提高頁巖氣平臺轉(zhuǎn)水效率技術(shù)研究

馬驥 尚濤濤

摘要：本文針對西南采氣廠標準化平臺建設(shè)周期長、費用高問題， 開展技術(shù)對策研究，包括方案制定、方案優(yōu)化等，確定探索移動式轉(zhuǎn)水泵橇為最優(yōu)化方案，對并轉(zhuǎn)水泵選型、基座材質(zhì)和尺寸以及工藝管線材質(zhì)、流程及連接方式等優(yōu)化設(shè)計，現(xiàn)場實施取得較好效果，滿足了油田公司地下、地上一體化建設(shè)要求，可為同行提供借鑒經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：頁巖氣平臺? 轉(zhuǎn)水效率? ?技術(shù)研究

1.概況

西南采氣廠標準化地面生產(chǎn)工藝（包括試氣工藝生產(chǎn)、以采代試工藝、外圍井零散氣銷售工藝生產(chǎn)）均具備氣管輸和氣田水管輸條件，但標準化平臺建設(shè)周期長，且平臺內(nèi)缺少轉(zhuǎn)水裝置，影響平臺正常轉(zhuǎn)水，無法滿足油田公司地下、地上一體化建設(shè)要求，即完鉆、壓裂1口井，試氣、投運1口井，實現(xiàn)頁巖氣產(chǎn)銷最大化，為此亟需開展提高頁巖氣平臺轉(zhuǎn)水效率技術(shù)研究，為公司提質(zhì)增效、節(jié)能降耗提供重要保障。

2.轉(zhuǎn)水流程存在問題

轉(zhuǎn)水流程建設(shè)主要存在建設(shè)周期長，建設(shè)費用高問題，頁巖氣平臺出水量隨著生產(chǎn)時間增加波動變化，導(dǎo)致生產(chǎn)后期轉(zhuǎn)水泵不是處于最優(yōu)工況運行。經(jīng)過采氣廠氣井生產(chǎn)前期排水量、轉(zhuǎn)水流程建設(shè)周期及費用統(tǒng)計分析，生產(chǎn)前期出水量約50m3/h，建設(shè)周期約11天，建設(shè)費用約4.6萬，具體見表1。

3 技術(shù)對策研究

3.1技術(shù)方案

方案1：優(yōu)化轉(zhuǎn)水流程建設(shè)工序，方案優(yōu)點：優(yōu)化工序后預(yù)計節(jié)約施工周期2天，節(jié)約人工費1萬;方案缺點：工序優(yōu)化受施工隊伍自身管理水平影響較大，不能規(guī)模推廣運用;

方案2：優(yōu)化罐車轉(zhuǎn)泄水模式，方案優(yōu)點：轉(zhuǎn)運方式靈活;缺點：受路況、環(huán)境、外協(xié)等因素影響，安全性相對較低，且經(jīng)濟效益差。

方案3：探索移動式轉(zhuǎn)水泵橇，方案優(yōu)點：可根據(jù)臺出水量的變化移動搬遷，適應(yīng)性強，施工周期短;缺點：一次性投資費用高。

3.2方案優(yōu)選

從高效性、經(jīng)濟型、安全性、可操作性、適應(yīng)性五個方面對三個方案進行打分，得出結(jié)論方案三“探索移動式轉(zhuǎn)水泵橇”為最佳方案，具體見表2。

3.2 方案優(yōu)化設(shè)計

移動式轉(zhuǎn)水泵橇的主要由轉(zhuǎn)水泵、基座、工藝構(gòu)成， 需要對轉(zhuǎn)水泵選型、基座材質(zhì)和尺寸以及工藝管線材質(zhì)、流程及連接方式等優(yōu)化設(shè)計。

（1）轉(zhuǎn)水泵選型

為滿足山區(qū)地勢起伏特點，對單多級離心泵優(yōu)缺點進行分析，其中單級離心泵揚程較低，而氣井揚程高度差在200m左右，選有多級離心泵能滿足揚程要求，但造價費用較高，根據(jù)2019年廢舊物資清單，核算后選用450m多級離心泵作為改裝對象。

（2）基座材質(zhì)

根據(jù)輕便、穩(wěn)固、適用動載荷工況的選用標準，對工字鋼、槽鋼、H型鋼進行對比，在等重量前提下，相比H型鋼，工字鋼、槽鋼的截面抗彎能力、X軸Y軸的慣性矩等都相對較差，為此基座材質(zhì)選用H型鋼。

（3）基座尺寸

根據(jù)盡可能減少基座尺寸、利于搬遷的選用標準，設(shè)計橇座大小為4.5m*2.1m，5t隨車吊車廂凈尺寸為4.6m*2.2m，利于日常移動搬遷，同時利用有限的基礎(chǔ)集成工藝、設(shè)備、電氣等流程，滿足現(xiàn)場實際運行要求。

（4）管線材質(zhì)

根據(jù)耐高壓、強度高、通用加工工藝的選用標準，對聚乙烯管、鋼塑復(fù)合管、鋼管優(yōu)缺點進行分析，最終選用鋼管。

（5）工藝流程

根據(jù)滿足轉(zhuǎn)水需求，保護泵的完整性的選用標準，避免固體雜質(zhì)對泵配件的磨損，在泵前加小型過濾器。

（6）對外連接方式

根據(jù)便于多次拆卸，安裝簡單的選用標準，對焊接、法蘭連接、卡套連接、卡箍連接進行對比，最終選用卡箍連接。

4 實施效果

在上述技術(shù)對策指導(dǎo)下，通過方案深化研究討、備料、組裝等流程后，進現(xiàn)場啟泵試運行，取得較好效果，相比現(xiàn)場建設(shè)轉(zhuǎn)水流程，施工周期由11天降為2天，建設(shè)費用由4.6萬元降為3.8萬元，降低17.4%，節(jié)約生產(chǎn)成本，實現(xiàn)提質(zhì)增效目的。

5 結(jié)論

（1）標準化平臺建設(shè)周期長、費用高，無法滿足油田公司地下、地下一體化建設(shè)要求。

（2）開展技術(shù)對策研究，包括方案制定、方案優(yōu)化以及方案優(yōu)化設(shè)計等，現(xiàn)場實施取得較好效果，施工周期由11天降為2天，建設(shè)費用由4.6萬元降為3.8萬元。

（3）本文在提高頁巖氣平臺轉(zhuǎn)水效率方面取得的成果及認識，可為同行提供借鑒經(jīng)驗。

參考文獻：

[1]何超.頁巖氣井人工舉升排采工藝及螺桿泵人工舉升排采工藝介紹[J]. 機電信息. 2020（27）.

[2]袁慶洪. 天然氣研究院成功研制首套頁巖氣開發(fā)供水工程用輸水橇[J]. 石油與天然氣化工. 2015（02）.

[3]范宇.長寧頁巖氣田采氣工藝實踐與效果[J].天然氣與石油. 2020（02）.

作者簡介：馬驥，男，1988年2月出生甘肅，漢族，2018年畢業(yè)于中國石油大學(xué)，現(xiàn)于中國石油天然氣股份有限公司浙江油田分公司從事天然氣開采工作。

中國石油天然氣股份有限公司浙江油田分公司西南采氣廠