一、应用领域

本成果主要应用于长庆油田靖边含硫气田。长庆油田是全国重要的天然气能源基地，2022年油气当量突破6500×10⁴t，建成天然气年产量突破500×10⁸m³的战略大气区（20℃，101.3kPa，下同）；同时长庆油田处于中国天然气供应中心枢纽地带，实现长期平稳供气对于国家能源安全具有重要的战略意义。靖边气田作为长庆气区发源地，面积1.25万平方公里，建井1833口、集气支干线1966.91km，已建成65×10⁸m³生产能力，占长庆气田天然气总产量1/8，1997年以来，累计向陕西省供气超660×10⁸m³。

随着气田开发，部分气井压力低于集气站的最低进站压力，无法自然发挥产能。因气田区域面积大、井站多、分布散，区域内环境敏感区多，既要考虑开发效果，又要利用已建设施、考虑工程经济性，稳产期地面工艺模式确定困难；同时国标对产品天然气标准（H₂S含量由20mg/m³降低至6mg/m³）和尾气排放指标（SO₂排放由速率排放提高至800mg/m³）要求进一步提升，另外H₂S脱除深度提高，使得天然气中CO₂脱除深度也提高，致使天然气商品率降低，所以对净化工艺提出了更高要求。

为高效履行向陕西西安及周边地区安全、稳定供气的社会责任，本成果从气田稳产模式、集输工艺技术、天然气净化及尾气处理工艺等方面开展攻关研究，确保靖边气田65亿方/年高质量稳产。

二、研究内容及取得的主要成果

以“提质增效、控制投资、安全环保、工艺先进”为原则，从总体布局优选、地面工艺优化、净化工艺升级、安全环保问题专项治理等方面开展研究，形成了4种工艺技术、研发了11种装置，总结形成以下四项成果：

1、形成了含硫气田稳产期地面集输工艺技术。结合后期气井生产特点与已建系统设施，通过采气管线串接、压力系统优化、站场流程优化等，实行了中压集气工艺，满足了稳产期工况及气质变化需求。

2、创建了复杂管网条件下含硫气田的整体增压稳产工艺技术。通过研究已建管网、站场、净化系统的适应性，对比确定了气田“区域增压+单站增压”整体增压开采模式，并立足气田区域现状，研发应用了含硫天然气集气一体化集成装置、含硫天然气注醇一体化集成系统、闪蒸分液集成装置、两相分离计量橇装装置等4种装置，设计了产品三甘醇脱水一体化集成装置，形成了增压站总体布局技术、适应山地建设的“橇装化、立体化”上下古合采站布置技术，减少了占地面积、提高了建设效率。

3、形成了高碳硫比天然气净化及硫回收工艺技术。结合原料气特点及各项指标要求，通过关键参数确定、再生温度优化等，提高了脱硫脱碳脱除效果；同时针对低含硫酸气特点形成硫回收工艺，研发应用了低硫高碳酸气硫回收装置、高碳尾气二氧化碳回收装置、低浓度酸气处理装置、硫磺回收尾气冷凝分离设备、硫回收尾气处理装置等5种装置，满足脱硫、提高商品率的要求。

4、构建了含硫气田稳产的安全、环保技术。针对生产实际提出站场无人值守、压缩机噪音治理、NOx控排和VOCs减排等专项工艺技术，研发并应用了三甘醇再生尾气处理装置、处理含H₂S酸气的吸收及焚烧系统等2种装置，提高了气田开发安全环保水平。

三、创新点

1、首创了含硫气田“井下节流、井间串接、中压集气、常温分离、橇装脱水”的中后期地面生产集输工艺，解决了稳产期工况及气质条件变化导致的集输技术难题，实现了气田由自然生产向增压开采平稳过渡。获得授权发明专利2项：“一种低渗透气田集输系统及其集输方法”（ZL201510146411.6）、“一种基于多储层合采气田的地面高低压混合气液分离系统”（ZL201510135236.0），授权实用新型专利1项：“下古含硫天然气和上古不含硫天然气合采系统”（ZL201920602489.8）、出版专著1册：《天然气地面工艺技术》。

2、研发应用了天然气集气一体化集成装置等4种新型装置，创建了含硫整装气田“区域增压+单站增压”的集输新工艺，解决了低压气井的稳产难题，实现了气田稳产期经济、高效开发。获得授权发明专利4项：“天然气集气处理一体化集成装置”（ZL201910841598X）、“一种含硫天然气集气一体化集成装置”（ZL201520556992.6）、“一种含硫天然气注醇一体化集成系统”（ZL201520557224.2）、“一种闪蒸分液集成装置”（ZL201520085456.2），授权实用新型专利1项：“一种两相分离计量橇装装置”（ZL201720473657.9），发表论文1篇：《靖边气田增压开采工艺技术研究》。

3、发明了“‘MDEA+DEA混合溶液’深度脱硫浅度脱碳+‘选择直接氧化法+尾气正压焚烧+NaOH碱洗双塔脱硫+硫酸钠MVR蒸发结晶’”的高碳硫比天然气净化工艺技术，研发应用了低硫高碳酸气硫回收装置等5种新型装置，产品气各项指标均优于国家一类气质指标，同时实现了天然气净化厂SO₂达标排放、液废及固废“零”排放。获得授权发明专利7项：“一种原料气天然气深度脱碳工艺”（ZL 201510189527.8）、“一种天然气净化厂低硫高碳酸气硫回收工艺及装置”（ZL 2016 1 0385219.7）、“一种天然气净化厂高碳尾气二氧化碳回收方法及装置”（ZL 201510189527.8）、“一种组合式天然气净化厂低浓度酸气处理装置及方法”（ZL 201410678808.5）、“一种硫磺回收尾气冷凝分离设备”（ZL201610471581.6）、“一种用于处理含H₂S酸气的吸收及焚烧系统及方法”（ZL201410755160.7），授权实用新型专利1项：“一种用于处理含H₂S酸气的吸收及焚烧系统”（ZL201420776237.4），发表论文5篇：《烟气脱硫中高含量亚硫酸钠的氧化过程研究及其工业应用》、《气-气换热器在天然气脱硫脱碳装置中的应用》、《长庆气田天然气净化厂脱硫脱碳工艺优化探讨》、《天然气净化厂低浓度酸气处理工艺探讨》、《组合式硫回收尾气处理工艺在天然气净化厂的应用》，形成专有技术1项：《一种组合式天然气净化厂硫回收尾气处理工艺》（ZYJS2022-035S）。

4、构建了“站场无人值守+噪音治理+尾气治理+管道腐蚀控制”的含硫气田稳产安全环保技术体系，研发应用了三甘醇尾气焚烧装置等4种新型装置，研发了“高含H₂S/CO₂环境油气管道桐油松香咪唑啉缓蚀剂”等产品，有效减少了噪音污染及NOx、VOCs排放，支撑了气田“绿色、低碳”开发。获得授权发明专利1项：“一种天然气压缩机橇带式降噪隔声罩及安装方法”（ZL202011049317.6），授权实用新型专利3项：“一种气田地面无人值守监控装置”（ZL201120093009.3）、“一种集气站智能安防监控装置”（ZL201120059948.6）、“一种三甘醇再生尾气处理装置”（ZL201720666086.0）。

四、经济、社会效益情况及推广用前景

（一）经济效益

通过应用本成果，共计降低建设投资148380万元，减少年运行费用61813.72万元，年增产天然气23091万方、产生利润112684.08万元，合计322877.8万元。

（二）社会效益

1、增压开采的成功实施，确保了靖边气田65×10⁸m³/a持续稳产，为西安等城市冬季保供做出了巨大贡献；

2、靖边气田净化厂通过应用硫回收尾气处理装置，共实现减排SO₂1.06万吨、NO_X共451.8吨，减少燃料气消耗超3000×10⁴m³，改善了大气质量，具有良好的社会和环境效益，引领了能源行业绿色低碳转型进程，彰显了央企担当；

3、立足含硫气田生产过程实际，创新形成了含硫气田安全、环保的地面工艺技术，夯实了气田高效平稳开发的基础。

（三）环境效益

1、立足靖边含硫气田资源禀赋和环境容量特点，本创新成果构建了一整套支撑含硫气田绿色开发的创新理论、核心技术和集成装备，系统解决了含硫气田开发面临的环境影响问题；

2、本成果践行“在保护中开发，在开发中保护”的绿色发展理念，聚焦资源能源节约和高效利用，强化多污染物多路径协同控制，有力支撑了第一采气厂百亿方产能建设，引领含硫气田污染防治和环境保护模式变革，产生了良好的环境效益。

五、推广应用

      该成果获授权国家专利19件，其中发明专利13件，发表学术论文10篇，出版专著1部，形成专有技术1项。靖边气田是国内首个实施增压稳产开采的含硫高压整装气田，本项目集成了先进技术、新型设备，具有集成度高、流程简单、操作和建设费用低等特点，符合各生产场站、场所、行业及生产过程的安全管控的需求。通过本项目技术成果应用，成功支撑了第一采气厂100亿方产能建设，助力了陕西省“蓝天保卫战”，同时为含硫气田稳产期规模效益开采提供了技术指导，对中国石油内部单位、国内陆上油气田提升油气开发技术水平、加快油气田建设步伐、延长老气田稳产时间、提高采收率具有重要的借鉴与推广意义。