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量2000×108m3，陜西延長石油集團為響應國家“西部大開發”、貫徹落實“中部崛起”的重大舉措，近年來大力發展天然氣地面集輸項目。而如何選擇一個合適的集輸方案尤為重要，不僅可以為下一步工程項目的設計、實施做好充分的技術保障，同時對其他類似氣田的開發建設具有借鑒意義。

關鍵詞：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 研究現狀

天然氣的采輸及處理工藝會因氣田地質特征、開發時期、氣源條件和建設環境的不同而各有特點。通過調研國內近10年的氣田開發經驗，目前國內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及相鄰區塊開發特點的，結合延長氣田井位布置和開發現狀，設計了高、中、低壓三種不同的集輸方案。經過對比選出最優的一套。

2 集輸方案對比

2.1 高壓集輸方案

2.1.1 氣田開發初期

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

經各集氣站分液后的天然氣匯入集氣管線，最終進入凈化廠，在凈化廠內進行脫硫、脫碳、脫水處理，達到二類氣指標后外輸至用戶。在集輸過程中充分利用地層壓力，不設壓縮機增壓。高壓集氣單井井口設微差壓流量計以滿足生產運行需要。

2.1.2 氣田開發中后期

隨著開發的持續，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。井下將設節流氣嘴，將井口壓力節流至1.5～2MPa。為了保證外輸天然氣壓力要求，集氣站內將擴建壓縮機。單井管線將不注醇，集氣管線通過站內注醇，保證干線輸氣過程中不產生水合物。

2.2 中壓集輸方案

2.2.1 氣田開發初期

天然氣氣井井下放置節流閥，將井口壓力節流至8.0MPa左右。為保證采氣過程中井筒不會產生水合物，需要通過地層溫度進行復熱。井場采用“枝上枝”形式進站。通過生產分離器，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，天然氣達標后外輸。

中壓集氣單井井口設微差壓流量計以滿足生產運行需要。

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

2.2.2 氣田開發中后期

中壓集氣方案開發中后期與高壓方案相同，集氣站內設壓縮機增壓后至凈化廠。

2.3 低壓集輸方案

2.3.1 氣田開發初期

天然氣氣井井下設節流閥，夏季工況時井口壓力節流至8.0MPa，冬季工況時井口壓力節流至1.5～2MPa，使水合物形成溫度比環境地溫低5℃以上，以防止采氣管線內生產水合物。叢式井及非叢式井管線采用“枝上枝”串接工藝進入集氣站，站內設生產分離器、壓縮機。夏季工況時，壓縮機不運行，氣井來氣經生產分離器分離后進入集氣管線。冬季工況時，壓縮運行將集氣站外輸壓力增壓至6.2MPa后進入集氣管線。采氣管線在輸送過程中將不會產生水合物，無需敷設注醇管線。集氣管線在冬季輸氣過程中可能會產生水合物，應在站內設集氣管線注醇口。

天然氣經集氣管線匯集后進入凈化廠，在凈化廠內進行脫硫、脫碳、脫水處理，達到二類氣標準后外輸至用戶。

單井井口設微差壓流量計滿足生產運行需要，站內設置集氣管線注醇口，防止干線水合物的生成。

2.3.2 氣田開發中后期

低壓集氣方案在開發中后期井口壓力不能滿足集氣站外輸壓力要求時，無論冬夏季工況，站內壓縮機將全年運行。

3 結論

延長氣田所轄氣井為致密巖性氣藏，單砂體面積小，儲層之間連通性極差，地質情況復雜，非均質性強，有效儲層難以預測，具有“低孔、低滲、低產、低豐度、井口壓力衰減快”的特點[3]。根據以上特點，若采取高壓集輸，則需要給每個井口都敷設高壓采氣管線，每個站內設置加熱爐，前期投資太大，且壓降速率快，經常需要采取關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，能耗高，設備維護費用高，定員多，管理難度高。而中壓集輸管線運行壓力低，安全性高，集氣站站內無需設加熱爐，注醇量少，而且工程費用現值最低。所以從方案的可行性、經濟性、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，費用經濟，安全可靠，符合HSE相關規定，社會效益良好。

參考文獻：

[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[J].石油工程建設，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優化研究[D].西安：西安石油大學，2014.