油田气亦称油田伴生气，是指在开采石油的同时所采出的天然气。石油伴生气的产量很大，每采出一吨石油，就伴生几十立方米到几百立方米的油田气。新开采的油田，油田气的产量更多。油田气含有石油蒸汽，亦称油性天然气。

油田气又称石油伴生气。燃烧时呈黄色火焰，通入水中，水面出现彩色油膜。伴随石油一起从油藏或油气藏中采出的天然气。其组成和原油组成有密切关系。轻烷基石油的伴生气中，除甲烷外，还含较多的重烃，其总量甚至超过甲烷；在重烃含量中，一般以乙烷为最高，依次为丙烷和丁烷，但也有反常现象。在重质石油的伴生气中，重烃含量很少，有的几乎是纯甲烷气。油田气的非烃类组分，主要是氮和二氧化碳，其次是硫化氢等。

我国油田伴生气资源丰富。据不完全统计，仅部分因地域限制、分散的小油田每年烧掉的伴生气就高达10× m3 左右，相当于10× t石油。另外，燃烧的火炬系统不仅给环境带来光和噪音的污染，而且低压运行时往往会产生不完全燃烧，产生的黑烟和碳氢化合物会造成严重的大气污染。火炬系统每年排放的温室气体(二氧化碳 )量也是巨大的，而随着近年来温室气体对环境的影响越来越受到世界各国的重视，不久的将来企业经营者对二氧化碳 排放权的购买也将成为一项经营成本。如能有效利用油田伴生气资源，既可以增加工程项目收益，又可以有效降低二氧化碳的排放。

据估计，随着世界低碳环保经济的发展，未来20年内世界对天然气的需求将以每年2.6%的速度递增，这一数字同比明显超过了石油及煤炭的增长速度。据美国国家海洋和大气管理局统计，2006年全世界共燃烧1680× m3 伴生气。伴生气燃烧量最多的国家是俄罗斯，仅2006年俄罗斯就燃烧了大约500.7× m3伴生气。每1000m3伴生气相当于1.07t石油当量，按此计算，俄罗斯相当于浪费厂超过5000× t石油。这样不仅造成巨大的资源浪费，如果不进行回收利用而直接外排，还有污染环境的可能。

早期由于色谱柱及分析仪器比较落后以及分离、检测手段的局限,油田气的组分分析操作烦琐、费力、费时且易产生误差。随着油田气分析方法的发展。出现了一种新方法———填充柱和毛细管混合色谱柱的多维色谱系统。

该方法在Agilent 6890气相色谱仪上配有TCD与FID双检测器、2个电子阀、3根填充柱及1根毛细管柱。在分析油田气时，样品首先被予柱分离为轻质和重质两部分：轻质部分包括乙烷、甲烷和空气，继续在填充柱中进行分离，并在TCD检测器上得到检测；而重质部分的丙烷及更重质烃类组分则被反冲到毛细管柱进行分离，并在FID上得到检测。该方法的突出特点是只注射一次样品，就能实现油田气中轻烃类、非烃类和重质烃类的分离和检测。该方法具有准确度高、精度高、工作效率高等优点。

针对油田气的特点，必须选择投资低、设备简单、处理气量小、操作弹性大和方便的天然气净化技术才行。下面介绍几种对于油田气较为适用的净化处理工艺。

分子筛脱酸性气体

用抗酸性分子筛进行油田气净化，其原理是表面吸附，因此，分子筛脱除油田气的酸性气体有一举两得的作用，既可吸附水又可吸附硫化合物，因此分子筛存在两个转效点，第一个是水的(分子筛首先吸附的是水)，第二个转效点是硫化合物的。为了达到既脱硫又脱水的目的，应该以硫化合物的转效点为标准，及时进行切换再生。

固体脱硫剂(SDA)脱硫技术

SDA技术属于间歇式气体脱硫技术，主要有Sulfatreat、海绵铁、Chemsweet，Sulfa-check等。 Sulfatreat是一种从天然气、二氧化碳和空气中有选择性地脱除硫化氢和硫醇的间歇式方法，Sulfatreat是一种干燥的流动物质，它具有均匀的孔隙度和渗透率，它由30%单一的铁化合物、30%蒙脱石和30%水组合而成，属于反应型脱硫材料，呈黑色颗粒状。Sulfatreat装置应直接安装在气/液分离器的下游和脱水工艺装置的上游，气体温度最好在2150℃之间，且含饱和水蒸气。Sulfatreat对压力不敏感，并且不受气体中任何其它组分的影响，Sulfatreat工艺方法完全有选择性地脱除硫化氢，并且不产生废气。

碳酸丙烯酯法

用碳酸丙烯酯吸收二氧化碳等酸性气体，是一个典型的物理过程。且流程简单、设备数量少、能耗小、净化成本低。 该法是利用碳酸丙烯酯吸收负荷与二氧化碳分压在一定温度下呈线性关系的原理，提高系统总压力，在二氧化碳含量不变的情况下使二氧化碳分压增加，达到净化二氧化碳的目的。对于溶解了二氧化碳等酸性气体的溶剂，通过降压至常压或负压，使二氧化碳等酸性气体从溶剂中释放出来，达到溶剂再生和回收二氧化碳酸性气体的目的。

由于碳酸丙烯酯溶剂化学性质稳定、降解少，对碳钢无腐蚀，对人体无毒，再生过程不需外热，能耗低，因此，特别适用于处理二氧化碳含量较高的油田气。

膜分离净化

在薄膜的表皮层中，有很多很细的毛细管孔，这些孔是由膜基体中非键合材料组织间的空间所形成的，气体通过这些孔的流动主要是knuden流(自由分子流)、表面流、粘滞流及筛分机理联合作用的结果，其中粘滞流不产生气体的分离。根据knuden流机理，气体的渗透速率与气体分子量的平方根成反比。由于甲烷的分子量比硫化氢、二氧化碳和水小，所以CH4的渗透系数大于硫化氢、二氧化碳和水的渗透系数，而且当为knuden流时，纯气体的渗透系数与操作压力无关，维持恒定。

砜胺(Sulfinol)法

砜胺法净化天然气的工艺流程与醇胺法相同，差别仅仅是使用的吸收溶液不同。砜胺法采用的溶液包含有物理吸收溶剂和化学吸收溶剂，物理吸收溶剂是环丁砜，化学吸收溶剂可以用任何一种醇胺化合物，但常用的是二异丙醇胺(DIPA)和甲基二乙醇胺(MDEA) 砜胺法溶液的酸气负荷几乎正比于气相中酸气分压，因此，处理高酸气分压的气体时，砜胺法比化学吸收法有较高的酸气负荷，因为砜胺溶液中含有醇胺类化合物，因此净化气中酸气含量低，较易达到管输要求的气质标准。由于砜胺法兼有物理吸收法和化学吸收法二者的优点，因而自1964年工业化以来发展很快，现在己成为天然气脱硫的重要方法之一。但是该方法不能深度脱硫，常用于硫的粗脱，与其它方法配合使用。

变压吸附((PSA)法

变压吸附((PSA)是一种重要的气体分离技术，其特点是通过降低被吸附组分的分压使吸附剂得到再生，而分压的快速下降又是靠降低系统总压或使用吹扫气体来实现的。该技术1959年开发成功，由于其能耗低，目前在工业上应用广泛。把PSA技术应用于天然气净化始于上世纪80年代后期，现已引起普遍重视，近年发表的大量文章报道了反应机理、吸附剂选择、数学模型和室内试验等各方面的数据，并于1991年在荷兰完成了从沼气中大量除去二氧化碳中间试验。与传统的化学吸收法相比，以PSA技术从天然气中脱除并回收硫化氢，在经济上很有吸引力，目前正在大力开发之中。

油田气轻烃回收方法有多种，以前使用的有常温吸收法，低温吸收法、吸附法等。从目前伎术发展的情况看，用压缩及人工制冷的方法使油田气液化并在较低温度下进行分离的方法比较行之有效。这种方法在天然气加工中所占的比重越来越大。近年来，世界各国在建的天然气加工装置绝大多数都是采用的这种方法。

该法有如下优点：①可以采用分凝、精馏等不同的分离方法和不同的工作压力、工作温度，以适应不同的回收率，或用以获得不同纯度的单组分气体或不同组分的液体产品；②流程比较简单，装置紧凑，操作方便，投资也相对较少；③能耗较小,辅助材料消耗少，维护费用低，因而生产成本低，利润率高，经济效益好，因此这种加工方法今后应大力发展。

利用油田气本身的膨胀过程提供冷最是新近发展起来的技木。为了实现这种制冷方法，就需要研制适合油田气应用的膨胀机及热分离机。这种方法的优点是设备比较少，流程较简单，而且也不需要准备其它辅助物料。但这种方法也有它的局限性，即所能提供的冷量是随干气所占的比例而变。对于较贫的天然气，在加工过程中液化量较少，因而需要的冷量不大，而干气成分较多，能提供的冷量亦较多，因而可以满足听需冷量的要求。

在这种情况下利用本身提供的冷量就可以实现天然气的液化和分离。但对于较富的气体，在加工过程中液化量多，因而冷量大，而干气所占比例较小，所提供的不敷应用，这时就不得不应用制冷机提供的冷量了。油田气为较富的天然气时，其加工过程的合理方案是提供冷量的两种方式同时并用，这样可以收到较高的经济效益。潘一,徐利旋,刘守辉,孙林,杨双春.油田伴生气利用现状与前景展望[J]. 特种油气藏,2013(1)