板南儲(chǔ)氣庫(kù)地面注采工藝設(shè)計(jì)

張輝 蔡維國(guó) 王東軍 張紅勤 中國(guó)石油大港油田分公司

板南儲(chǔ)氣庫(kù)地面注采工藝設(shè)計(jì)

張輝 蔡維國(guó) 王東軍 張紅勤 中國(guó)石油大港油田分公司

為滿足京津冀地區(qū)用氣和季節(jié)調(diào)峰需求，2010年利用板南枯竭油氣藏改建成板南儲(chǔ)氣庫(kù)。板南儲(chǔ)氣庫(kù)是與陜京二、三線配套建設(shè)的地下儲(chǔ)氣庫(kù)，設(shè)計(jì)有效工作氣量為4.27×108m3，注氣裝置規(guī)模240×104m3/d、采氣裝置規(guī)模400×104m3/d。該工程包括板南集注站、板G1庫(kù)井場(chǎng)、白6庫(kù)井場(chǎng)、白8庫(kù)井場(chǎng)等4座地面站場(chǎng)，并建設(shè)配套的公用與輔助系統(tǒng)。

注氣壓縮機(jī)；露點(diǎn)控制；乙二醇再生；集注站；板南儲(chǔ)氣庫(kù)

自1999年起，在大港油田相繼建設(shè)了大張坨、板876、板中北高點(diǎn)和板中南高點(diǎn)、板808、板828地下儲(chǔ)氣庫(kù)，但仍不能滿足京津冀地區(qū)的用氣和季節(jié)調(diào)峰需求。2010年在中石油統(tǒng)一部署下，決定利用板南枯竭油氣藏改建成板南儲(chǔ)氣庫(kù)。板南儲(chǔ)氣庫(kù)是與陜京二、三線配套建設(shè)的地下儲(chǔ)氣庫(kù)，設(shè)計(jì)有效工作氣量為4.27×108m3，注氣裝置規(guī)模240×104m3/d、采氣裝置規(guī)模400×104m3/d。該工程包括板南集注站、板G1庫(kù)井場(chǎng)、白6庫(kù)井場(chǎng)、白8庫(kù)井場(chǎng)等4座地面站場(chǎng)，并建設(shè)配套的公用與輔助系統(tǒng)。

1 平面布置

板南儲(chǔ)氣庫(kù)集注站東西方向長(zhǎng)200m，南北方向長(zhǎng)132m，場(chǎng)區(qū)沿進(jìn)站路布置，集注站共分為5個(gè)區(qū)塊：綜合辦公及輔助生產(chǎn)區(qū)、注氣裝置區(qū)、采氣裝置區(qū)、放空區(qū)及35kV變電所。

板南儲(chǔ)氣庫(kù)設(shè)備布置方式主要有橇裝化布置和直接座落于地面上兩種方式。橇裝化布置方式具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、管道短，可實(shí)現(xiàn)工廠預(yù)制，減小現(xiàn)場(chǎng)工作量等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)取消橇裝化布置方式所需的鋼底座，降低工程投資。橇裝化布置方式主要應(yīng)用于小型設(shè)備如甲醇注入橇、自用氣調(diào)壓橇、乙二醇再生橇。設(shè)備直接座落于地面上的布置方式，其優(yōu)點(diǎn)主要是設(shè)備安裝投資較省、設(shè)備管道維護(hù)維修方便、安裝方式靈活，適用于大型設(shè)備如生產(chǎn)分離器、低溫分離器、熱媒爐、空冷器等。

2 注氣系統(tǒng)工藝流程

在注氣期，港霸線來(lái)氣經(jīng)調(diào)壓到3.5～4.5MPa后，進(jìn)入分輸站，經(jīng)天然氣雙向輸氣管線輸至板南儲(chǔ)氣庫(kù)集注站。進(jìn)站天然氣經(jīng)進(jìn)站旋風(fēng)分離器和過(guò)濾分離器除去粉塵和雜質(zhì)后，再進(jìn)入注氣壓縮機(jī)組一級(jí)入口緩沖罐，經(jīng)三級(jí)壓縮至11～30MPa，進(jìn)空冷器冷卻至65℃后。一部分通過(guò)板G1庫(kù)井場(chǎng)注采管線輸往板G1庫(kù)井場(chǎng)，后經(jīng)注氣匯管輸至注氣閥組分配并計(jì)量后注入板G1地下儲(chǔ)氣庫(kù)；另一部分通過(guò)白6庫(kù)、白8庫(kù)井場(chǎng)注采管線輸至白6庫(kù)、白8庫(kù)井場(chǎng)，后分別經(jīng)白6庫(kù)、白8庫(kù)注氣匯管，輸至注氣閥組分配并計(jì)量后再注入白6庫(kù)、白8庫(kù)注采井。

注氣壓縮機(jī)入口設(shè)兩級(jí)除塵過(guò)濾，使氣體中粉塵粒徑≤3μm，可保證壓縮機(jī)入口氣體的清潔。為減少壓縮機(jī)出口天然氣攜帶的潤(rùn)滑油對(duì)地層滲透率產(chǎn)生的不利影響，要求壓縮機(jī)廠家保證在壓縮機(jī)出口的天然氣中潤(rùn)滑油含量不超過(guò)1mg/L。在注氣壓縮機(jī)房?jī)?nèi)建1套潤(rùn)滑油系統(tǒng)，包括1具氣缸潤(rùn)滑油儲(chǔ)罐、1具機(jī)身潤(rùn)滑油儲(chǔ)罐、1臺(tái)氣缸潤(rùn)滑油泵和1臺(tái)機(jī)身潤(rùn)滑油泵，分別為3臺(tái)注氣壓縮機(jī)自帶的氣缸及發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油罐補(bǔ)充潤(rùn)滑油。

3 采氣系統(tǒng)工藝流程

（1）工藝主流程。在采氣期，板G1庫(kù)、白6庫(kù)和白8庫(kù)井場(chǎng)斷塊地層中儲(chǔ)存的天然氣由注采井采出，各注采井產(chǎn)出流物經(jīng)油嘴節(jié)流后，通過(guò)單井計(jì)量橇進(jìn)行計(jì)量，所有注采井產(chǎn)出流物匯合后進(jìn)生產(chǎn)分離器進(jìn)行三相分離、計(jì)量，并進(jìn)入露點(diǎn)控制裝置系統(tǒng)和乙二醇再生系統(tǒng)進(jìn)行處理，脫去氣中的水，形成干氣，同時(shí)乙二醇再生重復(fù)利用。

（2）露點(diǎn)控制裝置系統(tǒng)。板G1庫(kù)、白6庫(kù)和白8庫(kù)井場(chǎng)所有注采井產(chǎn)出流物進(jìn)露點(diǎn)控制裝置，經(jīng)生產(chǎn)分離器進(jìn)行三相分離，分出的凝析油和水分別計(jì)量后進(jìn)凝液管線。生產(chǎn)分離器分出的天然氣，經(jīng)管道過(guò)濾器過(guò)濾后，進(jìn)入預(yù)冷器冷卻至25℃，在甘醇霧化器中與乙二醇混合后進(jìn)換熱器與低溫分離器分出的天然氣換冷后，節(jié)流至-10℃進(jìn)低溫分離器。低溫分離器分出的氣相經(jīng)聚結(jié)過(guò)濾器進(jìn)一步凈化后，進(jìn)天然氣換熱器復(fù)熱后經(jīng)過(guò)計(jì)量外輸至大港分輸站。低溫分離器底部設(shè)加熱盤(pán)管，分離出的凝液去凝液管線，富乙二醇水溶液去乙二醇再生系統(tǒng)再生。

（3）乙二醇再生系統(tǒng)。根據(jù)露點(diǎn)控制要求，計(jì)算露點(diǎn)控制裝置乙二醇防凍劑注入量為400kg/h。乙二醇低溫分離出來(lái)富乙二醇節(jié)流至0.6MPa，經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾后，先與乙二醇再生塔塔頂水蒸氣換熱至50℃，然后進(jìn)閃蒸分離器，分出的低壓氣進(jìn)放空系統(tǒng)，分出的液體與塔底乙二醇貧液換熱至95℃后進(jìn)乙二醇再生塔。再生塔塔底操作溫度120℃，采用導(dǎo)熱油供熱。再生塔塔底乙二醇貧液經(jīng)貧液冷卻器冷卻至75℃后，由乙二醇注入泵提升，經(jīng)甘醇霧化器霧化后，注入到預(yù)冷器后的氣相中循環(huán)使用。

4 輔助系統(tǒng)

（1）甲醇注入系統(tǒng)。甲醇主要注入到預(yù)冷器前、后原料氣及管殼式換熱器前原料氣注、采管線收球筒氣相出口中，防止原料氣在低溫狀態(tài)下凍堵管線。

（2）儀表風(fēng)及制氮系統(tǒng)。儀表風(fēng)系統(tǒng)主要為露點(diǎn)控制裝置、注氣裝置氣動(dòng)儀表、閥門(mén)提供氣源，注氣壓縮機(jī)配套的電機(jī)提供正壓通風(fēng)用于壓縮空氣。氮?dú)庀到y(tǒng)主要為露點(diǎn)控制裝置、注氣裝置及其他配套裝置提供置換氣。儀表風(fēng)系統(tǒng)包括空氣壓縮機(jī)2臺(tái)、干燥橇2臺(tái)、制氮機(jī)2臺(tái)、儀表風(fēng)儲(chǔ)罐和氮?dú)鈨?chǔ)罐各1具。

（3）排放系統(tǒng)。集注站內(nèi)主要工藝設(shè)備的排污均排入閉式排放罐，當(dāng)閉式排放罐達(dá)到一定液位后，利用閉式排放罐輸液泵將罐內(nèi)污水與污油增壓后輸至白一站進(jìn)行處理。該站設(shè)計(jì)閉式排放系統(tǒng)，建1具閉式排放罐（PN1.6MPa，d=2000mm× 6000mm）；2臺(tái)閉式排放罐輸液泵，單臺(tái)排量10m3/h，揚(yáng)程180m。

（4）燃料氣系統(tǒng)。集注站設(shè)置燃?xì)庹{(diào)壓橇，主要為600kW熱媒加熱系統(tǒng)、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)、燃?xì)獠膳癄t、放空筒點(diǎn)火提供燃料氣。燃料氣采用干氣，帶流量計(jì)量裝置。燃料氣經(jīng)燃?xì)庹{(diào)壓閥橇調(diào)壓至0.4MPa后供給各用戶(hù)，經(jīng)燃?xì)庹{(diào)壓橇二級(jí)調(diào)壓至0.25MPa后供燃?xì)獍l(fā)電機(jī)使用。

（5）熱媒加熱系統(tǒng)。熱媒加熱系統(tǒng)主要為生產(chǎn)分離器、低溫分離器、閉式排放罐及乙二醇再生裝置提供熱負(fù)荷，總凈熱負(fù)荷約為530kW。本工程設(shè)置1套600kW的熱媒加熱系統(tǒng)為工藝裝置供熱。

（6）放空系統(tǒng)。集注站建1套放空系統(tǒng)，帶點(diǎn)火功能。在事故狀態(tài)下將井口和分輸站出站緊急切斷閥切斷，將集注站、井場(chǎng)至集注站管道、集注站至分輸站管道的壓力在15min時(shí)間內(nèi)降至0.7MPa，最大放空量為93.2×104m3/d。本工程放空系統(tǒng)設(shè)計(jì)放空量為96×104m3/d，包括1具放空筒和1具放空分液罐。

5 結(jié)論

（1）板南儲(chǔ)氣庫(kù)集注站利用天然氣注氣壓縮機(jī)組，經(jīng)過(guò)三級(jí)壓縮壓力降至11～30MPa（根據(jù)地層壓力變化），通過(guò)空冷器冷卻至65℃后，注入儲(chǔ)氣庫(kù)板G1庫(kù)、白6庫(kù)和白8庫(kù)井場(chǎng)注采井內(nèi)。

（2）板南儲(chǔ)氣庫(kù)板G1庫(kù)、白6庫(kù)和白8庫(kù)井場(chǎng)地層中儲(chǔ)存的天然氣由注采井采出后，經(jīng)生產(chǎn)分離器進(jìn)行三相分離并計(jì)量，通過(guò)露點(diǎn)控制裝置脫去氣中的水，形成干氣，同時(shí)乙二醇再生重復(fù)利用。

（3）板南儲(chǔ)氣庫(kù)注采工藝簡(jiǎn)單易于操作、方便管理、經(jīng)濟(jì)性好，可以推廣利用。

（欄目主持 張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.12.021