老氣田中后期地面系統(tǒng)調(diào)整改造優(yōu)化模式研究

溫 慶，張文娟，劉姿伶

（1.西南油氣田分公司勘探開發(fā)研究院，四川 成都610041；2.西南油氣田分公司川西北氣礦邛崍采氣作業(yè)區(qū)，四川 成都 610001）

四川盆地老區(qū)氣田整體進(jìn)入開發(fā)中后期，生產(chǎn)規(guī)模不斷遞減，井口壓力不斷下降，地面集輸系統(tǒng)普遍低負(fù)荷運(yùn)行，局部呈現(xiàn)出不適應(yīng)，因此，需根據(jù)現(xiàn)存在問題，依托逐年豐富的集輸管網(wǎng)資源、不斷優(yōu)化的系統(tǒng)管理經(jīng)驗(yàn)，探索老區(qū)氣田中后期保質(zhì)保供穩(wěn)步發(fā)展的管理模式。

1 四川盆地氣田地面集輸系統(tǒng)現(xiàn)狀

四川盆地天然氣管網(wǎng)已形成“三橫、三縱、一庫”的總體格局，綜合輸氣能力300億m3／a，并與全國管網(wǎng)連接。各氣田集輸管網(wǎng)內(nèi)部呈枝狀或放射狀，含硫天然氣主要以凈化廠為中心進(jìn)行集中處理?，F(xiàn)已形成以北干線、北外環(huán)和北內(nèi)環(huán)構(gòu)成的“三橫”，以南干線東段、南干線西段和中衛(wèi)一貴陽聯(lián)絡(luò)線構(gòu)成的“三縱”，配套南干線與北內(nèi)環(huán)、北干線構(gòu)成的輸送環(huán)網(wǎng)，總體高低壓分輸?shù)幕靖窬郑⑴c全國管網(wǎng)相通相連。

西南油氣田典型區(qū)塊的天然氣集輸系統(tǒng)模式主要有4類。

1）以大天池為代表的中、低含硫集輸模式。井口氣在站內(nèi)節(jié)流、加熱、分離、計(jì)量后，由集氣支線氣液混輸至集氣站，經(jīng)生產(chǎn)分離后氣相由集氣干線輸送至天然氣處理廠脫水、脫硫，處理合格后外輸，液相定期拉運(yùn)回注或管輸回注。其特征為：原料氣長距離輸送，集中脫硫，干氣輸送。

2）以龍崗為代表的氣液混輸模式。井口氣在站內(nèi)節(jié)流、加熱后，由全線路保溫的集氣支線氣液混輸至集氣站分離、計(jì)量處理，經(jīng)集氣干線進(jìn)入天然氣處理廠脫水、脫硫后外輸，液相經(jīng)閃蒸、過濾后回注。其特征為：氣田內(nèi)部集輸輸送；集中脫硫；濕氣輸送。

3）以大川中須家河為代表的簡化集輸模式。采取叢式井組、井下節(jié)流、多井集氣、輪換計(jì)量及氣液混輸?shù)裙に嚰夹g(shù)，簡化地面流程，地面不設(shè)置水套爐，單井無人值守。地面工藝建設(shè)采取設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、裝置撬裝化、安裝模塊化和管理數(shù)字化。其特征為：氣田內(nèi)部集輸輸送；集中脫水；濕氣輸送。

4）老氣田低壓氣集輸模式。主要針對處于中后期生產(chǎn)的老氣田，天然氣外輸以就地直供用戶為主，少量進(jìn)入大管網(wǎng)調(diào)配。在整體工藝上對原管網(wǎng)進(jìn)行調(diào)整，建立高、低壓天然氣分輸系統(tǒng)，普遍采取增壓方式生產(chǎn)。其特征為：就地銷售，站內(nèi)干法脫硫，濕氣輸送。

2 老區(qū)氣田地面集輸系統(tǒng)存在的問題

2.1 氣田開采后期，生產(chǎn)壓力降低

隨著氣田開發(fā)時(shí)間的遞延，老氣田進(jìn)入遞減期，井口壓力下降到接近集輸系統(tǒng)輸壓，維持目前生產(chǎn)規(guī)模的難度越來越大。為了延緩老井的快速遞減，必須搞好老井的增壓開采，通過增壓、降低回壓，延緩區(qū)域氣藏氣井遞減，維持低壓氣井正常生產(chǎn)。

在天然氣增壓輸送工藝技術(shù)應(yīng)用中，必須滿足以下幾點(diǎn)：一是氣田剩余儲存量大，具有資源基礎(chǔ)；二是與天然氣用氣市場距離較遠(yuǎn)，無法實(shí)現(xiàn)高低壓分輸或是就地銷售；三是氣井集中分布，各個(gè)管網(wǎng)配置完善，可采取多井集氣工藝，統(tǒng)一增壓的技術(shù)路線，以降低投資和便于加強(qiáng)管理；四是通過增壓明顯提高氣田產(chǎn)量，延長氣田生產(chǎn)時(shí)間。

2.2 地面系統(tǒng)集輸處理能力總體富余，系統(tǒng)普遍處于低負(fù)荷運(yùn)行

四川盆地開發(fā)中后期，由于產(chǎn)能規(guī)模不斷遞減，集輸、增壓、脫水、凈化等生產(chǎn)配套系統(tǒng)都出現(xiàn)能力整體富余和低負(fù)荷運(yùn)行的情況。集輸系統(tǒng)建設(shè)時(shí)間跨度大、技術(shù)水平參差不齊，設(shè)備功能不完善、老化等情況普遍存在；后續(xù)地面生產(chǎn)系統(tǒng)維護(hù)工作量大、改造難度高。近年來老區(qū)氣田新增產(chǎn)能區(qū)塊儲量規(guī)模小、分布零散，地面配套建設(shè)難度大，只能依托現(xiàn)有系統(tǒng)輪換生產(chǎn)，但由于老系統(tǒng)管網(wǎng)及處理能力有限，新增天然氣產(chǎn)能無法發(fā)揮。

2.3 氣田水治理難度大

四川盆地天然氣藏普遍含水，在開發(fā)初期基本不產(chǎn)水或只有少量凝析水產(chǎn)生，當(dāng)氣藏進(jìn)入開采中、后期，隨著地層壓力降低、地層水侵入，老井產(chǎn)水量逐步增大，氣田水的處理需求不斷增大，且含硫氣田的氣田水中還包括硫化氫和有機(jī)物等有毒有害物質(zhì)，這些污染物如不經(jīng)處理外排，對周邊環(huán)境的潛在影響及污染極大。主要存在的問題包括：①氣田水區(qū)域性回注能力不足，環(huán)評批復(fù)難度大；②含硫氣田水尾氣惡臭。

3 地面系統(tǒng)調(diào)整改造優(yōu)化模式

3.1 增壓輸送

增壓輸送是實(shí)現(xiàn)老氣田穩(wěn)產(chǎn)和提高采收率的重要途徑。增壓輸送工藝流程為低壓天然氣經(jīng)分離、過濾并計(jì)量后，經(jīng)天然氣增壓機(jī)增壓，輸往下游系統(tǒng)，由于外輸背壓的影響，增壓時(shí)機(jī)也會(huì)千差萬別，同一個(gè)氣田內(nèi)部不同區(qū)塊、不同氣井采用的增壓方式也會(huì)不盡相同，不同增壓方式下增壓時(shí)機(jī)以及其確定方法也不盡相同。目前油氣田增壓輸送方式主要有以下幾種：單井增壓輸送、集中增壓輸送、區(qū)域增壓輸送、組合增壓輸送。

3.2 地面管道及場站適應(yīng)性改造

隨著老氣田產(chǎn)量逐年遞減，對外部氣源依賴程度越來越高，部分場站功能以及重要性發(fā)生較大變化，導(dǎo)致現(xiàn)有工藝流程與新的運(yùn)行工況不相適應(yīng)，需要進(jìn)行調(diào)整。開發(fā)后期，氣田產(chǎn)量降低，部分集輸場站設(shè)計(jì)處理能力與實(shí)際產(chǎn)量已嚴(yán)重不匹配，需對場站工藝設(shè)施及流程進(jìn)行優(yōu)化簡化。通過對老油氣田地面管網(wǎng)的調(diào)整改造，消除輸送瓶頸，解決氣井后期生產(chǎn)壓力低、氣井產(chǎn)水對生產(chǎn)造成的影響。同時(shí)，老舊站場“關(guān)、停、并、轉(zhuǎn)、簡”的實(shí)施，對場站進(jìn)行工藝流程的收縮，可提升負(fù)荷率、節(jié)約運(yùn)行成本、優(yōu)化站場人員結(jié)構(gòu)。地面管道及場站適應(yīng)性改造主要有四種典型措施：1）站場優(yōu)化調(diào)整；2）管網(wǎng)調(diào)整改造；3）場站關(guān)停并轉(zhuǎn)；4）集轉(zhuǎn)輸。

3.3 氣田水處理

隨著開發(fā)后期產(chǎn)水量的快速增加，部分氣田回注系統(tǒng)不完善，需要改造氣田水處理回注系統(tǒng)和管網(wǎng)，解決老氣田氣田水出路，解放有水氣藏產(chǎn)能。氣田水回注處理是解決氣藏產(chǎn)水的主要方法，為適應(yīng)新環(huán)保法要求，需要加大科技攻關(guān)，優(yōu)化氣田水處理工藝，穩(wěn)步推進(jìn)氣田水地面處理工程。氣田水處理有三種典型措施：1）回注井回注；2）處理后達(dá)標(biāo)外排；3）綜合利用。目前，西南油氣田主要采用處理后回注地層的途徑來解決氣田水的出路問題，并已開始積極探索達(dá)標(biāo)外排處理方式，站場的氣田水采用氣田水管線以及汽車?yán)\(yùn)等方式統(tǒng)一輸送至回注站進(jìn)行回注，回注前的處理工藝上，絕大多數(shù)采用簡單隔油沉淀后直接回注，新建的氣田水回注井站，更是增設(shè)了石英砂和核桃殼兩級過濾處理裝置，通過隔油沉淀+過濾處理后回注。

4 結(jié)論

1）面臨負(fù)荷率低、地面配套建設(shè)難度大等挑戰(zhàn)，西南油氣田經(jīng)過摸索和研究，形成了多種成熟完善的地面系統(tǒng)調(diào)整改造優(yōu)化方法。2）通過增壓輸送、地面管道及場站適應(yīng)性改造和氣田水治理這三類地面系統(tǒng)調(diào)整改造優(yōu)化模式可以解決老氣田生產(chǎn)中存在的問題，滿足氣田經(jīng)濟(jì)、高效開發(fā)的需求。3）公司合理指定的開發(fā)方案，保障了供氣與氣田穩(wěn)產(chǎn)之間的關(guān)系。4）西南油氣田將進(jìn)一步制定合理對策，依托“一區(qū)一策”或“一井一策”優(yōu)化老井開采方案，確保氣田的高質(zhì)量穩(wěn)產(chǎn)及地區(qū)的天然氣保供。