蘇里格南區(qū)塊天然氣集輸工藝優(yōu)化技術(shù)研究

袁杰

摘要：蘇里格氣田具有低滲、低壓、低產(chǎn)、低豐度（四低）特征，隨著蘇里格不斷地開發(fā)，致密氣藏逐步進(jìn)入視野。而今后與之相匹配的開發(fā)配套技術(shù)也將成為重點(diǎn)研究方向。油氣田開過程中，低壓、低產(chǎn)開發(fā)的配套技術(shù)相對具有一定的技術(shù)難度，也是工程領(lǐng)域的技術(shù)難題。本文針對蘇里格南區(qū)的低壓及其工藝技術(shù)進(jìn)行研究，進(jìn)一步全面簡化集氣工藝、簡化井場，實(shí)現(xiàn)井口不加熱、不注醇，采氣管線不保溫工藝，優(yōu)化集氣管網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)樹枝狀井間串接，從而有力的推動蘇里格低壓氣田的高效開發(fā)。

關(guān)鍵詞：低滲低壓低產(chǎn)低豐度 ?集氣工藝

1 蘇里格氣田天然氣組成特點(diǎn)

天然氣在不同的地質(zhì)條件下其組分含量有所不同，要確定適應(yīng)的集輸工藝模式就要對天然氣的組分進(jìn)行分析研究，例如靖邊氣田屬于高含硫氣田，那么在集輸工藝中對防硫，脫硫的工藝要求就高。因此針對蘇里格氣田，我們要對蘇里格氣田中天然氣組分進(jìn)行探討研究，從而進(jìn)一步確定合理的技術(shù)路線和集輸工藝。

蘇里格氣田屬上古生界含氣系統(tǒng)，天然氣主要來源于本溪-山西組的“廣覆型”煤系烴源巖，來源較為單一。煤層累計(jì)厚度一般10～20m，最厚達(dá)25m，有機(jī)碳含量70.8%～83.2%。氯仿瀝青“A”0.61%～0.8%，總烴1757.1～2539.8ppm;暗色泥巖一般厚度100～150m，有機(jī)碳含量2.25%～3.33%，氯仿瀝青“A”0.037～0.12，總烴163.76～361.6ppm，具有III型干酪根特征。蘇里格天然氣中CH4含量在90%以上，基本不含H2S，CO2含量小于3%，氣體中除含一定量（2%～8%）的 C2～C6外，還含有少量 C7+重組份，平均1×104m3天然氣約產(chǎn) 0.02m3凝析油，屬微含凝析油的濕天然氣，需采用脫油脫水處理工藝。蘇里格氣田天然氣組份中 H2S，CO2和采出水中 Cl-等指標(biāo)均低于國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，僅含有少量凝析油，通過脫油脫水工藝進(jìn)行處理，即可滿足商品天然氣標(biāo)準(zhǔn)。

2 蘇里格南區(qū)塊集氣工藝

2.1采、集氣管道輸送工藝選擇

蘇里格南區(qū)主要采用的集輸工藝有采出水拉運(yùn)與氣液混輸兩種方式，其原因主要是因?yàn)樘K里格南原料其中多為含凝析油及氣田水的濕氣，且原料氣中含有重?zé)N組分、甲醇以及部分氣田水。在實(shí)際生產(chǎn)過程中如果氣田采出水比較少可以采用氣液混輸工藝。

2.2防止水合物生成

通過計(jì)算氣井水合物形成的壓力及溫度曲線，從而進(jìn)一步控制水合物的生成。當(dāng)進(jìn)行中壓節(jié)流后壓力變?yōu)?MPa，而在低壓節(jié)流后壓力則變?yōu)?MPa，此時(shí)需要采取措施進(jìn)行水合物的抑制，從而避免水合物的形成。

（1）井口加熱節(jié)流工藝：先將井口出來的天然氣進(jìn)入加熱爐加熱，釆氣管線保溫輸送進(jìn)行外輸。

（2）采用加注防凍劑輸送工藝：直接在每口井節(jié)流閥前注入防凍劑，進(jìn)行輸送，降低整個(gè)氣田的水合物形成溫度。

（3）水合物防止方法選擇：由于蘇里格南井口數(shù)量大，且為低滲透，如果每口井都安裝水套爐工程投資巨大，且蘇里格氣田地處內(nèi)蒙古，所在區(qū)域冬季時(shí)間長，溫度低，沿程溫降快，加熱外輸需設(shè)置保溫層，又增加額外的工程投資。而采用注防凍劑的工藝方式，可以保證整個(gè)氣田的溫度都在水合物形成溫度3℃以上，防凍劑可回收，進(jìn)行重復(fù)的利用，降低工程投資。推薦采用注入防凍劑的方式進(jìn)行天然氣輸送。[1]

2.3增壓開采技術(shù)

蘇里格氣田氣井供氣范圍小，氣井生產(chǎn)的后期低壓條件下，外圍低滲區(qū)有一定的供給能力，外圍低滲區(qū)儲量將對氣井的最終累計(jì)產(chǎn)量具有一定的貢獻(xiàn)。因此，采用低壓集氣、增壓開采技術(shù)，在低壓條件下動用低滲區(qū)儲量，適應(yīng)氣井壓力下降快的特點(diǎn)，滿足地面系統(tǒng)外輸壓力要求。[2]

2.4低溫分離脫油脫水工藝技術(shù)

低溫分離器脫油脫水工藝又稱作冷凝分離法，目前蘇里格南區(qū)所采天然氣外輸至處理廠，在處理廠完成低溫冷離脫油脫水。該技術(shù)就是利用在一定壓力下天然氣中各烴類組分的揮發(fā)度不同，將天然氣冷卻至烴露點(diǎn)溫度以下的某一低溫，得到一部分富含較重?zé)N類的凝液，并在此低溫下使其與氣體分離的過程。此法的特點(diǎn)是需要向天然氣提供足夠的冷量使其降溫。按照提供冷量的制冷系統(tǒng)不同，冷凝分離法又可分為膨脹制冷、冷劑制冷和聯(lián)合制冷法三種。

3 蘇里格南區(qū)集輸管網(wǎng)布置及配套技術(shù)

3.1管網(wǎng)布置及接入

（1）放射狀采氣管網(wǎng)

主管網(wǎng)呈現(xiàn)放射狀布局接入集氣站內(nèi)，各個(gè)單井管線呈現(xiàn)插入式方式接入主管網(wǎng)，采用就近方式。

（2）井間串接放射狀采氣管網(wǎng)

單井與主管網(wǎng)進(jìn)行就近插入接法，其接入點(diǎn)相對較多，每次動火連頭停產(chǎn)頻次過高。因此采用井間串接，統(tǒng)一接入主管網(wǎng)。實(shí)現(xiàn)一次動火多井接入。

3.2多井串接的配套技術(shù)

（1）單井生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集技術(shù)

為適應(yīng)蘇里格南區(qū)的生產(chǎn)開發(fā)的需求，解決井?dāng)?shù)多，多井串接后難以確定各井運(yùn)行參數(shù)的問題，減少巡井工作量，提高工作效率，將各單井的井口數(shù)據(jù)包括溫度、壓力、流量和套壓，采用超短波數(shù)據(jù)傳輸電臺傳輸?shù)郊瘹庹?，同時(shí)上傳調(diào)度中心，為井口巡查提供參考數(shù)據(jù)，達(dá)到減員增效，保證氣井正常生產(chǎn)。

（2）井口高低壓安全截?cái)嚅y技術(shù)

對于井下節(jié)流工藝而言，井底與地面集氣處于兩個(gè)壓力系統(tǒng)。存在節(jié)流器失效的風(fēng)險(xiǎn)，因此在井口安裝高低壓緊急關(guān)斷閥，滿足井口安全運(yùn)行的需要，經(jīng)過現(xiàn)場反復(fù)實(shí)驗(yàn)論證、結(jié)合設(shè)計(jì)規(guī)范要求，在井口設(shè)置高低壓緊急關(guān)斷閥，當(dāng)采氣管線破裂或井口超壓時(shí)，及時(shí)截?cái)?，保證了生產(chǎn)安全運(yùn)行。

（3）天然氣帶液計(jì)量技術(shù)

單井進(jìn)集氣站前已經(jīng)在采氣干管中混和，要對單井產(chǎn)量進(jìn)行計(jì)量只能在井口進(jìn)行，通過對內(nèi)錐流量計(jì)、簡易孔板、智能旋進(jìn)流量計(jì)試驗(yàn)對比，在井口采用簡易旋進(jìn)流量計(jì)對單井產(chǎn)量進(jìn)行帶液計(jì)量，投資低，且生產(chǎn)維護(hù)管理方便。在井口對天然氣產(chǎn)量進(jìn)行計(jì)量，簡化了集氣站工藝流程，降低了集氣站建設(shè)的工作量及投資。

總 結(jié)

通過對蘇里格南區(qū)天然氣集輸工藝技術(shù)的探討研究，我們確定了井下節(jié)流、井口不加熱、不注醇、中低壓集氣、井口帶液計(jì)量、井間串接、常溫分離、二級增壓、集中處理”的集輸總流程。應(yīng)用此類集輸工藝技術(shù)為有效開發(fā)“四低”氣田提供了一種先進(jìn)可靠的工藝模式，對蘇里格氣田的發(fā)展提供了基礎(chǔ)保障。

參考文獻(xiàn)

[1]劉子兵，等.低溫分離工藝在榆林氣田天然氣集輸中的應(yīng)用.天然氣工業(yè)，2003，23（4）：103～106

[2]龍懷祖，等.天然氣管道露點(diǎn)控制問題探討.石油規(guī)劃設(shè)計(jì)，2004，15（5）：1～4