高含硫气田集输系统增压模式优化研究屈丹龙

随着高含硫气田的持续开发,气井井口压力逐步低于集输压力,亟需实施集输系统增压运行。采用OLGA软件,以气液两相流、压降预测、耦合传热理论为基础,针对高含硫气田集输管网高程差、气体组分、液气比、管网全尺寸参数等工况条件,建立了复杂山地高含硫湿气集输系统生产运行的数值模型,以集输系统生产历史数据为基础,验证模型准确性并进行修正。考虑单井、多井或单线配置压缩机等情况,根据开发预测的各井压力变化情况,计算集输管网的压力分布及系统能耗,重点分析了单站增压、区域+单站增压、集输干线增压三种模式,最终优选出高含硫气田集输系统增压模式。     

高含硫湿气集输系统增压模式优化研究

随着高含硫湿气田低于外输压力要求的气井不断增加,影响气田稳产,开发后期必须进行增压集输。基于前期研究成果,建立了增压集输模式的数值模型,采用热-力耦合方法,模拟分析了某气田典型增压模式下集输管内的流速、持液率、压降的变化情况。研究结果表明:1~#～4~#线流速过高,需提高相应管段的运行压力,进行增压集输,以降低相应管段的流速;为避免段塞流风险和压降,需对1~#～3~#线进行汽液分输增压;综合各方面因素采用汽液分输的区域增压加干线增压的集输模式,既能最大限度地开发气田资源,又能满足管网外输压力的要求,是高含硫湿气集输系统增压开采最优的增压集输模式。上述研究成果为高含硫湿气集输系统增压模式确定和增压点布局提供了重要依据。     

靖边气田增压开采工艺技术研究

靖边气田经过十多年的滚动开发,单井压力持续下降,为了继续维持靖边气田55亿m3/a的生产规模,对靖边气田整体增压工艺进行了研究.研究指出,靖边气田增压稳产期气井最低生产压力为1.4 MPa,压缩机组进气压力按1.0 MPa进行设计;靖边气田增压方式以区域增压为主,单站增压为辅.文章从已建地面集输压力系统、气井最低生产压力和气田增压方式的确定、总体集输工艺的调整等对其进行了论证.     

大牛地“低压、低产、低渗透”气田增压集输模式

随着鄂尔多斯盆地大牛地气田的不断开发,气井压力逐渐下降,目前约有30%的气井压力已接近管网压力（不低于4.5 MPa）。为了维持气田的稳定生产,同时保证气田天然气的正常外输,迫切需要采取增压集输工艺。为此,针对大牛地气田的气藏特点,提出了4种增压集输模式：①单井增压模式;②集气站分散增压模式;③区域集中增压模式（多个集气站集中增压）;④首站集中增压模式。并分别从生产工艺、投资及运行费用、经济效益及生产管理等方面对上述4种增压集输模式进行了对比分析。结果表明：依次采用区域集中增压和首站集中增压的分步两级增压模式可充分利用气田现有的集输工艺设备,既能最大限度地开发气田资源,又能满足管网外输压力的要求,是大牛地气田增压开采最优的增压集输模式。     

复杂山地气田湿气集输工艺探讨

国内复杂山地高含硫天然气的开发规模不断扩大,地面集输系统处于高压、高含硫、高腐蚀工况条件下,加大了运行风险.为提高气田地面集输系统的适应性,确保气田安全平稳运行,针对不同气田气井产出物的种类、湿气定义及复杂山地特型管网形成的流体流态、可能产生的危害进行分析论证认为;含游离水天然气持液率对湿气集输工艺流体不利流态的形成具有较大影响;复杂山地集输管道敷设方式所形成的特型管段结构会形成液相沉积,对管道安全运行影响较大;湿气持液率小于5％的湿气集输,液相水对集输工艺安全运行的影响可以忽略不计;湿气持液率大于5％的湿气集输工艺宜采用气液分相分输工艺.     

靖边气田开发后期增压方案研究

靖边气田全面进入自然稳产期末,地面集输系统已不能适应中、低压气的开发。依据靖边气田现有管网系统结构,对管网增压方式进行比选,建立大型气田区域性增压全局优化模型,结合天然气管网仿真,运用优化技术,决策出最优的气田增压方案,合理布置压缩机站的站位、优化压缩机及管网系统的运行参数,从而协调天然气的采、集、输、配各个环节的关系,在实施天然气集输管网区域性增压输送的同时,既降低管网改造投资,又实现经营部门效益的最大化。     

FAST Piper集输软件在气田管网分析计算中的应用

天然气集输管网运行状况分析和预测可为气井生产、气量调配、管网调整等提供依据。文章介绍了加拿大Fekete 公司的FAST Piper集输系统分析优化软件的功能、特点以及在气田集输管网分析中的应用步骤及过程。以靖边气田为例，利用该软件对气田生产中的集输系统节点压力预测、多方案计算优化、异常情况下管网运行状况瞬时模拟、环形管网以及配气管网等进行了分析。该软件界面直观，计算准确，基本可以处理天然气集输管网分析中的各类问题，并可有效提高工作效率。     

中国石油与壳牌公司长北合作区块天然气地面集输工艺

长庆油田长北合作区是中国石油与英国壳牌公司在中国陆上规模最大的合作开发项目,其地面集输工艺的设计充分吸收了国内外的成熟做法,并依照壳牌公司的《设计和工程实施规范》（DEP）标准,形成了独特的开发模式。为此,详细介绍了长北合作区地面集输系统的构成和工艺流程,并与国内部分典型气田的集输工艺进行了对比,从布站模式、天然气处理工艺、变压运行工艺、气液混输工艺、井口湿气计量工艺、内防腐工艺、分段清管工艺、清管球集中回收工艺和天然气水合物抑制工艺等方面对长北合作区地面集输工艺进行了分析说明,结合生产运行情况,总结出了长北合作区地面集输工艺的特点--“井丛集气、开工加热、中压集输、气液混输、井口计量、移动分离、定期测试、仪表保护、智能清管、一级布站、枝状管网、低温分离、集中增压”。     

普光高含硫气田集输管网优化

针对普光气田自身特点,以集输管网投资最小为目标,以管网各节点的流量、压力及管道的压力限制等为约束条件,建立了树状集输管网布局、管径和阀门数目全局优化数学模型,采用双重编码遗传算法对模型进行求解,获得了总投资费用最省的管网布局、管径和阀门数目。优化过程中,针对普光湿气集输采用气液混输的特点,确定了湿天然气的物性计算和热力计算模型。通过计算值与实测值的比较,确定了适用于湿气混输管线且精度较高的水力计算模型,保证了优化过程中物性、压力和温度计算以及优化模型约束条件校核的准确性。实例计算表明,所建立模型准确,优化算法有效,对降低高含硫气田管网建设成本和提高管网安全性有重要指导意义。     

土库曼斯坦某气田集输增压方案比选及建议

土库曼斯坦合同区某气田集输采用了多井高压集气、单井节流、集气站加热节流、后期增压和气液混输工艺。根据气田单井分布、单井压力和产量递减情况,对各气区集中增压和天然气处理厂集气装置集中增压方式进行了对比分析,考虑了不同增压工艺对集气干线管径、流速和压缩机组装机功率及配置的影响,同时对两种增压方案的优劣和经济性进行了比选,推荐采用各气区集中增压方案。建议在方案比选中考虑增压方案对站场设备和管道流速的影响,避免由于压力和产量的波动而严重影响设备和管道的正常运行。结论认为：该气田集输增压方案应综合考虑集气干线、压缩机装机功率和机组配置、站场设备和管道适应性分析3大因素,使优选出的增压工艺具有较强的适应性,确保气田平稳开发和运行。     

川西北地区超高压含硫气井安全地面集输工艺

四川盆地西北部地区超高压气藏富含硫化氢和二氧化碳,对地面集输工艺的安全性要求极高,其中双探1井为川西北地区典型的超高压含硫气井,是目前国内投入试采井口压力最高(104 MPa)的气井,其安全试采的关键是节流降压和防止天然气水合物形成。为此,以该井为先导,创新建立了超高压含硫气井的地面集输工艺流程:(1)考虑冲蚀腐蚀的影响,按照等压设计思路,设计了高压多级节流橇;(2)提出了地面一级加热+天然气水合物抑制剂+移动蒸汽加热的天然气水合物防治技术;(3)形成了地面安全控制技术,建立了安全等级最高的超高压井口安全系统,保障了气井的安全生产;(4)针对气田产水和高含硫化氢的特点,提出了气液分离+脱硫+缓蚀剂+清管的防腐措施。该配套技术工艺对超高压含硫气井地面集输工艺的研究和试验具有典型性和示范性,对其他同类气田具有一定的借鉴意义。     

高含硫气田元素硫沉积研究进展

在高含硫气田开发过程中,随着温度和压力的不断降低,元素硫沉积现象频发。硫沉积严重则会造成井筒堵塞、关井停产,也会影响集输系统安全高效运行。目前关于高含硫气田元素硫沉积的研究大多是针对井筒,对集输系统的研究则起步较晚。文章阐明了井筒和集输系统元素硫沉积的机理,探析了影响元素硫沉积的主要因素,并综述了元素硫沉积预测方法研究现状和能否成功预测的关键技术点,最后展望了今后元素硫沉积的研究重点和发展趋势,以期为高含硫气田安全、高效生产提供一定的借鉴。     

高含硫气田集输系统元素硫沉积防治措施

在高含硫气田的开发过程中,随着天然气压力、温度的降低,在地层、井筒及地面集输系统中都可能发生硫沉积,引起管道和下游设备堵塞及严重的腐蚀,危害巨大。为了保证集输系统的正常运行,降低硫沉积危害,在大量文献调研的基础上,分析了集输系统中硫沉积的机理及其主要影响因素,阐述了硫沉积的主要沉积位置,给出了防治集输系统硫沉积可采用的工艺措施,认为工业实际中防治硫沉积的最好方法是注入硫溶剂。通过对比物理溶剂和化学溶剂的溶硫量、特性以及实际使用情况,认为中等程度的硫沉积推荐采用以锭子油为载体的烷基萘,硫沉积严重时,推荐使用SULFA-HITECH或者DADS硫溶剂。     

延川南区块煤层气集输工艺技术研究

煤层气是赋存于煤层中的自生自储式非常规天然气,它在气质组分、赋存条件、生产规律等方面均不同于常规天然气,具有典型的低渗、低压、低产的特点。以延川南区块延1开发试验井组地面集输系统为例,结合煤层气集输工艺调研,开展煤层气井场工艺、管输工艺、分离工艺、增压工艺等地面集输工艺技术研究,为延川南区块整体开发起到借鉴作用。     

ReO软件在苏里格气田集输系统生产优化中的应用

天然气集输系统的运行状况分析和预测可为气井生产、气量调配、管网调整等提供依据。ReO软件作为一款气田生产系统整体模拟和优化软件,具有集输系统节点压力预测、多方案计算优化等功能,尤其在成本和操作约束条件的基础上最大化优化收益。本文以苏里格气田为例,利用该软件对气田集输节点压力进行了预测评估分析,并提出相关生产优化建议。投产表明,模拟结果与实际运行参数基本吻合,适用于苏里格气田。     

关于油气集输工程管网布局设计研究

油气集输工程管网布局设计,具有控制造价、影响产能等属性,亟需在布局设计中加以优化完善。借助油气集输管网设计原则,综合考虑地理、湿度、气候等因素,在操作上依赖降耗增效原则,设计和完善油气集输管网布局优化方案。以油气集输工程节能设计为原则,应用地面集输管网优化、井组优化、系统布局优化、集中处理站选址优化等模式,实现油气集输工程管网布局设计优化,以保证管网节能设计高效落实。在油气集输工程管网布局改造后,管效由88.19%提升至90%,实现总节能646.2 MJ/h,节气15.01 m³/h,年节气总量达13×10⁴m³,达到了良好的节能降耗效果。因此,针对当前管网布局优化要求,制定以多元化设计保障策略,对于了解未来管网布局设计具有极大辅助作用,展现出较为积极的探索价值。     

靖边气田上、下古气藏合采地面集输工艺

靖边气田经过十多年的开发建设,气藏资源和地层能量迅速衰竭,为保证靖边气田稳产规模,研究试验了上、下古气藏气合采地面集输工艺,工艺主要采用了井下节流、单井中低压串接、井口不注醇、集气站大压比增压等技术。通过采用该工艺,技术难度大幅度降低,实现了中低压集气,降低了地面系统运行压力,同时地面投资大幅降低。该工艺技术的试验及实施,为苏东南20×108 m3/a上古气藏天然气,10×108 m3/a下古气藏天然气规划及靖边气田稳产提供了一种新思路及技术支持。     

普光气田地面集输系统硫沉积原因分析及对策

普光气田天然气富含H2S和CO2,自投产以来,地面集输管线和设备装置硫沉积现象较为普遍,造成分酸分离器压差过大、节流阀堵塞、排液不畅等问题,直接影响到气井正常生产。通过对硫堵情况较严重的P3011-1井现场勘察和原因分析,依托集气站原有流程利用硫溶剂加注配套工艺进行现场硫溶剂加注作业,最终使分酸分离器前后压差恢复至正常范围,下游集输管线及设施硫沉积现象基本消除,外输天然气气质得到改善,效果明显。硫溶剂加注配套工艺的成功应用,为解决普光气田及同类高含硫气田地面集输系统硫沉积问题提供参考。     

运行参数对某湿气集输管网积液的影响研究

在湿气集输管网运行过程中,积液会降低管输效率,加剧管道腐蚀,引起管网节点压力升高。针对某气田集输系统建立管网积液模型,通过单因素控制变量法,研究管网输气量、气体质量含液率、集气站出站温度、集气末站进站压力对管网积液量及积液分布的影响效应,通过正交试验设计研究各运行参数对积液的影响程度。研究结果表明,输气量的降低、气体质量含液率的增加、集气站出站温度的降低和集气末站进站压力的上升,均会引起管网积液量和积液管段数量增加。运行参数对积液量的影响从大到小依次为管网输气量、集气末站进站压力、气体质量含液率、集气站出站温度。输气量对积液量的影响最为显著,这将为积液控制提供指导。