T氣田集輸工藝設(shè)計(jì)及計(jì)算分析案例概述目錄TOC\o"1-3"\h\u10614T氣田集輸工藝設(shè)計(jì)及計(jì)算分析案例概述 1212851.1選擇集輸流程的依據(jù)和原則 1154881.2氣田集輸流程優(yōu)選 185551.3集輸工藝優(yōu)化設(shè)計(jì) 2212911.1.1氣液輸送工藝優(yōu)選 246281.1.2集氣方式選擇 3142811.4管道適應(yīng)分析 41.1選擇集輸流程的依據(jù)和原則壁厚、管徑、組成材料各不相同的管道通過不同的管網(wǎng)形態(tài)構(gòu)成了天然氣集輸管網(wǎng)。氣田內(nèi)部所有的氣井通過管網(wǎng)向聯(lián)合站輸送氣井產(chǎn)物，對(duì)于氣田來說，管網(wǎng)是必不可少的生產(chǎn)設(shè)施。（1）選擇的根據(jù)1）氣田分布規(guī)律，驅(qū)油與采油采取的途徑與手段，開發(fā)中期望井網(wǎng)調(diào)整與驅(qū)油，采油工藝改變情況。2）氣田地理位置，氣象，水文，工程地質(zhì)等、地震烈度和其他自然條件，及氣田所處工農(nóng)業(yè)開發(fā)，交通運(yùn)輸，電力通訊等、居民點(diǎn)及其配套設(shè)施的布局等社會(huì)狀況。3）與已開發(fā)氣田相似，既有成功的經(jīng)驗(yàn)，也有失敗的教訓(xùn)。（2）選擇的原則1）符合氣田開發(fā)，開采設(shè)計(jì)調(diào)整要求，適應(yīng)氣田生產(chǎn)動(dòng)態(tài)變化。2）實(shí)行節(jié)約能源的方針。3）充分利用天然氣資源最大限度地減少集輸過程天然氣損耗。4）貫徹落實(shí)“投入小，產(chǎn)出大”，努力提高經(jīng)濟(jì)效益。5）重視生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。1.2氣田集輸流程優(yōu)選（1）集輸布站方式確定氣田的開采年限，氣井的產(chǎn)量、井位的分布，溫度，壓力、氣田的構(gòu)造形態(tài)和自然地理?xiàng)l件對(duì)集輸管網(wǎng)的布置均有影響，氣田集輸流程選擇主要依據(jù)氣田投資成本高低，才能保證該方案有較好的經(jīng)濟(jì)效益。從氣田井的分布規(guī)律來看，針對(duì)該區(qū)塊氣田，采用了多井集輸方案，分析優(yōu)選了各層次布站設(shè)置方案。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，二級(jí)布站以氣井分布比較集中為宜、氣井更靠近集中處理站、氣井壓力足以將氣井產(chǎn)物傳送至處理站氣田，自井口至聯(lián)合站，不設(shè)接轉(zhuǎn)站，從而節(jié)省投資，減少流程便于管理。但原油穩(wěn)定裝置、天然氣凝液回收裝置受處理量變化很大。大型氣田常采取三級(jí)布站。由二級(jí)布站工藝演變而來。隨氣田區(qū)塊外展，氣井?dāng)?shù)越來越多，集輸半徑不斷增大，氣田的總產(chǎn)量也在不斷增加，采出水量亦不斷增加，采出水通常采取回?fù)交蛘呶鬯幚砘刈⒌姆绞健＜敯霃捷^大的情況下，若還是二級(jí)布站流程，當(dāng)采出水量大，需反輸，無(wú)論在投資或管理及運(yùn)行費(fèi)用方面，均不合理。此外，一些小氣田的產(chǎn)量也比較低，油品性質(zhì)更好，但是分別給它們建了原油穩(wěn)定裝置、輕烴回收裝置也不經(jīng)濟(jì)，需輸?shù)洁徑鼩馓锛刑幚?。需要建立接轉(zhuǎn)站。據(jù)本設(shè)計(jì)所給出的有關(guān)資料，采取一級(jí)布站工藝，使布站工藝大大簡(jiǎn)化，和其他布站工藝相比較，大大減少了工程量，經(jīng)濟(jì)效益明顯提高，且利于集輸流程自動(dòng)化程度的提升。（2）集輸管網(wǎng)類型選擇1）枝狀管網(wǎng)枝狀管網(wǎng)為樹枝狀，集輸干線穿過氣田中心，設(shè)在干線兩旁各油井的產(chǎn)液經(jīng)支線匯聚至干線上，再經(jīng)干線運(yùn)輸?shù)街修D(zhuǎn)設(shè)備，投資成本相對(duì)低廉，連接方式比較簡(jiǎn)單。它有串接型枝狀管網(wǎng)和插入型枝狀管網(wǎng)兩種。2）放射狀管網(wǎng)集輸管線是以點(diǎn)為中心的放射狀管道，每口油井產(chǎn)液經(jīng)集輸管道直送中轉(zhuǎn)設(shè)備。該布置方式中氣井相互獨(dú)立且影響不大，適用于高產(chǎn)，高壓?jiǎn)尉?，但管道較長(zhǎng)，投資成本居高不下，建設(shè)工程量大，且不利于管理。3）串狀管網(wǎng)氣井與中轉(zhuǎn)設(shè)備之間由1條集輸管線串接而成，且管線短，投資成本低，但井與井之間互相干擾，不利于調(diào)整與轉(zhuǎn)型。4）環(huán)狀管網(wǎng)2口以上的氣井由1條集輸管線依次相連，構(gòu)成集油環(huán)的多個(gè)集油環(huán)與中轉(zhuǎn)設(shè)備連接。該方法對(duì)氣井密度大、產(chǎn)量低的情況是適用的，需加熱輸送氣田。在給定有關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，組合的區(qū)塊面積相對(duì)狹小，氣井的分布比較均勻，密度大，每口井的壓力都很低，氣溫高等特性，本設(shè)計(jì)為放射狀與串狀組合式管網(wǎng)布置，從而達(dá)到節(jié)省成本、降低投資的目的。1.3集輸工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)1.1.1氣液輸送工藝優(yōu)選（1）采氣支線因井場(chǎng)與集氣站之間采氣管線間距小，多為3~5km，使用氣液混輸工藝，井場(chǎng)流程簡(jiǎn)單，與氣液分輸工藝相比，工程投資節(jié)省，操作方便，實(shí)現(xiàn)了井場(chǎng)的無(wú)人值守，適用于該氣田地處沙漠腹地環(huán)境狀況，因此，建議在采氣系統(tǒng)中使用氣液混輸工藝。（2）集輸干線目前國(guó)內(nèi)外凝析氣田的集輸可分為兩類，即氣液混輸與分輸兩種。對(duì)地層能量相對(duì)較足的氣田而言，通常，氣田內(nèi)的集輸系統(tǒng)都是氣液混輸過程，為了減少后續(xù)的運(yùn)行管理費(fèi)用。但對(duì)碳酸鹽巖氣田，開發(fā)前期的井位部署，單井壓力和產(chǎn)量等、氣液比及其他有關(guān)參數(shù)的測(cè)定不全面，且氣田地形狹長(zhǎng)，集輸半徑大，沙漠地區(qū)地勢(shì)起伏很大，氣液混輸?shù)倪m應(yīng)性需要檢驗(yàn)，以期獲得與碳酸鹽巖相似的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，在試驗(yàn)區(qū)塊進(jìn)行了混輸先導(dǎo)試驗(yàn)，結(jié)果證明，隨地形變化，集輸管線形成液塞，氣頂?shù)痊F(xiàn)象，導(dǎo)致管線集輸能力較差，運(yùn)行壓力大，尤其是輸量小的情況下容易凍堵或者凝固，基本上無(wú)法運(yùn)輸。因此，后續(xù)的發(fā)展建議使用氣液分輸工藝。1.1.2集氣方式選擇（1）單井集氣和多井集氣相結(jié)合常用的集輸流程有單井和多井兩種。塔中I號(hào)氣田全開發(fā)氣田區(qū)塊井位分布相對(duì)集中，井間間距一般為3~5km，由于使用多井氣體收集的設(shè)施是集中管理和便于管理，從而簡(jiǎn)化了油井的處理，因此建議在油井集中的地點(diǎn)采用這一方法。對(duì)于遠(yuǎn)離終端站的單獨(dú)單獨(dú)的油井，這些單獨(dú)的油井是用于氣氣，在靠近主要?dú)獾阑蛱幚韽S的地方，視地點(diǎn)而定，這有利于維護(hù)和管理，以減少投資。（2）集氣站優(yōu)化框架設(shè)計(jì)階段，要求井口回壓應(yīng)盡可能小，為了不影響油氣井的產(chǎn)量，設(shè)計(jì)時(shí)一般以0.8~1.5MPa為宜，因此，砂巖油田的集輸半徑通常被限制在5km范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)集氣站12處。處于可行性研究階段，鑒于碳酸鹽巖的快速衰減，使集輸半徑增大至7~9km，壓力衰減后改用中低壓制造，使其更加適應(yīng)碳酸鹽巖油田的發(fā)展要求，通過對(duì)集氣站的布站方案進(jìn)行優(yōu)化，將原方案12座集氣站優(yōu)化為7座集氣站，節(jié)省工程投資2.5億左右。（3）叢式井、單井串接、管線地面敷設(shè)放射管網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于可行性研究階段，鑒于碳酸鹽巖氣藏的連通性較差、衰減較快等等，建議采用叢式井平臺(tái)，串連管網(wǎng)、地面敷設(shè)技術(shù)等，即于一井場(chǎng)鉆鑿數(shù)口水井，每口井的井口距離只有幾米，井底又延伸到各個(gè)方位井叢中，極大提高氣田開發(fā)效率，再將2口及2口以上油氣井串在一起或呈枝狀相連，油氣混輸至集氣站分離處理油氣，再氣液分輸?shù)教幚韽S脫水，凈化天然氣。針對(duì)碳酸鹽巖單井衰減迅速，單井到集氣站的管線由地面鋪設(shè)，單井站場(chǎng)設(shè)備實(shí)行整體撬裝化，當(dāng)單井枯竭時(shí)，可以把設(shè)備、管線遷移到下一井場(chǎng)，繼續(xù)投入運(yùn)行，本實(shí)用新型提高了管線及裝置的重復(fù)利用率，采取以上措施，節(jié)省大量的投資，滿足碳酸鹽巖的發(fā)展需求。（4）計(jì)量工藝氣田單井計(jì)量采用了技術(shù)對(duì)比的方法，按照輸送工藝的要求、總體布置及氣井選址、重要性比較分析，確定了輪換計(jì)量與單井連續(xù)計(jì)量相結(jié)合的流程。對(duì)產(chǎn)氣量對(duì)氣田總產(chǎn)量起主要影響的氣井而言、針對(duì)氣田中某一氣藏，以氣井，氣藏邊水為代表、底水活躍氣井、產(chǎn)量不穩(wěn)的氣井和用串接方式生產(chǎn)的氣井，適合連續(xù)計(jì)量。針對(duì)碳酸鹽巖單井衰減迅速，建議集中計(jì)量與單井移動(dòng)式計(jì)量結(jié)合。對(duì)較近集氣站單井，以集中計(jì)量為主，有些較長(zhǎng)距離和較近主干線的單井，則用移動(dòng)式計(jì)量，并且考慮將其直接或者串聯(lián)進(jìn)集氣的主干管網(wǎng)中，計(jì)量設(shè)施設(shè)置有所減少。1.4管道適應(yīng)分析本管道年輸氣量為5.0×i0Nm3/a，最大輸氣量為6.1l×10~Nm3a。逐年輸氣量見表3-1。表3-1逐年輸氣量表2015年2016~2025年輸氣量(×10?Nm3/a)1.05.0本管道線路全長(zhǎng)55km，沿線無(wú)分輸、無(wú)其他氣源。氣源為延長(zhǎng)凈化站干凈化氣，來氣壓力為延長(zhǎng)凈化站出站壓力4.89MPa~5.0MPa，姚店輸氣站要求最低進(jìn)氣壓力4.66MPa，故本工程設(shè)計(jì)壓力取6.3MPa。根據(jù)延長(zhǎng)凈化站出站壓力4,89NPI~5,omPi設(shè)定起點(diǎn)壓力為4,89NPn米計(jì)算末點(diǎn)壓力,計(jì)算結(jié)果見下表。序號(hào)管徑mm流量104m3/d長(zhǎng)度km起點(diǎn)壓力MPa末點(diǎn)壓力MPa壓降MPa起點(diǎn)溫度℃末點(diǎn)溫度℃流速m/s1243以最大輸量下日均輸氣量對(duì)管徑進(jìn)行校核，由表計(jì)算結(jié)果可知，當(dāng)本工程管道管徑為D406.4和D457mm時(shí)，均能在延長(zhǎng)凈化站最小供氣壓力4.89MPa的條件下滿足日均輸氣量143×104Nm3d的輸送要求；考慮到經(jīng)濟(jì)因素，在能滿足最大輸量的工藝要求前提下，選取D406.4mm為本工程的推薦管徑。綜上所述，本工程推薦方案二：輸氣用管管徑選用406.4mm，設(shè)計(jì)輸氣壓