塔里木高壓氣田集輸和處理經(jīng)驗談

塔里木盆地具有豐富的自然?氣資源，截至2011年底，塔里木油田先后建成投產(chǎn)了克拉2、迪那2、英買7、羊塔克、玉東2、牙哈、桑南東、吉拉克、塔中6、柯克亞等10個氣田，已建成集氣站21座，氣田集輸力量達到277×108m3/a；自然?氣處理廠12座，處理力量達到297×108m3/a，基本形成了以輪南集氣總站為自然?氣總外輸口的總體流向。多年來塔里木油田堅持應(yīng)用和集成新工藝、新技術(shù)，相繼建成了牙哈、克拉2、英買力、迪那等大型高壓氣田，攻克了一系列難題，形成了塔里木盆地大型簡單高壓氣田地面工程技術(shù)，為西部能源基地的建設(shè)供應(yīng)了強有力的支撐。1、地面工程特點

1.1

自然?氣快速上產(chǎn)，地面建設(shè)節(jié)奏加快

塔里木油田自2000年以來，實現(xiàn)了跨越式的進展，自然?氣產(chǎn)量從7.5×108m3/a，增長到2011年170.5×108m3/a。伴隨自然?氣產(chǎn)量的快速進展，地面建設(shè)任務(wù)重、節(jié)奏快。大型高壓氣田建設(shè)時間平均需要約14個月，而國外類似氣田的建設(shè)周期普遍超過2年，加上前期論證時間，一般要超過3年。

1.2

高壓高產(chǎn)氣田比重大，地面工藝技術(shù)簡單在塔里木油田已開發(fā)的氣田中，高壓氣田的比例越來越多，高壓氣田的地質(zhì)儲量占氣田總儲量的97.3%。氣田的類型簡單，有蠟含量高、凝固點高的凝析氣田、特高凝析油含量凝析氣田、特別高壓氣田、特別高溫氣田等。

克拉2氣田單井產(chǎn)量300×104～400×104m3/d，井口壓力54～58MPa；迪那2氣田屬于高壓高溫凝析氣田，井口壓力達到65～82MPa、井口溫度達到62～110℃。這些氣田不僅壓力高、溫度高，同時原料氣中含有CO2、Cl-，使得地面工藝技術(shù)簡單，集輸、處理工藝、設(shè)備材料選擇差異大。1.3

平安環(huán)保責任大，平安設(shè)施要求更高在高壓高產(chǎn)氣田中，由于在集輸和處理過程中自然?氣壓力高、氣流量大，一旦設(shè)備和管線發(fā)生爆破，瞬間釋放出來的破壞能量極大，將會對四周環(huán)境形成很強的沖擊破壞作用，其影響范圍廣。基于高壓高產(chǎn)氣田同時含有的CO2、Cl-的特性，在管材和設(shè)備選型、防腐蝕泄漏、凈化工藝的選擇、平安防護等方面的投資要遠遠高于常規(guī)氣田。1.4

氣候惡劣，環(huán)境簡單，地面建設(shè)難度增大塔里木油田高壓氣田均處于沙漠戈壁和山區(qū)，地形起伏大，管道線路經(jīng)過地區(qū)的不良地質(zhì)現(xiàn)象主要有倒塌、滑坡、高地下水位和脆弱地基等。惡劣的氣候和簡單的地理環(huán)境，使地面工程的建設(shè)難度增大。2、取得的技術(shù)成果

2.1

形成滿意不同類型高壓氣田開發(fā)的工藝

塔里木油田已投產(chǎn)的高壓氣田具有高溫、高壓、高產(chǎn)、高腐蝕性等特點，經(jīng)過十幾年的跨越式進展，塔里木油田攻克了一系列技術(shù)難題，漸漸摸索出適應(yīng)高壓氣田、凝析氣田特點的地面集輸及處理工藝技術(shù)，形成了3種主體工藝模式：一是，超高壓特高產(chǎn)氣田工藝模式——高壓常溫集氣、單井計量、簡化井口、濕氣輸送、集中處理、J-T節(jié)流制冷。二是，超高壓凝析氣田工藝模式——高壓集氣、氣液混輸、集中處理、J-T節(jié)流制冷。三是，高壓循環(huán)注氣工藝模式——高壓常溫集氣、高壓注醇、密相輸送、集中處理、高壓循環(huán)注氣。

2.2

形成地面工程主體技術(shù)

2.2.1

應(yīng)用優(yōu)化的高壓集氣處理工藝

塔里木油田的高壓氣田為充分利用氣藏壓力能，簡化后續(xù)工藝，克拉2氣田、英買力氣田、牙哈氣田、迪那2氣田全部應(yīng)用了高壓集氣技術(shù)，集氣壓力超過了10MPa，優(yōu)化了集輸處理工藝，節(jié)約了工程建設(shè)投資，降低了能耗。

2.2.2

應(yīng)用了長距離氣液混輸技術(shù)克拉2、英買力、牙哈、迪那2等高壓氣田均采納氣液混輸?shù)妮斔凸に?，簡化了地面工藝流程、削減了管線投資，降低了運行管理費用。英買力氣田西、東集氣干線管道公稱直徑為350mm，長度分別為75km和65km，是目前我國最長的氣液混輸管道，與氣液分輸方案相比可節(jié)省投資約9500萬元。2.2.3

應(yīng)用高壓注氣循環(huán)技術(shù)為提高凝析油收率，增加穩(wěn)產(chǎn)年限，牙哈凝析氣田采納循環(huán)注氣部分保壓采氣工藝，注氣力量300×104m3/d，注氣壓力高達52MPa。牙哈氣田已實現(xiàn)凝析油穩(wěn)產(chǎn)50×104t/a約12年，地層壓力保持在原始壓力的80%以上。

2.2.4

采納多種高壓自然?氣處理技術(shù)

塔里木油田的高壓氣田氣質(zhì)組分差別較大，為滿意產(chǎn)品外輸要求和經(jīng)濟效益最大化，針對不同氣田的氣質(zhì)特點和產(chǎn)品需求，采納多種自然?氣處理技術(shù)，以滿意產(chǎn)品要求?？死?氣田屬純自然?氣氣藏，C3+以上重烴含量少（但含微量C3+～C14+重烴），液化氣和輕烴回收價值小，主要采納J-T閥節(jié)流制冷工藝進行處理，以掌握外輸自然?氣的烴、水露點為主。牙哈、英買力、迪那2凝析氣田，C3+以上重烴含量高，具有回收液化氣和輕烴的經(jīng)濟價值。為了更好地回收液化氣和輕烴等產(chǎn)品，牙哈、英買力、迪那2凝析氣田開發(fā)先后采納了J-T閥+溴化鋰制冷、3S工藝、J-T閥+丙烷制冷、多級閃蒸+提餾凝析油穩(wěn)定工藝等技術(shù)手段，一方面掌握烴、水露點；另一方面對凝析油進行穩(wěn)定，同時，盡可能多的回收液化氣和輕烴，制造更高的經(jīng)濟效益。

2.2.5

采納先進的自控技術(shù)

塔里木油田高壓氣田形成了集輸系統(tǒng)和處理廠相對獨立，自成一體的氣田建設(shè)、管理模式，各氣田的調(diào)控中心均設(shè)置在處理廠中央掌握室。利用先進網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和信息管理軟件，采納SCADA系統(tǒng)操作方式實現(xiàn)氣田井場、站、廠、線生產(chǎn)掌握、管理的網(wǎng)絡(luò)自動化，以及科學調(diào)度管理和優(yōu)化運行。

2.3

推廣應(yīng)用了多項有用技術(shù)

2.3.1

應(yīng)用平安評價分析技術(shù)

在塔里木油田高壓氣田的建設(shè)中，平安評價技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，特殊是危急與可操作性分析技術(shù)（HAZOP）在工程設(shè)計中發(fā)揮了越來越重要作用。例如：迪那2處理廠，通過15天的HAZOP分析，從整體布局、增設(shè)管線腐蝕監(jiān)測、增設(shè)工藝處理流程的壓力和溫度監(jiān)測、在各排污閥門增設(shè)雙閥等方面，提出了195項建議。從本質(zhì)上避開各類事故發(fā)生的可能性，提高了迪那2凝析氣田運行操作平安的牢靠性。

2.3.2

推廣防腐與腐蝕監(jiān)測技術(shù)

塔里木油田高壓氣田針對氣田介質(zhì)的不同特點，采納多種防腐措施掌握管線和設(shè)備的腐蝕。目前，塔里木油田非酸性高壓氣田的內(nèi)防腐措施：一是，22Cr雙相不銹鋼管；二是，復合鋼管；三是，鋼+緩蝕劑方案。為把握和監(jiān)控防腐技術(shù)的使用效果，對管道和設(shè)備實行在線腐蝕監(jiān)測，以確保腐蝕得到較好的掌握。常用的腐蝕監(jiān)測方法有：管道腐蝕監(jiān)測、腐蝕探針、超聲波定點檢查管道/設(shè)備壁厚。

2.3.3

應(yīng)用新設(shè)備新材料

在塔里木油田高壓氣田的建設(shè)中，采納大量的新設(shè)備、新材料，保證了氣田的平安、高效開發(fā)。22Cr雙向不銹鋼、復合鋼管的應(yīng)用有效掌握了管道和設(shè)備的腐蝕；采納音速火炬，降低了火炬高度，縮小火炬筒直徑；采納高效分別設(shè)備提高了分別效率；采納段塞流捕集器有效防止了清管產(chǎn)生的段塞流對下游設(shè)備的影響。

2.3.4

采納了信息化管理技術(shù)

信息化管理技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)了從井口處處理廠的全過程自動監(jiān)控，避開了人為因素造成的誤操作，轉(zhuǎn)變了氣田地面工程建設(shè)和生產(chǎn)運行管理的工作方式，提高了生產(chǎn)管理水平，降低了操作成本、精簡了組織機構(gòu)，促進了減員增效。各氣田的調(diào)控中心設(shè)置在處理廠中央掌握室，實現(xiàn)了井口、集氣站的無人值守。

2.3.5

采納系統(tǒng)優(yōu)化及仿真技術(shù)

在氣田集輸系統(tǒng)優(yōu)化過程中，設(shè)計人員通過對仿真模擬軟件，如，TGNET、TLNET、HYSYS、ProFES-Transient、PIPEPHASE、OLGA等的應(yīng)用，有針對性地對大型管網(wǎng)在各種可行的方案下進行快速靜態(tài)和動態(tài)仿真計算分析，全面優(yōu)化氣田地面工藝。借助這一現(xiàn)代化手段，為快速找到最優(yōu)方案設(shè)計和優(yōu)化工藝過程供應(yīng)了便利。

2.4

取得了多項核心科研成果

塔里木油田針對氣田快速進展的業(yè)務(wù)需求，開展了一大批科研項目的討論，科技創(chuàng)新支撐了自然?氣地面核心技術(shù)快速進展?？蒲谐晒蔑@了主營業(yè)務(wù)驅(qū)動、目標導向的科技項目研發(fā)理念，有力地支撐了自然?氣業(yè)務(wù)的快速進展。例如，國家科技攻關(guān)項目“塔里木盆地高壓凝析氣田開發(fā)技術(shù)討論及應(yīng)用”，采納“先期采油、氣液同采、后期蒸油”的開發(fā)模式，先后指導了柯克亞、牙哈和吉拉克-桑南3等類似油氣藏的高效開發(fā)。通過循環(huán)注氣的開采技術(shù)，在保持地層壓力的條件下，使牙哈氣田凝析油采收率達到54.7%，連續(xù)穩(wěn)產(chǎn)約13年，實現(xiàn)了科學高效的氣田開發(fā)。

2.5

強化地上地下整體優(yōu)化

氣田的開發(fā)注意多專業(yè)一體化優(yōu)化，以實現(xiàn)氣田的高效開發(fā)。牙哈凝析氣田的開發(fā)實現(xiàn)了凝析氣藏、注氣、采油、地面工程等多專業(yè)融合，真正做到了地上地下整體優(yōu)化，實現(xiàn)了氣田的效益最大化。英買力氣田群、迪那2氣田采納衰竭開發(fā)方式，開發(fā)方案中充分體現(xiàn)了利用地層能量、節(jié)省能源的原則，充分利用了氣藏壓力能，削減了工程投入。

2.6

注意前期工作和總體規(guī)劃

塔里木油田非常重視氣田開發(fā)的前期工作和總體規(guī)劃，通過對氣田總體布局、工藝流程、設(shè)備選擇統(tǒng)籌優(yōu)化，節(jié)約了大量的投資。

克拉2氣田在項目前期進行了充分的論證工作，使氣田總體布局、工藝流程、線路走向、設(shè)備選擇得到統(tǒng)一優(yōu)化，節(jié)約投資近5億元。

2.7

先試采后建產(chǎn)，實現(xiàn)氣田持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)

試采是開發(fā)前期評價階段獵取氣藏動態(tài)資料，盡早熟悉氣藏開發(fā)特征，確定開發(fā)規(guī)模的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。大北、克深氣田是十二五期間塔里木油田重點開發(fā)的氣田，為保證氣田長期的開發(fā)效益，精確?????把握氣藏資料，先期進行試采，獵取精確?????的流體組分、相態(tài)特征和氣藏動態(tài)資料后再進行規(guī)模化開發(fā)。

2.8

推廣標準化設(shè)計，集成先進技術(shù)

自2008年以來，塔里木油田有效地開展了標準化設(shè)計工作，分析氣藏特性，在特性中找共性，選成熟牢靠的技術(shù)進行集成。在標準化設(shè)計過程中，采納動態(tài)管理模式，不斷對標準化成果進行修訂和完善。采納標準設(shè)計工期同比縮短40%，建設(shè)工期同比縮短20%。3、對今后高壓氣田建設(shè)的幾點建議

3.1

進一步重視開發(fā)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的錄用

地質(zhì)勘探、采油采氣等地下生產(chǎn)數(shù)據(jù)是開展地面工程設(shè)計、建設(shè)的基礎(chǔ)和依據(jù)。地質(zhì)數(shù)據(jù)、采油采氣數(shù)據(jù)的精確?????性和正確性是確定地面工程建設(shè)規(guī)模、采納何種處理工藝技術(shù)的根本，具有重要的生產(chǎn)實際意義。因此，要重視并取全取準地下基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，保證足夠的試采時間，賜予充分的資金支持和保障。通過試采供應(yīng)的數(shù)據(jù)評價氣藏性質(zhì)、采氣工藝、材料的適用性，找出存在的問題，為后續(xù)油氣田的正式開發(fā)和地面工程規(guī)劃設(shè)計供應(yīng)全面精確?????的技術(shù)資料。

3.2

盡快開展針對氣田氣質(zhì)條件的專用緩蝕劑研制

對于含H2S、CO2、Cl-自然?氣采納碳鋼+緩蝕劑方案，緩蝕劑打算了防腐效果。緩蝕劑對應(yīng)用環(huán)境的要求很高，針對性很強。不同介質(zhì)或材料要求使用不同的緩蝕劑，甚至同一種狀況下，當操作條件轉(zhuǎn)變時，所采納的緩蝕劑也要轉(zhuǎn)變。由于不同氣田開發(fā)所面臨的腐蝕環(huán)境的差異，因此，專用緩蝕劑研制必需提前進行。

3.3

加強管網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)力分析，確保系統(tǒng)平安

應(yīng)對高壓管道、高溫管道、大口徑管道、壓縮機出口管道、放空管道等管網(wǎng)系統(tǒng)進行應(yīng)力分析，實行相應(yīng)的掌握措施消退和減小沖擊、位移、氣流脈動以及共振影響，保證高壓氣田的運行平安。

3.4

加強平安評估，合理確定平安距離

高壓高產(chǎn)氣田的生產(chǎn)建設(shè)要堅持本質(zhì)平安的理念和節(jié)省土地的原則，平安距離只是保證平安的幫助措施。從保證生產(chǎn)人員、生產(chǎn)設(shè)施、周邊居民和重要設(shè)施的平安角度，平安距離主要考慮防火距離。平安距離的確定，應(yīng)采納“基于風險”的方法，即，通過評估可能