蘇里格氣田骨架集輸管網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及優(yōu)化

馮朋鑫，宋漢華，王 惠，茹志娟，梁博羽

（1.中國石油長慶油田分公司蘇里格氣田研究中心，陜西西安 710018；2.低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實(shí)驗(yàn)室，陜西西安 710018）

隨著蘇里格氣田規(guī)?；_發(fā)，按照蘇里格氣田開發(fā)規(guī)劃[1，2]，截至2013 年底，基本完成280×108m3/a 骨架工程建設(shè)。建成并投運(yùn)處理廠6 座；已建集氣干線1 060 km，外輸管線466 km。已經(jīng)建成的管網(wǎng)和天然氣處理廠等有效確保蘇里格氣田天然氣生產(chǎn)的順利外輸。

伴隨著氣田產(chǎn)量的逐年快速攀升，為實(shí)現(xiàn)氣量的局部調(diào)配，減小因局部管網(wǎng)故障對(duì)生產(chǎn)造成的影響，對(duì)管線進(jìn)行及時(shí)的分析和優(yōu)化顯得非常必要。本文對(duì)蘇里格氣田部分集輸管網(wǎng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并提出優(yōu)化改進(jìn)意見，來更好保證氣田的安全平穩(wěn)生產(chǎn)和最大生產(chǎn)能力的發(fā)揮。

1 骨架集輸系統(tǒng)管網(wǎng)建設(shè)情況

表1 蘇里格氣田主要集氣干線情況表

1.1 蘇里格氣田骨架輸氣管網(wǎng)優(yōu)化原則[3，4，5]

（1）滿足蘇里格氣田氣井區(qū)塊輸氣量要求；（2）遵循管線出現(xiàn)故障后，將影響面降到最低原則；（3）遵循緊急情況下氣量實(shí)現(xiàn)最大限度調(diào)配原則；（4）遵循關(guān)鍵控制點(diǎn)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制原則。

1.2 蘇里格氣田集輸系統(tǒng)分析及優(yōu)化

1.2.1 目前存在的問題

（1）蘇里格氣田骨架管網(wǎng)對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)未設(shè)置控制，管線出現(xiàn)故障時(shí)，造成停產(chǎn)區(qū)塊多，影響面大。

（2）截止2013 年底，蘇里格氣田已經(jīng)建成280×108m3/a 管網(wǎng)骨架工程，并建成投運(yùn)處理廠6 座，有效確保了氣田的安全平穩(wěn)生產(chǎn)。但管網(wǎng)關(guān)鍵控制點(diǎn)自動(dòng)化程度低，不利于緊急情況下措施的有效發(fā)揮。

1.2.2 1-2 干線風(fēng)險(xiǎn)分析及評(píng)價(jià)

1.2.2.1 1-2 干線A 段（B-1 站至A-1 清管站） 風(fēng)險(xiǎn)：當(dāng)1-2 干線A 段出現(xiàn)故障時(shí)，由于該段沒有截?cái)嚅y門，將導(dǎo)致A、B 區(qū)塊停產(chǎn)。

優(yōu)化：增設(shè)可以遠(yuǎn)程控制的截?cái)嚅y1（見圖1），增加閥1 后，僅影響B(tài) 區(qū)塊生產(chǎn)。

圖1 1-2 干線A 段優(yōu)化示意圖

1.2.2.2 1-2 干線B 段（A-1 清管站至1-2 清管站）風(fēng)險(xiǎn)：當(dāng)1-2 干線B 段出現(xiàn)故障時(shí)，由于沒有復(fù)線，A、B 區(qū)塊只能停產(chǎn)。

優(yōu)化：增設(shè)復(fù)線（見圖2），不影響B(tài)、A 區(qū)塊生產(chǎn)。同時(shí)將A-1 清管站、1-2 清管站截?cái)嚅y門及放空閥門改為遠(yuǎn)程控制閥，以實(shí)現(xiàn)緊急情況下的緊急關(guān)斷放空。

圖2 1-2 干線B 段優(yōu)化示意圖

1.2.2.3 1-2 干線C 段（1-2 清管站至C-1 站） 風(fēng)險(xiǎn)：當(dāng)1-2 干線C 段出現(xiàn)故障時(shí)，A、B 區(qū)塊產(chǎn)氣只能輸往第三處理廠，可能導(dǎo)致第三處理廠超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)也可能會(huì)影響到第二、第一處理廠的外輸氣量。

優(yōu)化：將1-2 清管站截?cái)嚅y及放空閥改為遠(yuǎn)程控制閥，C-1 站截?cái)嚅y及放空閥改為電動(dòng)閥，以實(shí)現(xiàn)緊急情況下的緊急關(guān)斷放空。

1.2.3 A 區(qū)塊外輸管線風(fēng)險(xiǎn)分析及評(píng)價(jià) 風(fēng)險(xiǎn)：（其集輸概況見圖3）A 區(qū)塊兩條外輸管線在A-1 站內(nèi)未設(shè)置切換流程，均為單獨(dú)外輸。如其中一條管線出現(xiàn)故障，將造成區(qū)塊減產(chǎn)。

圖3 1-2 干線集輸示意圖

優(yōu)化：在站內(nèi)設(shè)置兩條外輸管線的切換流程，并將A-1 清管站截?cái)嚅y及放空閥門改為遠(yuǎn)程控制閥，以實(shí)現(xiàn)緊急情況下的緊急關(guān)斷放空。

1.2.4 1-1 干線風(fēng)險(xiǎn)分析及評(píng)價(jià) 1-1 干線外輸管線示意圖（見圖4）。

圖4 1-1 干線外輸管線示意圖

1.2.4.1 1-1 干線A 段（C-1 站至D-1 站） 風(fēng)險(xiǎn)：當(dāng)1-1 干線A 段出現(xiàn)故障時(shí)，C 區(qū)塊天然氣只能切換到1-2 干線進(jìn)入第三處理廠處理，可能導(dǎo)致第三處理廠超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)影響第一、第二處理廠處理氣量。

1.2.4.2 1-1 干線B 段（D-1 站至第一處理廠） 當(dāng)1-1 干線B 段出現(xiàn)故障時(shí)，可通過1-3 干線將D 區(qū)塊、0-1 區(qū)塊及N 區(qū)塊天然氣分流至第一處理廠，剩余天然氣進(jìn)入第三處理廠或者第二處理廠。但當(dāng)1-1 干線B段及1-3 干線同時(shí)出現(xiàn)故障時(shí)，則有一定的風(fēng)險(xiǎn)：D、0-1、N 的產(chǎn)氣全部輸往第三處理廠和第二處理廠，可能導(dǎo)致第二、第三處理廠超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，并影響第一處理廠的處理氣量。

優(yōu)化：在D-1 站增設(shè)調(diào)節(jié)閥（見圖5），以實(shí)現(xiàn)天然氣可控分流。同時(shí)將站內(nèi)截?cái)嚅y門及放空閥門改為電動(dòng)球閥，便于更好操作。

圖5 D-1 站增加調(diào)節(jié)閥示意圖

1.2.5 1-3 干線（D 區(qū)塊至第一處理廠）風(fēng)險(xiǎn)分析及評(píng)價(jià) 當(dāng)1-3 干線出現(xiàn)故障時(shí)，天然氣可通過1-1 干線B 段輸往第一天然氣處理廠，不影響輸氣。

1.2.6 1-7 干線風(fēng)險(xiǎn)分析及評(píng)價(jià) 1-7 干線外輸管線示意圖（見圖6）。

圖6 1-7 干線外輸管線示意圖

1.2.6.1 1-7 干線A 段（N-1 站至0-1 站） 當(dāng)1-7 干線A 段出現(xiàn)故障時(shí)，N 區(qū)塊全部停產(chǎn)，但不影響0-1 站輸氣。

1.2.6.2 1-7 干線B 段（0-1 站至D-1 站） 當(dāng)1-7 干線B 段出現(xiàn)故障時(shí)，0-1 站來氣可切換至1-7 干線復(fù)線輸送至D-1 站。

1.2.7 1-6 干線風(fēng)險(xiǎn)分析及評(píng)價(jià)

1.2.7.1 1-6 干線A 段（S-1 站至S-1 清管站） 風(fēng)險(xiǎn)：當(dāng)1-6 干線A 段出現(xiàn)故障時(shí)，將造成S 區(qū)塊全部停產(chǎn)。優(yōu)化：在1-6 干線A 段增設(shè)遠(yuǎn)程控制閥門（閥1）（見圖7），S-3、S-4、S-5 集氣站天然氣經(jīng)1-6 干線B段進(jìn)入第一天然氣處理廠。同時(shí)將S-1 清管站控制閥也改為遠(yuǎn)程控制閥以實(shí)現(xiàn)流程自動(dòng)切換。

1.2.7.2 1-6 干線B 段（S-1 清管站至第一處理廠）優(yōu)化：在1-6 干線B 段增設(shè)遠(yuǎn)程控制閥門（閥2）（見圖8），當(dāng)1-6 干線B 段出現(xiàn)故障時(shí)，S-1 集氣站天然氣經(jīng)1-6 干線A 段、S-4 站進(jìn)入第一天然氣處理廠。

圖7 1-6 干線A 段外輸管線優(yōu)化示意圖

圖8 1-6 干線B 段外輸管線優(yōu)化示意圖

1.2.8 1-5 干線風(fēng)險(xiǎn)分析及評(píng)價(jià) 風(fēng)險(xiǎn)：當(dāng)1-5 干線復(fù)線出現(xiàn)故障時(shí)，由于該管線無切斷閥門，將造成E 區(qū)塊全部停產(chǎn)。

優(yōu)化：增設(shè)電動(dòng)閥1，以確保1-5 干線與1-5 干線復(fù)線之間能切換流程（見圖9）。

圖9 1-5 干線外輸管線優(yōu)化示意圖

2 結(jié)論和認(rèn)識(shí)

通過對(duì)蘇里格氣田（主要是1-3 干線、A 區(qū)塊外輸管線、1-1 干線、1-3 干線、1-6 干線、1-6 干線和1-5 干線）等七條骨架輸氣管網(wǎng)存在風(fēng)險(xiǎn)分析和評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)目前管網(wǎng)存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，需要進(jìn)行必要的優(yōu)化升級(jí)，同時(shí)，對(duì)部分管網(wǎng)提出了優(yōu)化改造建議。主要認(rèn)識(shí)如下：

（1）在骨架管網(wǎng)關(guān)鍵點(diǎn)上設(shè)置控制，對(duì)減少氣田運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)是十分必要的；（2）在骨架管網(wǎng)中，對(duì)建有復(fù)線的管線有必要與原管線通過控制實(shí)現(xiàn)流程導(dǎo)通；（3）在骨架管網(wǎng)中，各處理廠間也要通過管網(wǎng)聯(lián)通，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)氣田氣量勻衡靈活調(diào)配，提高氣田應(yīng)急處理能力。

［1］ 李安琪.蘇里格氣田開發(fā)論［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2008.

［2］ 呂永杰，關(guān)丹慶，田景隆，等.蘇里格氣田低壓集氣工藝模式［J］.天然氣工業(yè)，2008，28（增刊B）：118-120.

［3］ 楊光，劉煒，王登海，等.蘇里格氣田布站模式及壓力系統(tǒng)研究［J］.石油規(guī)劃設(shè)計(jì)，2009，20（4）：26-28.

［4］ 潘紅麗，楊鴻雁.氣田地面集輸管網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)［J］.油氣儲(chǔ)運(yùn)，2002，21（4）：14-18.

［5］ 劉神，王登海，楊光，等.蘇里格氣田天然氣集輸工藝技術(shù)的優(yōu)化創(chuàng)新［J］.天然氣工業(yè)，2007，27（4）：139-141.