第十章 矿场天然气集输系统

第十章矿场天然气集输系统
提示科学、经济有效地开发气田是通过建立和优化配置气田开发系统和矿场集输系统完成的。矿场集输系统由井场、集输管网(采气管线、集气支线和干线)、各种用途的站场(集气站、脱水站、天然气凝液回收站、增压站、清管站、阴极保护站和阀室等)和天然气净化厂(或装置)等组成,构成统一的、密闭的气体动力系统,此外还有自动控制和数据采集系统。
我国气田在地理地貌条件、工况和介质条件方面差别很大,有深层异常高压、高温、高产气田,有大面积分布的低渗低产气田,有高含、气田,有富含凝析油的深层凝析气田等等,而且大多数主力气田位于我国中西部,地处沙漠戈壁,荒无人烟,环境条件十分恶劣,交通非常不便,而有的则又位于人口稠密地区、位于广阔海洋,针对不同类型气田特点,形成了各种矿场集输主体工艺技术。
本章重点阐述天然气节流、调压调产、分离及水合物防治。天然气净化处理和轻烃(天然气凝液)回收见第十一章。按摩腰靠
第一节天然气矿场集输站场流程
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气井所在地需设井场装置,即井场。从气井采出的天然气经节流调压后,在分离器中脱除游离水、凝析油及固体机械杂质,计量后输入集气管线,再进入集气站。在集气站对天然气进行节流、调压、分离、计量,然后输入集气总
站或天然气净化厂。在天然气净化厂进行脱除硫化氢、二氧化碳、凝析油、水分,使天然气达到国家规定的外输天然气气质标准。
在天然气矿场集输站场流程中,站场流程分为单井集输流程和多井集输流程,按天然气分离时的温度条件,又分为常温分离工艺流程和低温分离工艺流程。
一、井场装置
井场装置具备三种作用:调节气井的产量;调控天然气的输送压力;防止生成天然气水合物。
目前,矿场上采用的井场装置流程通常有两种类型,也是比较典型的流程。一种是加热天然气防止水合物生成的流程,如图10-1所示;另一种是向天然气中注入抑制剂防止水合物生成的流程。
盲区监测1——气井,2——采气树针形阀,3、5——加热炉,4、6——节流阀
图10-1加热防止水合物生成的井场装置流程示意图
在图10-1中,天然气从针型阀出来后进入井场装置,首先通过加热炉进行加热升温,然后经过第一级节流阀进行气量调控和降压,再通过加热炉进行加热升温,经第二级节流阀进行降压以满足输气管线起点压力的要求。
在第二种流程中,抑制剂注入器替换了图10-1中的加热炉,流经注入器的天然气与抑制剂相混合,天然气中的一部分饱和水汽被吸收,天然气水露点随
着降低。经过第一级节流阀进行气量调控和降压,再经第二级节流阀进行降压以满足输气管线起点压力的要求。
石灰投加系统二、单井集输流程
当一口井天然气中含有硫化氢、二氧化碳等组分,不宜与其他不含这些组分的气井天然气一起集中处理,或是气井压力太高或过低时,应采用单井集输工艺流程。下面以常温分离为例来介绍单井集输流程。
我国目前采用的常温分离单井集输工艺流程有两种,含三相分离器的流程如图10-2所示。
1—从井场装置来的采气管线,2—进站截断阀,3—加热炉,4—节流阀,5—三相分离器,6—孔板计量装置,7、11、15—出站截断阀,8—集气管
线,
9、13—液位控制自动放液阀,10、14—流量计,12—放液烃管线,16—放
水管线
图10-2常温分离单井集输工艺流程图
常温分离单井集气站通常是设置在气井井场。两种流程不同之处在于分离设备的选型不同,前者为三相分离器,后者为气液分离器,因此其使用条件各不相同。前者适用于天然气中液烃和水含量均较高的气井,后者适用于天然气中只含水或液烃较多和微量水的气井。
三、多井集输流程
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当多口井的气体适合于集中处理时,可以将多井天然气汇集在集气站统一处理。但由于不同井、不同气层气体的组分、组成以及气体所处状态可能千差万别,因此对气体的处理、加工等工艺方式并不相同,在集气站,通常有两种处理流程,即常温分离流程和低温分离流程。
1、常温分离多井集输流程
对于硫化氢含量较低、凝析油含量不高的天然气一般采用常温分离流程。常温分离多井集输流程一般有两种类型,含三相分离器的流程如图10-3所示。
图10-3常温分离多井集输工艺流程图
两种流程均不同点在于前者的分离设备是三相分离器,后者的分离设备是气液分离器。因此两种流程的适用条件不同,前者适用于天然气中油和水的含量均较高的气田,后者适用于天然气中只有较多水或较多液烃的气田。
两种流程所示仅为两口气井的常温分离多井集气站。多井集气站的井数取决于气田井网布置的密度,一般采气管线的长度不超过5km,井数不受限制。以集气站为中心,5km为半径的面积内,所有气井的天然气处理均可集于集气站内。所示仅为两口气井的常温分离多井集气站。
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2、低温分离多井集输流程
对于压力高、产量大、硫化氢和二氧化碳含量高以及凝析油含量高的天然
气宜采用低温分离流程。所谓低温分离,即分离器的操作温度在0℃以下,通常为-4—-2℃。天然气通过低温分离可回收更多的液烃。
比较典型的低温分离集输流程分别如图10—4所示。
图10-4低温分离多井集输工艺流程图
这种流程的特点是低温分离器底部出来的混合液在站内进行分离,即将液烃和抑制剂富液分别送到液
烃稳定装置和富液再生装置去处理。实际应用中到底采取哪一种低温分离流程,取决于天然气的组成、低温分离器的操作温度、稳定装置和提浓再生装置的流程设计要求。
第二节天然气矿场集输管网
天然气矿场集输管网是集输系统重要组成部分。集输管线包括采气管线、集气支线和干线。从气井至集气站第一级分离器入口之间的管线称为采气管线;集气至净化厂或长输管线首站之间的管线称为集气管线。集气管线分为集气支线和集气干线。
集气管网通常分为枝状、放射状、环状和成组状管网。如图10—5所示。
枝状管网形同树枝状(a),它有一条贯穿于气田的主干线,将分布在干线两侧气井的天然气通过支线纳入干线,由干线输至集气总站或净化厂。该集气
管网适于长条状气田。放射状集气管网(b)适于井位相对集中的气田。
图10-5矿场集输管网的类型
1—气井;2—采气站;3—采气管道;4—总站或增压站
按集中程度将若干口气井划为一组,每组中设置一集气站,各井天然气通过采气管线纳入集气站。这种管网布局便于天然气和污水的集中处理,也可减少操作人员。
环状集气管网(d)是将集气干线布置成环状,承接沿线集气站的来气。在环网上适当的位置引出管线至集气总站。这种集气流程调度气量方便,气压稳定,局部发生事故时影响面小。一般用于构造面积较大的气田。
成组状集气管网(c),在实际工程中,集气管网的类型并不都是单一的某一种类型的管网,而常常是其中的两种甚至三种的组合。
此外,集输管网按压力等级分高、中、低压三种,如一般压力在10MPa以上为高压集气,1.6~10MPa为中压集气,小于1.6MPa为低压集气。

本文发布于:2024-09-21 15:54:44,感谢您对本站的认可!

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