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      論頁巖氣田地面工程進(jìn)展及工藝

      2019-09-10 07:22:44王鵬
      中國化工貿(mào)易·上旬刊 2019年3期
      關(guān)鍵詞:集氣站

      王鵬

      摘要:根據(jù)頁巖氣田的調(diào)研結(jié)果,總結(jié)了該氣田地面采集管網(wǎng)及脫水處理工藝。頁巖氣田采用了高壓采氣、中壓集氣、集中脫水的總體地面工藝流程,氣井與集氣站采取了井站同臺的設(shè)計方式,井口氣體經(jīng)過高壓采氣管線直接輸向集氣站,為了防止天然氣在集氣管網(wǎng)中形成水合物堵塞管道,井口氣在集氣站進(jìn)行了加熱、節(jié)流、分離的過程,初步分離出其中的游離水。

      關(guān)鍵詞:頁巖氣田;集氣站;脫水站

      頁巖氣田位于重慶山區(qū),該區(qū)塊總共將布置平臺63個,氣井253口,預(yù)計年產(chǎn)氣量最大將達(dá)到48×108m3/a。本區(qū)塊產(chǎn)出的天然氣將通過川氣東送管道最終向下游輸送。

      1 集氣工藝

      1.1 集氣站工藝

      1.1.1 工藝流程

      氣田生產(chǎn)井分布很密,氣井與集氣站采用井站同臺的設(shè)計模式,因此,氣井距集氣站很近,直接經(jīng)采氣管網(wǎng)氣液混輸進(jìn)入集氣站。因此,該區(qū)塊采氣管線采取高壓采氣的方式,每口單井的井口都主要設(shè)置緊急切斷閥、除砂器等標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備,并不對井口采出氣做專門的節(jié)流處理。

      頁巖氣田集氣站的主要作用是收集井口來氣并對其進(jìn)行加熱、調(diào)壓與分離計量。井口來氣由于壓力較高在集氣站分為兩次節(jié)流,每次節(jié)流之前先進(jìn)入加熱爐將其加熱至一定溫度,保證其節(jié)流過程中不會出來水合物,經(jīng)二級節(jié)流后,天然氣壓力為5.0-6.2MPa。匯管分為計量匯管和生產(chǎn)匯管,需要計量的單井來氣進(jìn)入計量匯管后接入計量分離器,其它井口來氣進(jìn)入計量匯管接入生產(chǎn)分離器。即使天然氣在進(jìn)入集氣管網(wǎng)前經(jīng)過了加熱處理以防止其在集氣管網(wǎng)中出現(xiàn)水合物,但以防萬一,集氣站預(yù)留注醇設(shè)施、設(shè)置清管設(shè)施。

      根據(jù)井口部署和接入氣井?dāng)?shù)量,集氣站可分為2井式、4井式、6井式、8井式、10井式和12井式,每一類型集氣站都采取標(biāo)準(zhǔn)化配置。加熱爐除2井式采用雙盤管之外,其余4井式一12井式均采用四盤管,即一個加熱爐管2口井;集氣站采用輪換計量方式,單井計量時間為24小時,計量周期為5-10天,一個計量分離器管轄4-6口井。

      1.1.2 標(biāo)準(zhǔn)集氣站流程

      1.1.2.1 02井式集氣站

      2井式集氣站配置最為簡單,即單井對應(yīng)一套流程,完成加熱、節(jié)流、分離、計量的過程。2井式集氣站標(biāo)準(zhǔn)化流程見圖1所示。

      1.1.2.2 4井式、6井式集氣站

      4井式、6井式集氣站在配置方式上是一樣的,即每兩口井的井口來氣進(jìn)入一套加熱節(jié)流模塊進(jìn)行加熱節(jié)流后再根據(jù)需求選擇一口井的井口氣進(jìn)入計量匯管,接入計量分離器,其余井井口氣進(jìn)入生產(chǎn)匯管接入生產(chǎn)分離器。

      1.1.2.3 8井式、10井式、12井式集氣站

      8井式、10井式、12井式集氣站配置思路是相似的。這三種集氣站均采用兩口井井口來氣進(jìn)入同一套加熱節(jié)流模塊,即8井式集氣站設(shè)置4臺加熱爐,10井式設(shè)置5臺而12井式設(shè)置6臺。同樣根據(jù)需求將加熱節(jié)流后天然氣分別導(dǎo)入計量匯管和生產(chǎn)匯管,進(jìn)入計量匯管的井口氣分別進(jìn)入兩套計量分離器進(jìn)行單井分離計量,其余井口來氣進(jìn)入一套生產(chǎn)分離器進(jìn)行氣液分離。

      1.2 集氣管網(wǎng)工藝

      1.2.1 集氣管網(wǎng)建設(shè)規(guī)模及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

      根據(jù)開發(fā)方案,設(shè)計規(guī)模為50×108m3/a,故該氣田最大年產(chǎn)氣量48×108m3/a。前人研究發(fā)現(xiàn),天然氣與用戶的交接壓力為4.0-4.2MPa,但其進(jìn)脫水站的最低壓力為4.5MPa。因此,在4.5MPa的條件下(天然氣進(jìn)脫水站壓力),通過管網(wǎng)壓力計算50億產(chǎn)能集輸管網(wǎng)的最高工作壓力為6.2MPa,結(jié)合試驗井組己建管網(wǎng)的設(shè)計壓力,確定50億方集氣管線設(shè)計壓力為6.4MPa 。

      1.2.2 管道布置方案

      根據(jù)氣藏分布和初步開發(fā)部署,該區(qū)塊集輸管網(wǎng)總體布置為“輻射+環(huán)形”管網(wǎng),兩條主要集氣干線能夠覆蓋大部分集氣站。分別進(jìn)入兩個脫水站,氣田西南方向未接入1, 2號脫水站的3個集氣站直接進(jìn)入3號集氣站。此種集氣方式安全性好、靈活度高。

      2 處理工藝

      頁巖氣田所產(chǎn)天然氣不含H2S,含有極少量的CO2,因此要使該氣田產(chǎn)氣達(dá)到外輸氣標(biāo)準(zhǔn),針對其的處理工藝的主要目標(biāo)是降低其水露點(diǎn)。該氣田目前采用了集中脫水的方式處理氣田產(chǎn)氣。井口氣經(jīng)過集氣站的集氣和初步分離后由集氣管網(wǎng)輸送至集中脫水處理站,脫水站采用了三甘醇脫水工藝流程,進(jìn)站天然氣首先經(jīng)過過濾分離后進(jìn)入加熱爐加熱至脫水所需溫度,然后進(jìn)入脫水模塊,最后經(jīng)調(diào)壓計量后外輸。

      3 總結(jié)

      氣田氣通過集氣管網(wǎng)分別送入三座集中脫水站,進(jìn)行三甘醇脫水。為了減少地面工程占地面積,所有地面工藝流程均經(jīng)過模塊化分,將天然氣處理過程都進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,設(shè)備全部進(jìn)行撬裝化組裝,對這些撬裝化設(shè)備進(jìn)行不同組裝分解,可以適應(yīng)氣田產(chǎn)量變化。

      參考文獻(xiàn):

      [1]岑康,江鑫,朱遠(yuǎn)星等.美國頁巖氣地面集輸工藝技術(shù)現(xiàn)狀及啟示[J].天然氣工業(yè),2014,34(06):102-110.

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