油氣集輸管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化實施技術(shù)探討

聶菁

【摘?要】油氣集輸管網(wǎng)系統(tǒng)逐漸向大型化、復雜化、高科技化方向發(fā)展。為了對我國未來油氣開發(fā)提供一定借鑒，本文主要系統(tǒng)闡述油氣集輸管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化的發(fā)展趨勢，并根據(jù)發(fā)展趨勢提出對油氣集輸管網(wǎng)布局、結(jié)構(gòu)、管理等問題的優(yōu)化，使得管網(wǎng)運行更符合實際狀況，從而促進管網(wǎng)系統(tǒng)進一步發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】油氣;集輸管網(wǎng)優(yōu)化;研究

一、油氣集輸工程項目中管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化的現(xiàn)實意義

在整個油田工程項目中造價最高的是油氣集輸工程，在投資建設成本中的比重超過了70%。在油田開采的基礎生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，最重要的一項作業(yè)就是油氣集輸工程，根據(jù)油氣的基本物性，結(jié)合此前作的設計及產(chǎn)品方案，在已具備自然條件提前下對其進行開發(fā)建設。鑒于油氣集輸工程的重要性，對其工藝技術(shù)水平提出了較高要求，在引進先進技術(shù)的同時還需注重其經(jīng)濟性，一定程度上要對管網(wǎng)系統(tǒng)進行不斷的優(yōu)化操作，在保證安全性和適用性的基礎上最大限度地降低成本造價。目前我國油氣集輸工程發(fā)展較為迅速，開采的深度和油氣的純度均得到了大幅提升，開采投入的資金隨之不斷增多，相應的建設成本也不斷增加。以開采設備為例，在升級設備過程中需要改用集輸管道的使用材料;以中轉(zhuǎn)站及脫水系統(tǒng)為例，在建設過程中相應的成本也會增加，等等這些均可通過優(yōu)化管網(wǎng)來實現(xiàn)工程造價的有效把控，讓投資方更易接受。當前我國在集輸管網(wǎng)上通常采用的是星形和環(huán)形兩種布局方式，兩相比較后者更為經(jīng)濟實用，無須較多的中轉(zhuǎn)站，產(chǎn)生的建設成本也低于前一種方式下的造價成本。

二、油氣集輸管網(wǎng)優(yōu)化方向

2.1運行可靠

油氣具有易燃易爆特性，所以對集輸要求尤其高。在油氣集輸管網(wǎng)優(yōu)化過程中，必須要遵循運行可靠原則。具體來說，油氣集輸管網(wǎng)的優(yōu)化應當要盡量尋求集輸系統(tǒng)運行的安全性與可靠性，無論是其壓力、溫度還是其他相關(guān)工藝參數(shù)，都必須要符合實際工程要求。只有這樣，才能夠確保油氣集輸管網(wǎng)的安全可靠運行。

2.2經(jīng)濟最優(yōu)

成本費用問題也是油氣集輸管網(wǎng)設計中所需考慮的一項主要問題。油氣集輸系統(tǒng)的建設成本，本身就在油氣氣田地面工程總體成本中占有較大比重。其主要費用有兩部分：一是建設費用，具體又包括建站費用、管材費用等;二是運行費用，具體又包括熱力費用、動力費用等。所謂經(jīng)濟最優(yōu)原則，就是要盡量減少油氣集輸管網(wǎng)建設及運行的成本費用，以提高其經(jīng)濟效益。

2.3拓撲形式

油氣集輸管網(wǎng)在實踐化應用中，主要應用形態(tài)有：環(huán)狀管網(wǎng)、綜合類管網(wǎng)、樹狀管網(wǎng)、星狀管網(wǎng)等拓撲形式。例如：應用枝狀管網(wǎng)布局方式優(yōu)化油氣集輸管網(wǎng)，有利于使得各個集氣站之間主要管線具有降低成本，使得油氣工程向著集約化方向發(fā)展。在這種類型拓撲形式中，需要有關(guān)人員對管網(wǎng)實際圖樣進行研究和分析，考察其實際線路等，對其連接方式進行全面性分析，保障了布局合理。而星狀管網(wǎng)主要是指充分應用氣體處理廠，對集氣干線向四周集氣站輻射拓展延伸，最終向主要井口管網(wǎng)拓展。通過這種方式，可以避免了各個井口、主要并行管線之間相互影響，保持整個油氣工程管網(wǎng)良好運行。從實踐化應用角度來分析，這種類型拓撲形式主要適用在氣井區(qū)域長短軸長度差距小地區(qū)。樹狀管網(wǎng)布局方式主要是在一個集氣干線上引出若干支線，形成一個整體性管網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)。這種方式具有應用成本低，提高經(jīng)濟效益特點，使得其在眾多氣田中依然在應用。但是，這種方式不具有良好安全性、穩(wěn)定性，具有狹窄分布特點，需要在今后應用中不斷改進。

三、優(yōu)化油氣集輸管網(wǎng)系統(tǒng)實施技術(shù)的措施

3.1清理油氣集輸?shù)淖鳂I(yè)帶

在油氣集輸前期需要做好以下準備工作，辦理好施工區(qū)域的征地手續(xù)，記錄下施工區(qū)域內(nèi)的林木、植被信息，以及現(xiàn)有建筑物情況，還有清洗和填坑等。應盡可能地避開作業(yè)區(qū)域內(nèi)的植被及果園用地，減少帶來水土流失等環(huán)境惡化問題的發(fā)生概率，對區(qū)域內(nèi)的樹木、石塊進行清洗，對坑洼處進行填平處理，最大限度地確保線路控制樁完好。

3.2修筑施工便道

（1）在施工區(qū)域范圍內(nèi)修建便道，在與運輸通道間相連接的施工區(qū)域間修建便道;（2）修建平坦的便道，確保其具備足夠的承載力，為施工車輛及設備的安全提供有力保障;（3）在修建施工區(qū)域和運輸通道間的連接便道時，應結(jié)合現(xiàn)場的實際狀況，建設單位和承包商間應做好協(xié)商對接工作并在現(xiàn)場作出認定，再由承包商來負責完成修筑作業(yè)。

3.3焊接油氣集輸管道

油氣集輸通常使用的管道按質(zhì)地不同分為兩種，分別是鋼管和聚乙烯PE，在對其進行焊接作業(yè)時，需提高兩種管間的連接性能，確保油氣集輸管道的連接質(zhì)量。

3.3.1連接油氣集輸鋼管管道

為確保管道連接質(zhì)量，需對焊接管道的施工人員進行培訓，提高工人的焊接技能，需對鋼管管道的焊縫處進行檢驗，避免出現(xiàn)焊渣問題。不在雨雪等潮濕天氣實施焊接管道作業(yè)，對完成焊接作業(yè)的鋼管管道的合格程度進行檢查，為后續(xù)回填作業(yè)的有效進行打好基礎。

3.3.2連接油氣集輸PE管道

為使不同質(zhì)地管道間保持較好的連接性能，確保焊接的質(zhì)量，相應的環(huán)境、溫度及管道的管徑和清潔度應達到既定的要求。焊接的前提是保持管道表面潔凈，在焊接過程中出現(xiàn)超過5級的風力時應進行防風作業(yè)，溫度不及-5℃時應進行保溫作業(yè)，管徑小于9cm時應進行電熔連接處理，管徑大于9cm時應進行熱熔連接處理。在連接鋼管和PE兩種管道時宜采用鋼塑接頭方式，并進行降溫處理，在對金屬部分做防腐處理時，宜使用防腐性能較好的聚丙烯膠帶。

3.4對油氣集輸管網(wǎng)進行防腐處理

作為油氣集輸管道的重要維護措施之一，鋼材管道是整個油氣集輸管道的重要防腐對象，主要通過兩種方式來提高其抗腐蝕性。

3.4.1添加硫化氫吸收劑

在敞口罐流程罐口位置先進行硫化氫H2S減少作業(yè)，在罐口位置添加霧化型吸收劑。舉例來講，經(jīng)過試驗得出，110m3的原油和4800m3的天然氣中每單位所包含的H2S含量為860mg，在井口和分離器兩處分別注入一定量的除硫劑，而后再對放油口的H2S含量值進行測驗，結(jié)果顯示此時每單位的H2S含量不足30mg，隨著藥劑劑量的加大，原油逸出吸附劑的能力會隨之減弱，相應的H2S中和能力也會隨之弱化。在井口和分離器位置添加藥劑，均能使硫化氫吸收劑起到有效減少H2S含量的作用，使儲油罐中H2S濃度快速下降。通過試驗還證實了噴淋方式是當下添加除硫劑的最佳化學防治方式。

3.4.2油氣集輸系統(tǒng)端點加藥處理

在集輸干線的端點站持續(xù)添加緩蝕劑，可提高管線的抗腐蝕性，讓管線的使用周期更長。端點站作為集輸干線的起始位置，添加的藥劑就是從這個位置經(jīng)流程到達干線的終點位置，以達到保護整個管線的目的。使用計量泵對緩蝕劑進行篩選，選出適用性較好的并進行濃度調(diào)整處理，持續(xù)投放于端點站處，讓鋼材外表能夠全面均勻的布及緩蝕劑，形成的保護膜可使鋼材和腐蝕介質(zhì)間保持較好的隔離狀態(tài)，不僅能夠提高管道抗腐蝕性，還能加長管道的使用時間。

四、結(jié)論

在油氣地面工程中，油氣集輸系統(tǒng)占有較大的比重，所以如何有效優(yōu)化油氣集輸管網(wǎng)乃是一項重要研究課題。通過本文探討，我們了解了目前我國油氣開發(fā)管網(wǎng)建設模式，并且知曉在油氣集輸管網(wǎng)優(yōu)化方面所采取的技術(shù)手段，為今后油氣集輸管網(wǎng)優(yōu)化提供了技術(shù)基礎。

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（作者單位：大慶油田第七采油廠第三油礦敖106隊）