延長氣田地面集輸工程集輸方案研究

師毅

摘 要：延長氣田地處鄂爾多斯盆地，天然氣資源十分豐富，已探明上古生界天然氣儲(chǔ)量2000×108m3，陜西延長石油集團(tuán)為響應(yīng)國家“西部大開發(fā)”、貫徹落實(shí)“中部崛起”的重大舉措，近年來大力發(fā)展天然氣地面集輸項(xiàng)目。而如何選擇一個(gè)合適的集輸方案尤為重要，不僅可以為下一步工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、實(shí)施做好充分的技術(shù)保障，同時(shí)對(duì)其他類似氣田的開發(fā)建設(shè)具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：天然氣;地面集輸;集輸方案;高壓;中壓;低壓

Abstract：The Yanchang Gas Field is located in the Ordos Basin and has rich natural gas resources. The gas reserves of the Upper Paleozoic have been proven to be 2000 ×108m3. Shaanxi Yanchang Petroleum Group has responded to the national “Western Development”and implemented the “Central China Rise” major measures in recent years. Come to vigorously develop natural gas ground gathering and transportation projects. How to choose a suitable gathering and transportation scheme is particularly important， which can not only provide adequate technical support for the design and implementation of the next project， but also have reference significance for the development and construction of other similar gas fields.

Keywords：natural gas;ground gathering and transportation scheme;high pressure;medium pressure;low pressure

1 研究現(xiàn)狀

天然氣的采輸及處理工藝會(huì)因氣田地質(zhì)特征、開發(fā)時(shí)期、氣源條件和建設(shè)環(huán)境的不同而各有特點(diǎn)。通過調(diào)研國內(nèi)近10年的氣田開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，目前國內(nèi)天然氣的集氣工藝可分為三種[1，2]：高壓集輸、中壓集輸和低壓集輸。延長氣田地處鄂爾多斯盆地，因此研究過程總體是基于鄂爾多斯氣田特點(diǎn)及相鄰區(qū)塊開發(fā)特點(diǎn)的，結(jié)合延長氣田井位布置和開發(fā)現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了高、中、低壓三種不同的集輸方案。經(jīng)過對(duì)比選出最優(yōu)的一套。

2 集輸方案對(duì)比

2.1 高壓集輸方案

2.1.1 氣田開發(fā)初期

單井壓力為高壓，單井管線在井口不節(jié)流，高壓天然氣經(jīng)單井管線直接進(jìn)入設(shè)有水套式加熱爐加熱的集氣站，經(jīng)加熱后通過節(jié)流閥節(jié)流至5.8～6.3MPa，溫度降至0℃左右進(jìn)入生產(chǎn)分離器分離出天然氣中游離水后進(jìn)入集氣管線。為避免在集氣過程中產(chǎn)生水合物堵塞管線，站內(nèi)設(shè)單井注醇泵，通過敷設(shè)集氣站至單井間的注醇管線向井底注醇。

經(jīng)各集氣站分液后的天然氣匯入集氣管線，最終進(jìn)入凈化廠，在凈化廠內(nèi)進(jìn)行脫硫、脫碳、脫水處理，達(dá)到二類氣指標(biāo)后外輸至用戶。在集輸過程中充分利用地層壓力，不設(shè)壓縮機(jī)增壓。高壓集氣單井井口設(shè)微差壓流量計(jì)以滿足生產(chǎn)運(yùn)行需要。

2.1.2 氣田開發(fā)中后期

隨著開發(fā)的持續(xù)，井口壓力逐年遞減，氣井壓力已不能滿足天然氣輸氣壓力要求。井下將設(shè)節(jié)流氣嘴，將井口壓力節(jié)流至1.5～2MPa。為了保證外輸天然氣壓力要求，集氣站內(nèi)將擴(kuò)建壓縮機(jī)。單井管線將不注醇，集氣管線通過站內(nèi)注醇，保證干線輸氣過程中不產(chǎn)生水合物。

2.2 中壓集輸方案

2.2.1 氣田開發(fā)初期

天然氣氣井井下放置節(jié)流閥，將井口壓力節(jié)流至8.0MPa左右。為保證采氣過程中井筒不會(huì)產(chǎn)生水合物，需要通過地層溫度進(jìn)行復(fù)熱。井場采用“枝上枝”形式進(jìn)站。通過生產(chǎn)分離器，將天然氣中游離水分離后匯入集氣管線，由集氣管線匯集至凈化廠處理，天然氣達(dá)標(biāo)后外輸。

中壓集氣單井井口設(shè)微差壓流量計(jì)以滿足生產(chǎn)運(yùn)行需要。

在單井集氣過程中，通過敷設(shè)集氣站至井場注醇管線的方式進(jìn)而防止采氣管線在輸送過程中產(chǎn)生水合物。為防止生成干線水合物，站內(nèi)還設(shè)置集氣管線注醇口。

2.2.2 氣田開發(fā)中后期

中壓集氣方案開發(fā)中后期與高壓方案相同，集氣站內(nèi)設(shè)壓縮機(jī)增壓后至凈化廠。

2.3 低壓集輸方案

2.3.1 氣田開發(fā)初期

天然氣氣井井下設(shè)節(jié)流閥，夏季工況時(shí)井口壓力節(jié)流至8.0MPa，冬季工況時(shí)井口壓力節(jié)流至1.5～2MPa，使水合物形成溫度比環(huán)境地溫低5℃以上，以防止采氣管線內(nèi)生產(chǎn)水合物。叢式井及非叢式井管線采用“枝上枝”串接工藝進(jìn)入集氣站，站內(nèi)設(shè)生產(chǎn)分離器、壓縮機(jī)。夏季工況時(shí)，壓縮機(jī)不運(yùn)行，氣井來氣經(jīng)生產(chǎn)分離器分離后進(jìn)入集氣管線。冬季工況時(shí)，壓縮運(yùn)行將集氣站外輸壓力增壓至6.2MPa后進(jìn)入集氣管線。采氣管線在輸送過程中將不會(huì)產(chǎn)生水合物，無需敷設(shè)注醇管線。集氣管線在冬季輸氣過程中可能會(huì)產(chǎn)生水合物，應(yīng)在站內(nèi)設(shè)集氣管線注醇口。

天然氣經(jīng)集氣管線匯集后進(jìn)入凈化廠，在凈化廠內(nèi)進(jìn)行脫硫、脫碳、脫水處理，達(dá)到二類氣標(biāo)準(zhǔn)后外輸至用戶。

單井井口設(shè)微差壓流量計(jì)滿足生產(chǎn)運(yùn)行需要，站內(nèi)設(shè)置集氣管線注醇口，防止干線水合物的生成。

2.3.2 氣田開發(fā)中后期

低壓集氣方案在開發(fā)中后期井口壓力不能滿足集氣站外輸壓力要求時(shí)，無論冬夏季工況，站內(nèi)壓縮機(jī)將全年運(yùn)行。

3 結(jié)論

延長氣田所轄氣井為致密巖性氣藏，單砂體面積小，儲(chǔ)層之間連通性極差，地質(zhì)情況復(fù)雜，非均質(zhì)性強(qiáng)，有效儲(chǔ)層難以預(yù)測，具有“低孔、低滲、低產(chǎn)、低豐度、井口壓力衰減快”的特點(diǎn)[3]。根據(jù)以上特點(diǎn)，若采取高壓集輸，則需要給每個(gè)井口都敷設(shè)高壓采氣管線，每個(gè)站內(nèi)設(shè)置加熱爐，前期投資太大，且壓降速率快，經(jīng)常需要采取關(guān)井的方法來提高壓力。若采用低壓集輸，則前期就需要上壓縮機(jī)，能耗高，設(shè)備維護(hù)費(fèi)用高，定員多，管理難度高。而中壓集輸管線運(yùn)行壓力低，安全性高，集氣站站內(nèi)無需設(shè)加熱爐，注醇量少，而且工程費(fèi)用現(xiàn)值最低。所以從方案的可行性、經(jīng)濟(jì)性、適用性、安全性等方面綜合考慮，中壓集輸最適合延長氣田地面集輸，工藝成熟，費(fèi)用經(jīng)濟(jì)，安全可靠，符合HSE相關(guān)規(guī)定，社會(huì)效益良好。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉子兵，陳小鋒，薛崗，等.長慶氣田天然氣集輸及凈化處理工藝技術(shù)[J].石油工程建設(shè)，2013.

[2]高同福，周三平.延長氣田的集輸工藝[J].河南科技.2013.

[3]龐歡.延長氣田地面集輸工藝技術(shù)優(yōu)化研究[D].西安：西安石油大學(xué)，2014.