少两种多相烃流(10、20)中生产出液态烃组分(90、100)和组合的气态烃(260)的设备，所述设备包括-第一串列(A)，所述第一串列包括用于第一多相烃流(10)的第一管道(10)，所述第一管道连接到第一入口分离器(50)的第一入口(52)，所述第一入口分离器(50)具有用于第一气态烃组分流(70)的第一出口(54)和用于第一液态烃组分流(90)的第二出口(56)，所述第二出口(56)与第一低压分离器(110)的第一入口(112)连接，所述第一低压分离器(110)具有用于第一冷凝组分进料流(130)的第一出口(114)和用于第一顶部气态烃流(150)的第二出口 (116);以及 -第二串列(B)，所述第二串列包括用于第二多相烃流(20)的第二管道(20)，所述第二管道连接到第二入口分离器￠0)的第一入口(62)，所述第二入口分离器￠0)具有用于第二气态烃组分流(80)的第一出口 ￠4)和用于第二液态烃组分流(100)的第二出口(66)，所述第二出口 ￠6)与第二低压分离器(120)的第一入口(122)连接，所述第二低压分离器(120)具有用于第二冷凝组分进料流(140)的第一出口(124)和用于第二顶部气态烃流(160)的第二出口(126);以及 其中，第二入口分离器(60)的第一出口(64)与第一入口分离器(50)的第一出口(54)在第一和第二串列(A、B)的下游流体连接，以提供组合的气态烃组分流线路(260)，并且其中第一串列(A)与第二串列(B)在结构上不同，以使得第一和第二串列(A、B)在操作期间具有不同的操作条件。
全文摘要
第一和第二多相流在第一和第二串列中进行处理，该第一和第二串列在结构上彼此不同，以使得第一和第二串列具有不同的操作条件。第一和第二串列生产出第一和第二气态烃组分流与第一和第二液态烃组分流。第一和第二气态烃组分流在第一和第二串列下游组合，以提供组合的气态烃组分流。
文档编号E21B43/36GK102803651SQ201080024252
公开日2012年11月28日 申请日期2010年5月31日 优先权日2009年6月2日
发明者W·达姆, D·W·范德马斯特, J·J·B·佩克 申请人:国际壳牌研究有限公司