氣田地面增壓管網(wǎng)系統(tǒng)改造與運(yùn)行策略

楊旭

摘 要：研究區(qū)域氣田屬于致密低滲氣藏。隨著氣田開采的不斷深入，氣井壓力和產(chǎn)能逐漸降低，為了充分發(fā)揮氣井產(chǎn)能，滿足氣田開發(fā)需要，需要進(jìn)行增壓開采。增壓開采后，地面管網(wǎng)系統(tǒng)是否能滿足生產(chǎn)要求需要進(jìn)一步論證評(píng)價(jià)，本文通過對(duì)管網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行分析，明確了管網(wǎng)運(yùn)行評(píng)價(jià)指標(biāo)；通過對(duì)管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行適應(yīng)性評(píng)價(jià)，提出優(yōu)化建議，確保增壓后管網(wǎng)系統(tǒng)滿足生產(chǎn)需求。

關(guān)鍵詞：氣田；增壓開采；地面系統(tǒng)；改造工程；適應(yīng)性評(píng)價(jià)

研究區(qū)域氣田屬于致密低滲巖性圈閉氣藏。自2003年開始進(jìn)行天然氣開發(fā)先導(dǎo)試驗(yàn)以來，隨著氣田開采的不斷深入，氣井壓力和產(chǎn)能逐漸降低。為了充分發(fā)揮氣井產(chǎn)能，滿足氣田開發(fā)需要，需要進(jìn)行增壓開采。增壓開采后集輸管網(wǎng)系統(tǒng)能否滿足現(xiàn)場生產(chǎn)需求需要進(jìn)行進(jìn)一步運(yùn)行評(píng)價(jià)。

1 管網(wǎng)運(yùn)行評(píng)價(jià)指標(biāo)

為評(píng)價(jià)天然氣集輸管網(wǎng)的適應(yīng)性，需選擇合適的評(píng)價(jià)指標(biāo)，由于影響因素較多，為方便指標(biāo)的建立，將天然氣管網(wǎng)分為站場和管段兩大類， 結(jié)合氣田管道運(yùn)行現(xiàn)狀，從而形成適合于氣田管網(wǎng)的管道運(yùn)行能效評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

根據(jù)實(shí)際情況，針對(duì)氣田集輸管網(wǎng)的適用性分析，主要有以下特點(diǎn)：

（1）假定氣田管網(wǎng)為等溫輸氣管道，因此不考慮溫度指標(biāo)；（2）采用仿真模擬，假定管網(wǎng)輸送過程中不存在損耗，因此不考慮管線損輸比和站內(nèi)壓降；（3）主要目的是對(duì)管網(wǎng)適用性進(jìn)行分析，因此不考慮人員生活能耗；（4）未實(shí)施增壓，無法測得增壓后壓縮機(jī)的實(shí)際能耗等數(shù)據(jù)，因此不考慮壓縮機(jī)效率、站場運(yùn)行效率。因此，增壓后集輸管網(wǎng)選擇的運(yùn)行能效評(píng)價(jià)指標(biāo)為：單位長度壓降、干線壓降、集氣站出站壓力、集輸氣能力。

2 增壓集輸管網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行評(píng)價(jià)

（1）單位長度壓降

以管線單位長度壓降作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，計(jì)算集輸管網(wǎng)各段的單位長度壓力降， 管網(wǎng)中大部分管線單位長度壓降值較小，低于0.03MPa/km，單位長度壓降平均值為0.011 MPa/km。表明目前集輸管網(wǎng)運(yùn)行狀況良好。但存在10條管線存在較大單位長度壓降值，這類管線在管網(wǎng)運(yùn)行中易形成“瓶頸效應(yīng)”，增大集氣站出站壓力，嚴(yán)重時(shí)將影響管網(wǎng)的整體運(yùn)行狀況。

對(duì)10條可能存在問題的管段的粗糙度和輸氣效率進(jìn)行了模擬，結(jié)果顯示10條可能存在問題的管段具有較大粗糙度值，該數(shù)值大小遠(yuǎn)超過運(yùn)行管道的正常值，且輸氣效率較低。分析原因該10條管段存在積液、瓶頸等問題，需要進(jìn)行清管及鋪設(shè)副管，降低管線單位長度壓降，提高輸氣效率。

（2）干線壓降

采用增壓前集輸管網(wǎng)模型，模擬得到管網(wǎng)的干線壓降及輸氣量，結(jié)果如表3所示。

從中可以看出，現(xiàn)有集輸管網(wǎng)Y1線和Y3線輸量較大，Y2線輸量相對(duì)較小。Y3線壓降最小，而Y2線由于管線中存在積液導(dǎo)致壓降較大。根據(jù)氣田生產(chǎn)規(guī)劃，氣田增壓后管線運(yùn)行壓力降低、輸量增加，導(dǎo)致壓降增加，因此增壓后各干線的壓降將進(jìn)一步增大。

（3） 集氣站出站壓力

為分析集輸管網(wǎng)各集氣站的出站壓力情況，對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬計(jì)算，設(shè)置壓縮機(jī)進(jìn)口壓力為2.2MPa，得到Y(jié)1線集氣站最大出站壓力為3.30MPa，Y3線集氣站最大出站壓力為3.10MPa，而Y2線最大集氣站出站壓力為3.70MPa，均滿足管網(wǎng)承壓要求，管網(wǎng)整體集氣站出站壓力相對(duì)較低。

（4） 管網(wǎng)集輸氣能力

分析增壓前集輸管網(wǎng)的最大集輸氣能力。通過調(diào)研日?qǐng)?bào)數(shù)據(jù)，增壓站進(jìn)站壓力為2.5～4.0MPa范圍之內(nèi)，選擇6月1日集氣站輸量為基礎(chǔ)，以增壓站進(jìn)站壓力2.2MPa為約束條件，通過調(diào)整各干線集氣站產(chǎn)量來模擬管網(wǎng)的最大輸氣能力。根據(jù)2017年2月份生產(chǎn)數(shù)據(jù)，等比例調(diào)整干線各集氣站輸量，使干線上集氣站出站壓力均低于3.5MPa，模擬管線輸氣能力，調(diào)整前后集氣站輸氣量和出站壓力均滿足生產(chǎn)要求。

3 結(jié)論

（1）確定了管網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行適用性評(píng)價(jià)指標(biāo)為：單位長度壓降、干線壓降、集氣站出站壓力和管網(wǎng)輸氣能力。（2）通過管網(wǎng)適應(yīng)性評(píng)價(jià)，初步得出增壓后的集輸管網(wǎng)系統(tǒng)總體上可以滿足現(xiàn)場生產(chǎn)需求，但部分管段單位長度壓降較大，需要進(jìn)行敷設(shè)副管、清管作業(yè)等措施來優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)：

[1] 季永強(qiáng). 氣田地面集輸工藝的優(yōu)化創(chuàng)新[J]. 油氣田地面工程，2017，03：43-44.

[2] 張寧寧，李清方，鄭峰，王傳磊，唐建峰. 氣田管網(wǎng)系統(tǒng)仿真模擬及優(yōu)化[J]. 油氣儲(chǔ)運(yùn)，2014，03：264-268.