頁(yè)巖氣壓縮機(jī)運(yùn)行模式探索研究

蔡宇杰 張盼鋒 魏鋒儒 王亮亮 魏東

摘要：受地層能量虧空嚴(yán)重影響，黃金壩作業(yè)區(qū)氣井采用增壓方式生產(chǎn)，生產(chǎn)過(guò)程中存在壓縮機(jī)運(yùn)行效率低、能耗大問(wèn)題，無(wú)法滿足效益開(kāi)發(fā)要求，為此在明確影響壓縮機(jī)運(yùn)行效率和能耗主控因素基礎(chǔ)上，開(kāi)展壓縮機(jī)運(yùn)行模式探索研究，制定合理的技術(shù)對(duì)策，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果較好，壓縮機(jī)回流閥開(kāi)度控制在5%以內(nèi)，2020年節(jié)約電費(fèi)283萬(wàn)元，實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效目的。

關(guān)鍵詞：頁(yè)巖氣壓縮機(jī) ? 運(yùn)行模式 ?探索研究

1.概況

黃金壩區(qū)塊已建成集輸規(guī)模150萬(wàn)方采集輸系統(tǒng)，共有頁(yè)巖氣井76口，日產(chǎn)氣167萬(wàn)方，其中YS108H13支線日產(chǎn)氣量74萬(wàn)方，YS108H6支線日產(chǎn)氣量46萬(wàn)方，YS108H1、YS108H4支線日產(chǎn)氣量17萬(wàn)方，YS108H19支線日產(chǎn)氣量62萬(wàn)方，平均單井日產(chǎn)氣量2.2萬(wàn)方，平均油壓值2.6MPa。

2.生產(chǎn)中存在問(wèn)題

黃金壩區(qū)塊已進(jìn)入低壓低產(chǎn)階段，氣井采用增壓方式生產(chǎn)。由于壓縮機(jī)為工頻電機(jī)，無(wú)法根據(jù)壓力和氣量自動(dòng)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)運(yùn)行頻率，需要通過(guò)打回流的方式保持正常生產(chǎn)，造成壓縮機(jī)運(yùn)行效率低，能耗大。2019年黃金壩作業(yè)區(qū)電力消耗費(fèi)用858萬(wàn)元，其中壓縮機(jī)消耗電費(fèi)686萬(wàn)元，占比80%，為此有必要開(kāi)展壓縮機(jī)運(yùn)行模式探索研究，提高壓縮機(jī)運(yùn)行效率，降低耗電量，實(shí)現(xiàn)降本增效目的。

3.原因剖析

3.1操作人員工作能力

黃金壩區(qū)塊壓縮機(jī)運(yùn)維外包給專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍，承包商員工培訓(xùn)合格后上崗操作，作業(yè)區(qū)制定了壓縮機(jī)巡檢制度，操作人員按照制度進(jìn)行檢查，填寫(xiě)相關(guān)記錄，管理人員定期對(duì)巡檢情況檢查，均未出現(xiàn)異常情況。

3.2壓縮機(jī)工況

通過(guò)調(diào)查分析，當(dāng)出現(xiàn)井口壓力下降、產(chǎn)氣量下降、壓縮機(jī)工況調(diào)整不及時(shí)等情況，需要打回流閥生產(chǎn)，造成壓縮機(jī)增壓效率降低，能耗增加。

3.3壓縮機(jī)配件質(zhì)量

為確保更換安裝配件合格，廠家必須提供配件質(zhì)量合格證，經(jīng)作業(yè)區(qū)同意后，在技術(shù)人員全程現(xiàn)臨護(hù)下更換配件。

3.4產(chǎn)出流體質(zhì)量

為減少產(chǎn)出流體對(duì)壓縮機(jī)工況影響，集氣站安裝消泡泵進(jìn)行消泡，確保無(wú)泡沫進(jìn)入壓縮機(jī)。同時(shí)壓縮機(jī)進(jìn)口安裝過(guò)濾分離器，對(duì)產(chǎn)出流體中雜質(zhì)過(guò)濾，避免雜質(zhì)進(jìn)入壓縮機(jī)。

3.5不同平臺(tái)壓力差異性

通過(guò)對(duì)平臺(tái)壓力進(jìn)行調(diào)查，同一干線內(nèi)各個(gè)平臺(tái)壓力不均衡，無(wú)法進(jìn)行集中增壓，大幅度增加了壓縮機(jī)的運(yùn)行數(shù)量，提高電能消耗。

3.6流程運(yùn)行規(guī)范性

受設(shè)備故障、電力故障、氣量調(diào)控等因素影響，生產(chǎn)模式會(huì)發(fā)生變化，壓縮機(jī)運(yùn)行模式隨之改變，如黃金壩與筠連森泰全年流程倒換10次，每次5-6小時(shí)。由于沒(méi)有統(tǒng)一的操作流程及方案，壓縮機(jī)啟機(jī)運(yùn)行模式不合理，造成能耗浪費(fèi)。

綜上所述，影響壓縮效率和能耗主控因素包括壓縮機(jī)工況不匹配、不同平臺(tái)壓力差異性以及流程運(yùn)行規(guī)范性等三方面，亟需開(kāi)展技術(shù)對(duì)策攻關(guān)研究。

4 技術(shù)對(duì)策制定

4.1壓縮機(jī)工況不匹配

根據(jù)產(chǎn)量壓力預(yù)測(cè)結(jié)果，與壓縮機(jī)工況表進(jìn)行對(duì)比，調(diào)整壓縮機(jī)的工況，將集氣脫水站DTY2240增壓機(jī)工況調(diào)整為雙雙雙雙作用，DTY220壓縮機(jī)工況調(diào)整為二級(jí)壓縮雙雙作用，DTY315壓縮機(jī)工況調(diào)整為二級(jí)單雙作用，優(yōu)化后壓縮機(jī)回流閥開(kāi)度預(yù)計(jì)控制在10%以內(nèi)，提高了壓縮機(jī)的運(yùn)行效率。

4.2不同平臺(tái)壓力差異性

根據(jù)總氣量和最低壓力大小，合理調(diào)整壓縮機(jī)工況。對(duì)于壓力高氣井，采用支線節(jié)流或單井節(jié)流方式控壓生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一采用集中增壓運(yùn)行模式，具體調(diào)整措施為：將YS108H1、H4、H6支線倒入森泰集中增壓生產(chǎn)，YS108H13、H19支線利用DTY2240壓縮機(jī)進(jìn)行集中增壓生產(chǎn)，僅DTY2240一臺(tái)壓縮機(jī)運(yùn)行，降低能耗。

4.3流程倒換不規(guī)范

建立不同生產(chǎn)模式下壓縮機(jī)的運(yùn)行模式，主要有5種模式：

①模式一

YS108H1、H4、H3、H11、H5、H6、H12平臺(tái)和H13支線進(jìn)黃金壩集中增壓生產(chǎn);YS108H7、H8、H9平臺(tái)進(jìn)入森泰生產(chǎn)，YS108H19、H20平臺(tái)增壓進(jìn)紫金壩生產(chǎn)，壓縮機(jī)運(yùn)行數(shù)量5臺(tái)，日耗電量7.73萬(wàn)度，總產(chǎn)氣量129萬(wàn)方。

②模式二

YS108H6、H4、H1支線導(dǎo)入森泰生產(chǎn)，H13支線及YS108H12、H19、H20平臺(tái)進(jìn)紫金壩集中增壓生產(chǎn)，壓縮機(jī)運(yùn)行數(shù)量7臺(tái)，日耗電量4.34萬(wàn)度，總產(chǎn)氣量110萬(wàn)方。

③模式三

H13支線及YS108H4、H12、H19、H20平臺(tái)進(jìn)黃金壩集中增壓生產(chǎn);YS108H1、H3、H5、H6、H11啟動(dòng)平臺(tái)增壓生產(chǎn)，YS108H7～H9平臺(tái)進(jìn)入森泰生產(chǎn)，壓縮機(jī)運(yùn)行數(shù)量6臺(tái)，日耗電量6.65萬(wàn)度，總產(chǎn)氣量144萬(wàn)方。

④模式四

H13支線、H6支線和沐愛(ài)煤層氣井33.6萬(wàn)方氣進(jìn)黃金壩集中增壓生產(chǎn)，H19支線導(dǎo)入紫金壩生產(chǎn);H1～H4支線增壓進(jìn)入黃金壩生產(chǎn)，壓縮機(jī)運(yùn)行數(shù)量14臺(tái)，日耗電量10.5萬(wàn)度，總產(chǎn)氣量131萬(wàn)方。

⑤模式五

H1、H4、H6支線倒入森泰集中增壓生產(chǎn)，H13、H19支線進(jìn)入黃金壩，利用2240壓縮機(jī)進(jìn)行集中增壓生產(chǎn)，壓縮機(jī)運(yùn)行數(shù)量1臺(tái)，日耗電量2.88萬(wàn)度，總產(chǎn)氣量130萬(wàn)方。

5 實(shí)施效果

通過(guò)上述壓縮機(jī)運(yùn)行模式探索研究，取得三方面效果：一是壓縮機(jī)回流閥平均開(kāi)度為4.48%，提高了壓縮機(jī)的運(yùn)行效率;二是實(shí)現(xiàn)了集中增壓，YS108H1、H4、H6支線導(dǎo)入森泰集中增壓生產(chǎn)，YS108H13、H19支線進(jìn)黃金壩集中增壓生產(chǎn);三是所有運(yùn)行模式都確定了最優(yōu)的運(yùn)行方案，每次流程切換時(shí)間縮短至2小時(shí)，減少氣量損失5-10萬(wàn)方，耗電量降至最低。2020年計(jì)劃耗電費(fèi)用977萬(wàn)元，實(shí)際消耗電費(fèi)694萬(wàn)元，節(jié)約電費(fèi)283萬(wàn)元。

6 結(jié)論

（1）黃金壩作業(yè)區(qū)壓縮機(jī)運(yùn)行效率低，能耗大，無(wú)法滿足效益開(kāi)發(fā)要求。

（2）開(kāi)展影響壓縮機(jī)運(yùn)行效率和能耗原因剖析，確定主控因素為壓縮機(jī)工況不匹配、不同平臺(tái)壓力差異性以及流程運(yùn)行規(guī)范性，制定合理的技術(shù)對(duì)策，效果顯著。

（3）本文在頁(yè)巖氣壓縮機(jī)運(yùn)行模式方面取得成果及認(rèn)識(shí)，可為同行提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：蔡宇杰，男，1984年10月出生甘肅，漢族，技師，2007年畢業(yè)于長(zhǎng)慶石油技校，現(xiàn)于浙江油田分公司西南采氣廠黃金壩作業(yè)區(qū)從事頁(yè)巖氣開(kāi)采工作。