天然氣集輸系統(tǒng)之集輸管網(wǎng).doc

感謝阿果石油論壇整理提供天然氣集輸系統(tǒng)之集輸管網(wǎng)一、集輸管網(wǎng)的構(gòu)成集輸管網(wǎng)是由不同管徑、不同壁厚的金屬或非金屬管道構(gòu)成的大面積網(wǎng)狀管道結(jié)構(gòu)。它覆蓋氣田區(qū)域內(nèi)所有的氣井，為氣井產(chǎn)出的天然氣提供通向各類站場并最終通向天然氣處理廠的通道，是天然氣集輸系統(tǒng)中不可缺少的主要生產(chǎn)設(shè)施。按具體用途和輸送條件的不同，集輸系統(tǒng)管道可分為如下4類：(一)采氣管道1作用采氣管道是指氣井與集氣站之問的連接管道，其作用是將單井或相互臨近的一組氣井產(chǎn)出的天然氣匯集到集氣站。2工作特點采氣管道所輸送的是井口產(chǎn)出后未經(jīng)氣液分離的天然氣，其中不同程度地含有液相水、重?zé)N凝液、固體顆粒等雜質(zhì)，還含有H2S、CO2、等腐蝕性物質(zhì)。為了縮小管道和設(shè)備的尺寸，節(jié)省鋼材和利用壓力能，整個采氣過程又常常是在比較高的工作壓力下進(jìn)行。被輸送介質(zhì)的清潔程度差，工作壓力高、腐蝕性強(qiáng)，管徑相對較小和輸送距離較短是采氣管道工作的一般特點。(二)集氣支線1作用集氣支線是指集氣站(或單井站)到集氣干線管道入口的管道，其作用是將在集氣站(或單井站)經(jīng)過預(yù)處理的天然氣輸送到集氣干線中去。2工作特點所輸送介質(zhì)是已在集氣站(或單井站)經(jīng)過氣液分離符合天然氣處理廠要求的天然氣，氣質(zhì)條件比采氣管道好，通常工作壓力也比采氣管道低。但除非已在集氣站或脫水站脫水，該天然氣在一定的壓力和溫度下仍處于被水飽和的濕狀態(tài)。管徑一般比采氣管道大，輸送距離則取決于集氣站(或單井站)與集氣干線的距離。(三)集氣干線1作用集氣干線的作用是接納各集氣支線輸來的天然氣，將它們最終匯集到天然氣處理廠凈化廠。2工作特點集氣干線的氣質(zhì)條件、工作壓力與集氣支線基本一致，管徑在集輸管網(wǎng)中為最大。它可以是等直徑的，也可以由不同管徑的管段組合而成。變徑設(shè)置時，隨進(jìn)氣點數(shù)目的增多和流量的增加而加大其管徑。(四)采集管道目前，在許多含氣面積不大，產(chǎn)量高、氣質(zhì)好的氣田，常采用一級布站模式，即沒有上述定義的采氣管道和集氣支、干線，井口天然氣通過采集管道直接進(jìn)入處理廠。二、集輸管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)形式集輸管網(wǎng)按其連接的幾何方式可分為：放射狀管網(wǎng)、樹枝狀管網(wǎng)、環(huán)形管網(wǎng)以及由它們組合而成的組合型管網(wǎng)。(一)集氣支干線的結(jié)構(gòu)形式1樹枝狀結(jié)構(gòu)(1)特點沿集氣干線兩側(cè)分支引出若干集氣支線，集氣支線又可同樣派生下一級的集氣支線，各集氣支線的末端與集氣站或單井站相連，由此形成樹枝狀管道網(wǎng)絡(luò)。靈活和便于擴(kuò)展，是這類管網(wǎng)結(jié)構(gòu)的特點。(2)適用場合當(dāng)氣井在狹長的帶狀區(qū)域內(nèi)分布時宜采用這種結(jié)構(gòu)。沿產(chǎn)氣區(qū)長軸方向布置集氣干線后，兩側(cè)分枝的集氣支線易于以距離最短的方式通向集氣站(或單井站)，再通過采氣管道與集氣站所轄的各產(chǎn)氣井相連接。但實際生產(chǎn)中完全采用樹枝狀集輸管網(wǎng)的情況并不多，常與后面敘述的其他管網(wǎng)結(jié)構(gòu)方式并用，特別是與放射狀管網(wǎng)結(jié)構(gòu)并用。榆林氣田長北區(qū)采用了這種結(jié)構(gòu)。2。放射狀結(jié)構(gòu)(1)特點從氣田中心(處理廠)向四周給定點輻射的方式引出若干集氣干線，再以同樣的方式從這些管道的末端引出集氣支線。按這種方法形成的，以主輻射點為中心的管道網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)稱為放射狀管網(wǎng)結(jié)構(gòu)。(2)適用場合適宜在氣井相對集中，氣井分布區(qū)域的長軸和短軸尺寸相近，氣體處理可以在產(chǎn)氣區(qū)的中心部位處設(shè)置時采用。單獨依靠這種方式構(gòu)成集輸管網(wǎng)的情況不多，也是常常與樹枝狀結(jié)構(gòu)并用。3環(huán)狀結(jié)構(gòu)(1)特點集氣干線在產(chǎn)氣區(qū)域內(nèi)首尾相連呈環(huán)狀，環(huán)內(nèi)和環(huán)外的集氣站、單井站以距離最短的方式通過集氣支線與環(huán)狀集氣干線連接。這種集氣干線設(shè)置方式的特有優(yōu)點是各進(jìn)氣點的進(jìn)氣壓力差值不大，而且環(huán)管內(nèi)各點處的流動可以在正、反兩個方向進(jìn)行。(2)適用場合當(dāng)產(chǎn)氣區(qū)域的面積大，但長軸和短軸方向的尺寸差異小，且產(chǎn)氣井大多沿產(chǎn)氣區(qū)域周邊分布時，采用環(huán)狀結(jié)構(gòu)管網(wǎng)常常是有利的。它使環(huán)狀干線上各進(jìn)氣點的壓力差值降低，并提高了集輸生產(chǎn)過程中向天然氣處理廠連續(xù)供應(yīng)原料氣的可靠性。4組合式結(jié)構(gòu)各種管網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式具有各自的優(yōu)缺點，適用于不同的具體使用場合。大部分集輸管網(wǎng)采用包括樹枝狀、放射狀和環(huán)狀結(jié)構(gòu)在內(nèi)的組合結(jié)構(gòu)形式，尤以前兩種結(jié)構(gòu)的組合應(yīng)用最為常見，如蘇里格氣田、靖邊氣田采用了這種結(jié)構(gòu)。(二)采氣管道的結(jié)構(gòu)形式采氣管線數(shù)量比集氣管線數(shù)量多。與集氣管網(wǎng)一樣，采氣管網(wǎng)也可分為不同的進(jìn)站結(jié)構(gòu)，主要有單井直接進(jìn)站結(jié)構(gòu)、井叢進(jìn)站站結(jié)構(gòu)、單井串接進(jìn)站結(jié)構(gòu)和閥組進(jìn)站結(jié)構(gòu)。1單井直接進(jìn)站結(jié)構(gòu)單井直接進(jìn)站是目前在氣田中應(yīng)用最廣的模式，是典型的放射狀管網(wǎng)，靖邊氣田采用了單井直接進(jìn)站的多井集輸模式，該模式可以大大簡化井口工藝。2井叢進(jìn)站站結(jié)構(gòu)在開發(fā)部署時，通過鉆斜井方式把相鄰的幾口氣井集中布置在1個井場。目前，羅家寨氣田最多的井場布置了3口氣井；長北氣田1座井叢布置13口氣井，蘇里格氣田1座井場常常布置了37口氣井，其結(jié)構(gòu)也多為放射狀。3單井串接進(jìn)站結(jié)構(gòu)單井串接是通過采氣管道把相鄰的幾口氣井串接到采氣干管匯合后集中進(jìn)入集氣站，是樹枝狀與放射狀組合結(jié)構(gòu)，目前蘇里格氣田、山西沁水盆地煤層氣田廣泛采用了這種結(jié)構(gòu)。單井串接進(jìn)站的結(jié)構(gòu)模式主要有兩種：(1)井間串接模式單井采氣管道就近接人臨近井場，氣井順序相連，根據(jù)氣井的布置，采氣干管按不同方位呈放射狀進(jìn)入集氣站。根據(jù)轄井?dāng)?shù)的多少，一般建設(shè)512條采氣干管。(2)就近插入模式根據(jù)氣井的分布，按相對固定的方向，敷設(shè)采氣干管，單井采氣管道以最短的距離垂直就近接人臨近的采氣干管。4閥組進(jìn)站結(jié)構(gòu)把相鄰的幾口單井集中輸送至附近閥組，在閥組對氣體進(jìn)行初步處理后再輸送至集氣站，是放射狀的組合結(jié)構(gòu)，目前在蘇里格氣田和煤層氣領(lǐng)域中有少量應(yīng)用。三、集輸管網(wǎng)的設(shè)置原則(一)滿足氣田開發(fā)方案對集輸管網(wǎng)的要求1以氣田開發(fā)方案提供的產(chǎn)氣數(shù)據(jù)為依據(jù)產(chǎn)氣區(qū)的地理位置、儲層的層位和可采儲量；開發(fā)井的井?dāng)?shù)、井位、井底和井口的壓力和溫度參數(shù)(包括井口的流動壓力和流動溫度)；各氣井的天然氣組分、開采中的平均組分構(gòu)成氣井凝液和氣田水的產(chǎn)出量和組分構(gòu)成，以上數(shù)據(jù)是氣田開發(fā)方案編制的依據(jù)，也是集輸管網(wǎng)建設(shè)所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。2按氣田開發(fā)方案確定集輸管網(wǎng)的建設(shè)規(guī)模開發(fā)方案根據(jù)氣田的可采儲量、天然氣的市場需求和適宜的采氣速度，對氣田開發(fā)的生產(chǎn)規(guī)模、開采期、年度采氣計劃、各氣井的日產(chǎn)量、最終的總采氣量和采收率作了具體規(guī)定。集輸管網(wǎng)的建設(shè)規(guī)模應(yīng)與天然氣開發(fā)方案確定的生產(chǎn)規(guī)模相一致。(二)與集輸站場設(shè)置相協(xié)調(diào)集輸管網(wǎng)的設(shè)置與集輸工藝技術(shù)的應(yīng)用、生產(chǎn)流程的安排和站場的合理布置要求密切相關(guān)。采用不同的集輸工藝和不同的集輸站場設(shè)置方案會對集輸管網(wǎng)設(shè)置提出不同的要求，會帶來有利和不利的因素，影響到集輸管網(wǎng)的總體布置和建設(shè)投資。通過優(yōu)化組合集輸管網(wǎng)和站場建設(shè)方案可將這兩項工程建設(shè)的總投資額降到最低。(三)天然氣總體流向合理天然氣集輸管網(wǎng)的最終輸送目的地是天然氣處理廠，經(jīng)處理后的商品天然氣再輸送到天然氣用戶區(qū)。集輸管網(wǎng)內(nèi)的天然氣總體流向不但要與產(chǎn)氣區(qū)到處理廠的方向相一致，還應(yīng)與產(chǎn)氣區(qū)到主要用戶區(qū)的方向相一致。為此要把集輸管網(wǎng)設(shè)置和天然氣處理廠的選址結(jié)合起來，把處理廠選址在產(chǎn)氣區(qū)與主要用戶區(qū)之間的連線上或與這個連接盡可能接近的區(qū)域，并力求處理廠與產(chǎn)氣區(qū)的距離