英買(mǎi)力凝析氣田地面集輸系統(tǒng)優(yōu)化布局方案的選擇

楊 爽

中油遼河工程有限公司，遼寧盤(pán)錦 124010

英買(mǎi)力凝析氣田屬于碎屑巖凝析氣藏，目前采用高壓集輸工藝[1]。隨著開(kāi)發(fā)進(jìn)入中后期[2-3]，油氣產(chǎn)量、壓力開(kāi)始下降，已形成了高壓井為主、低壓井逐步增加的趨勢(shì)，已有18口井處于低壓關(guān)井狀態(tài)。根據(jù)開(kāi)發(fā)指標(biāo)預(yù)測(cè)，2025年約81%的產(chǎn)量轉(zhuǎn)為中壓生產(chǎn)，僅有的1套高壓集輸工藝無(wú)法滿(mǎn)足生產(chǎn)需要，極大降低了系統(tǒng)適應(yīng)性且影響效益；因此，需新建中壓集輸系統(tǒng)，選擇高、中壓兩套地面系統(tǒng)總體布局最優(yōu)方案，提升氣田集輸系統(tǒng)的適應(yīng)性。

1 氣田地面集輸及處理系統(tǒng)現(xiàn)狀

英買(mǎi)力凝析氣田2005年全面投入開(kāi)發(fā)建設(shè)，包括13個(gè)區(qū)塊、37座井場(chǎng)、10座集氣站、東西2條集氣干線、1座處理廠。地面系統(tǒng)采用三級(jí)布站，高壓井口來(lái)的油氣進(jìn)入集氣站，在站內(nèi)進(jìn)行加熱、計(jì)量，利用集氣干線油氣混輸至處理廠。集輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力為16～20 MPa，目前單井井口壓力為11.2～15.1 MPa，處理廠進(jìn)站壓力為10.3 MPa，外輸壓力6.65 MPa，利用分子篩[4]脫水+J-T閥節(jié)流制冷處理工藝，滿(mǎn)足外輸天然氣水露點(diǎn)、烴露點(diǎn)[5]要求。

處理廠天然氣處理規(guī)模為700×104m3/d，實(shí)際天然氣處理量為520.87×104m3/d，其中西集氣干線實(shí)際天然氣輸量為456.23×104m3/d，東集氣干線實(shí)際天然氣輸量為63.94×104m3/d，87%以上的產(chǎn)量集中在西集氣干線，其中75%的產(chǎn)量集中在站4區(qū)塊。西集氣干線相關(guān)站場(chǎng)、集輸系統(tǒng)總體布局見(jiàn)圖1，各節(jié)點(diǎn)運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表1。

圖1 西集氣干線總體布局

表1 西集氣干線各節(jié)點(diǎn)運(yùn)行參數(shù)

2 產(chǎn)量指標(biāo)預(yù)測(cè)

英買(mǎi)力凝析氣田已進(jìn)入開(kāi)發(fā)中后期，隨著壓力逐步下降，根據(jù)產(chǎn)量預(yù)測(cè)情況（見(jiàn)表2），天然氣在2025年開(kāi)始將轉(zhuǎn)入中低壓生產(chǎn)，穩(wěn)產(chǎn)至2030年。產(chǎn)量集中的站4區(qū)塊單井井口壓力到2028年將全部轉(zhuǎn)入中低壓生產(chǎn)（見(jiàn)表3），已建的集輸、處理系統(tǒng)無(wú)法滿(mǎn)足生產(chǎn)需求，因此降壓后的地面配套工藝對(duì)策勢(shì)在必行。

表2 西集氣干線產(chǎn)量預(yù)測(cè)情況

表3 站4區(qū)塊單井井口壓力預(yù)測(cè)情況

3 集輸系統(tǒng)優(yōu)化布局方案選擇

綜合地面系統(tǒng)已建設(shè)施以及開(kāi)發(fā)預(yù)測(cè)情況，考慮3種方案，具體內(nèi)容如下。

3.1 末端處理站降壓進(jìn)站，改建丙烷制冷工藝

采用內(nèi)部集輸降壓，處理廠[6]進(jìn)站壓力降低，天然氣增壓外輸技術(shù)路線。站4區(qū)塊單井的井口回壓在2026年以后低于13 MPa，無(wú)法滿(mǎn)足高壓（10.3 MPa）進(jìn)站要求。前端集輸系統(tǒng)原流程維持高壓集輸，新建中低壓集輸系統(tǒng)，將進(jìn)站壓力降為5 MPa，處理廠原“J-T閥節(jié)流制冷處理工藝[7]”改造為“丙烷制冷+J-T閥后增壓工藝”，天然氣處理后新建外輸壓縮機(jī)，增壓至6.65 MPa后外輸。站1、站3內(nèi)設(shè)置壓縮機(jī)，增壓后高壓集輸，新建站2至站4中低壓DN150混輸管道20 km，站4、站5、站6至處理廠中低壓DN500混輸管道48 km，實(shí)現(xiàn)天然氣高壓、中壓系統(tǒng)分開(kāi)油氣混輸。干線總體布局見(jiàn)圖2，節(jié)點(diǎn)壓力計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4、表5。

表4 末端處理廠降壓進(jìn)站方案新建中低壓系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)壓力計(jì)算結(jié)果

表5 分散增壓進(jìn)站節(jié)點(diǎn)壓力計(jì)算結(jié)果

圖2 西集氣干線總體布局

3.2 前端集輸系統(tǒng)分散增壓，高壓混輸至處理廠

不改變?cè)孛嫦到y(tǒng)總體布局，維持目前西線高壓混輸[8]的生產(chǎn)方式，將站2、站4、站5擴(kuò)建為集氣增壓站，6座站場(chǎng)就地增壓后進(jìn)入已建高壓集氣系統(tǒng)，輸至處理廠。

3.3 前端集輸系統(tǒng)集中增壓，高壓油氣混輸至處理廠

站1、站2、站3降為中壓集輸至站5，站5擴(kuò)建為集中增壓點(diǎn)，當(dāng)站4前期中壓井量較少時(shí)，與前端站場(chǎng)利用已建管道一同輸至站5增壓，2026年以后轉(zhuǎn)為中壓產(chǎn)量為主后，在站內(nèi)擴(kuò)建增壓[9]設(shè)施，新建DN250高壓混輸管道，與站5、站6增壓后的高壓油氣匯合，利用已建DN350外輸管道輸至處理廠。干線總體布局見(jiàn)圖3，節(jié)點(diǎn)壓力計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 集中增壓進(jìn)站節(jié)點(diǎn)壓力計(jì)算結(jié)果

圖3 西集氣干線總體布局

3.4 方案對(duì)比

三種方案對(duì)比結(jié)果如表7所示。三種方案采用不同的增壓模式[10]，均可以滿(mǎn)足英買(mǎi)力凝析氣田后期單井壓力下降的生產(chǎn)需求。方案一采用末端處理站降壓進(jìn)站，改建丙烷制冷工藝，新建壓縮機(jī)增壓外輸，對(duì)處理廠內(nèi)改造工程量大，施工難度較高，前端系統(tǒng)需新建中壓外輸管道，采用高壓、中壓兩套系統(tǒng)雙線運(yùn)行，投資高，減少增壓站，降低集輸系統(tǒng)能耗與新建動(dòng)設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。方案二和方案三采用前端增壓，將已建集氣站擴(kuò)建為集氣增壓站，不改變處理廠工藝流程，方案二為分散增壓，無(wú)需新建外輸管道，投資低，但是所有站場(chǎng)均設(shè)置壓縮機(jī)，能耗較高。方案三為集中增壓，氣量較為穩(wěn)定，便于選型，設(shè)備易于運(yùn)行，能耗及維護(hù)成本小于方案二。經(jīng)綜合比較，推薦方案三。

表7 三種方案對(duì)比結(jié)果

3.5 集氣增壓站壓縮機(jī)選擇

站4區(qū)塊單井?dāng)?shù)量、產(chǎn)量變化均較大，擴(kuò)建增壓站的天然氣壓縮機(jī)[11]壓力等級(jí)設(shè)置低壓、中壓兩種，低壓系統(tǒng)壓縮機(jī)選擇進(jìn)口壓力0.5 MPa、出口壓力8 MPa，中壓系統(tǒng)壓縮機(jī)選擇進(jìn)口壓力2～8 MPa、出口壓力16 MPa，中壓系統(tǒng)壓縮機(jī)也可作為低壓系統(tǒng)壓縮機(jī)的組合式接力增壓，靈活調(diào)節(jié)。

4 結(jié)論

（1）在凝析氣田開(kāi)發(fā)后期，存在單區(qū)塊較多井轉(zhuǎn)為中低壓井的情況，不適合單井增壓，可依托已建集氣站，擴(kuò)建增壓系統(tǒng)滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。

（2）多個(gè)區(qū)塊整體轉(zhuǎn)為中低壓井生產(chǎn)時(shí)，分散增壓新建壓縮機(jī)設(shè)備較多，能耗較高，且存在壓能浪費(fèi)，采用集中增壓方式更為經(jīng)濟(jì)適用。

（3）整個(gè)區(qū)塊全部轉(zhuǎn)為中低壓生產(chǎn)時(shí)，可考慮內(nèi)部集輸降壓、處理廠進(jìn)站壓力降低、天然氣增壓外輸?shù)募夹g(shù)路線，需校核處理廠內(nèi)所有設(shè)備、閥門(mén)等設(shè)施，存在不滿(mǎn)足正常生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。