英買力凝析氣田地面集輸系統(tǒng)優(yōu)化布局方案的選擇

楊 爽

中油遼河工程有限公司，遼寧盤錦 124010

英買力凝析氣田屬于碎屑巖凝析氣藏，目前采用高壓集輸工藝[1]。隨著開發(fā)進入中后期[2-3]，油氣產(chǎn)量、壓力開始下降，已形成了高壓井為主、低壓井逐步增加的趨勢，已有18口井處于低壓關(guān)井狀態(tài)。根據(jù)開發(fā)指標預測，2025年約81%的產(chǎn)量轉(zhuǎn)為中壓生產(chǎn)，僅有的1套高壓集輸工藝無法滿足生產(chǎn)需要，極大降低了系統(tǒng)適應(yīng)性且影響效益；因此，需新建中壓集輸系統(tǒng)，選擇高、中壓兩套地面系統(tǒng)總體布局最優(yōu)方案，提升氣田集輸系統(tǒng)的適應(yīng)性。

1 氣田地面集輸及處理系統(tǒng)現(xiàn)狀

英買力凝析氣田2005年全面投入開發(fā)建設(shè)，包括13個區(qū)塊、37座井場、10座集氣站、東西2條集氣干線、1座處理廠。地面系統(tǒng)采用三級布站，高壓井口來的油氣進入集氣站，在站內(nèi)進行加熱、計量，利用集氣干線油氣混輸至處理廠。集輸系統(tǒng)設(shè)計壓力為16～20 MPa，目前單井井口壓力為11.2～15.1 MPa，處理廠進站壓力為10.3 MPa，外輸壓力6.65 MPa，利用分子篩[4]脫水+J-T閥節(jié)流制冷處理工藝，滿足外輸天然氣水露點、烴露點[5]要求。

處理廠天然氣處理規(guī)模為700×104m3/d，實際天然氣處理量為520.87×104m3/d，其中西集氣干線實際天然氣輸量為456.23×104m3/d，東集氣干線實際天然氣輸量為63.94×104m3/d，87%以上的產(chǎn)量集中在西集氣干線，其中75%的產(chǎn)量集中在站4區(qū)塊。西集氣干線相關(guān)站場、集輸系統(tǒng)總體布局見圖1，各節(jié)點運行參數(shù)見表1。

圖1 西集氣干線總體布局

表1 西集氣干線各節(jié)點運行參數(shù)

2 產(chǎn)量指標預測

英買力凝析氣田已進入開發(fā)中后期，隨著壓力逐步下降，根據(jù)產(chǎn)量預測情況（見表2），天然氣在2025年開始將轉(zhuǎn)入中低壓生產(chǎn)，穩(wěn)產(chǎn)至2030年。產(chǎn)量集中的站4區(qū)塊單井井口壓力到2028年將全部轉(zhuǎn)入中低壓生產(chǎn)（見表3），已建的集輸、處理系統(tǒng)無法滿足生產(chǎn)需求，因此降壓后的地面配套工藝對策勢在必行。

表2 西集氣干線產(chǎn)量預測情況

表3 站4區(qū)塊單井井口壓力預測情況

3 集輸系統(tǒng)優(yōu)化布局方案選擇

綜合地面系統(tǒng)已建設(shè)施以及開發(fā)預測情況，考慮3種方案，具體內(nèi)容如下。

3.1 末端處理站降壓進站，改建丙烷制冷工藝

采用內(nèi)部集輸降壓，處理廠[6]進站壓力降低，天然氣增壓外輸技術(shù)路線。站4區(qū)塊單井的井口回壓在2026年以后低于13 MPa，無法滿足高壓（10.3 MPa）進站要求。前端集輸系統(tǒng)原流程維持高壓集輸，新建中低壓集輸系統(tǒng)，將進站壓力降為5 MPa，處理廠原“J-T閥節(jié)流制冷處理工藝[7]”改造為“丙烷制冷+J-T閥后增壓工藝”，天然氣處理后新建外輸壓縮機，增壓至6.65 MPa后外輸。站1、站3內(nèi)設(shè)置壓縮機，增壓后高壓集輸，新建站2至站4中低壓DN150混輸管道20 km，站4、站5、站6至處理廠中低壓DN500混輸管道48 km，實現(xiàn)天然氣高壓、中壓系統(tǒng)分開油氣混輸。干線總體布局見圖2，節(jié)點壓力計算結(jié)果見表4、表5。

表4 末端處理廠降壓進站方案新建中低壓系統(tǒng)節(jié)點壓力計算結(jié)果

表5 分散增壓進站節(jié)點壓力計算結(jié)果

圖2 西集氣干線總體布局

3.2 前端集輸系統(tǒng)分散增壓，高壓混輸至處理廠

不改變原地面系統(tǒng)總體布局，維持目前西線高壓混輸[8]的生產(chǎn)方式，將站2、站4、站5擴建為集氣增壓站，6座站場就地增壓后進入已建高壓集氣系統(tǒng)，輸至處理廠。

3.3 前端集輸系統(tǒng)集中增壓，高壓油氣混輸至處理廠

站1、站2、站3降為中壓集輸至站5，站5擴建為集中增壓點，當站4前期中壓井量較少時，與前端站場利用已建管道一同輸至站5增壓，2026年以后轉(zhuǎn)為中壓產(chǎn)量為主后，在站內(nèi)擴建增壓[9]設(shè)施，新建DN250高壓混輸管道，與站5、站6增壓后的高壓油氣匯合，利用已建DN350外輸管道輸至處理廠。干線總體布局見圖3，節(jié)點壓力計算結(jié)果見表6。

表6 集中增壓進站節(jié)點壓力計算結(jié)果

圖3 西集氣干線總體布局

3.4 方案對比

三種方案對比結(jié)果如表7所示。三種方案采用不同的增壓模式[10]，均可以滿足英買力凝析氣田后期單井壓力下降的生產(chǎn)需求。方案一采用末端處理站降壓進站，改建丙烷制冷工藝，新建壓縮機增壓外輸，對處理廠內(nèi)改造工程量大，施工難度較高，前端系統(tǒng)需新建中壓外輸管道，采用高壓、中壓兩套系統(tǒng)雙線運行，投資高，減少增壓站，降低集輸系統(tǒng)能耗與新建動設(shè)備的維護費用。方案二和方案三采用前端增壓，將已建集氣站擴建為集氣增壓站，不改變處理廠工藝流程，方案二為分散增壓，無需新建外輸管道，投資低，但是所有站場均設(shè)置壓縮機，能耗較高。方案三為集中增壓，氣量較為穩(wěn)定，便于選型，設(shè)備易于運行，能耗及維護成本小于方案二。經(jīng)綜合比較，推薦方案三。

表7 三種方案對比結(jié)果

3.5 集氣增壓站壓縮機選擇

站4區(qū)塊單井數(shù)量、產(chǎn)量變化均較大，擴建增壓站的天然氣壓縮機[11]壓力等級設(shè)置低壓、中壓兩種，低壓系統(tǒng)壓縮機選擇進口壓力0.5 MPa、出口壓力8 MPa，中壓系統(tǒng)壓縮機選擇進口壓力2～8 MPa、出口壓力16 MPa，中壓系統(tǒng)壓縮機也可作為低壓系統(tǒng)壓縮機的組合式接力增壓，靈活調(diào)節(jié)。

4 結(jié)論

（1）在凝析氣田開發(fā)后期，存在單區(qū)塊較多井轉(zhuǎn)為中低壓井的情況，不適合單井增壓，可依托已建集氣站，擴建增壓系統(tǒng)滿足生產(chǎn)要求。

（2）多個區(qū)塊整體轉(zhuǎn)為中低壓井生產(chǎn)時，分散增壓新建壓縮機設(shè)備較多，能耗較高，且存在壓能浪費，采用集中增壓方式更為經(jīng)濟適用。

（3）整個區(qū)塊全部轉(zhuǎn)為中低壓生產(chǎn)時，可考慮內(nèi)部集輸降壓、處理廠進站壓力降低、天然氣增壓外輸?shù)募夹g(shù)路線，需校核處理廠內(nèi)所有設(shè)備、閥門等設(shè)施，存在不滿足正常生產(chǎn)的風險。