延長氣田的集輸工藝

高同福 周三平

(1.西安石油大學 機械工程學院 陜西 西安 710065;2.陜西延長石油集團油氣勘探公司，陜西 延安 716000)

延長氣田采氣一廠是陜西延長石油集團的第一個采氣廠，下設兩個井區，共13個集氣站，產能5.0×108m3/a，13個集氣站工藝流程相同，最終天然氣輸送至LNG工廠。

1 集氣工藝

目前，國內常用的氣田集氣工藝主要有三種模式，即：高壓集氣工藝、中低壓集氣工藝和中低壓串聯集輸工藝。

1.1 高壓集氣工藝

高壓集氣工藝是低產氣田應用最多、技術最成熟的工藝。主要特點是井口不加熱、不節流，氣井天然氣高壓通過采氣管線輸往集氣站集中加熱、節流、計量、處理。該工藝的特點是井場流程簡單，不設任何操作點，只設置緊急切斷閥，當采氣管線出現超、欠壓情況時自動切斷。對于生產井數量較多的低產氣田，在投資控制和生產管理方面具有較明顯的優勢。為防止集氣過程中水合物凍堵，該工藝需在集氣站內建注醇泵房，集中向單井注入抑制劑。

1.2 中低壓集氣工藝

中低壓集氣工藝一般用在單井產量較高或生產井數量較少的氣田。該工藝在井場設加熱爐，加熱后天然氣經節流后通過中低壓采氣管線輸往區域脫水增壓站或集中處理站進行分離、脫水處理達到外輸氣質條件后增壓外輸。該工藝在井口設單井加熱站，投資高、管理點分散。

1.3 中低壓串聯集氣工藝

中低壓串聯集輸工藝是近幾年新發展起來的新工藝，在礦場集輸管網和小站建設方面具有一定的降本潛力。該工藝的突出特點是利用地層溫度場實施井下節流，省去了其它工藝地面需要設置的加熱爐，簡化了集氣站流程。管網方面，井口中低壓天然氣就近串入集氣干管，節省了部分單井管線投資。

中低壓串聯集輸工藝實際應用須具備兩個條件：一是必須具有一定規模，才能顯現其效益，規模過小由于配套工藝投資過高將影響總體效益。二是目前技術條件下井下節流工藝僅適用于直井，由于材料尚不過關，節流裝置在井下極易失效，因此裝備的篩選極為重要。

目前只在長慶蘇里格氣田規模應用。蘇里格氣田屬于限期開發，采用低產高配模式進行開采，穩產期和開發周期短，規模采用低壓集輸工藝在井到站的礦場集輸管網投資和氣候溫暖季節運行費用上見到一些效益，但從根本上沒有解決氣田越冬生產問題，含飽和水天然氣增壓輸往處理廠的外輸管網需伴注甲醇，因此，在抑制劑注入、含醇污水處理和天然氣集中處理上仍需較大投入。

1.4 延長氣田集氣工藝

根據以上各種集氣工藝比較可以看出，高壓集氣工藝更適合延長氣田，通過兩年的建設，延長氣田采氣一廠于2012年順利投產。采用高壓集氣工藝的生產井根據天然氣組分和氣井壓力、溫度條件進行工藝設置。井口不設置任何設備，僅設緊急切斷閥一套，遇有緊急情況，切斷閥門保護管道。同時設注醇口向井口注醇。

2 冰堵抑制劑方案

國內氣田多采用甲醇作為冰堵抑制劑，實際運行驗證了其在集輸環境下的應用效果。同屬鄂爾多斯氣藏的中石化大牛地氣田在開發先導試驗階段采用了乙二醇作為抑制劑，通過運行實踐發現，乙二醇應用存在較多問題。首先是防凍效果不好，乙二醇用量很大，由于氣井出水存在不均勻性，注入乙二醇后仍會偶爾出現凍堵現象，而乙二醇本身沒有解堵功能，出現凍堵仍需注甲醇解堵或關井自然解堵。因此，為防止凍堵只能提高乙二醇注入量，減少凍堵發生。其次是乙二醇水溶液回收處理困難，主要原因是由于氣井產出水礦化度很高，乙二醇再生塔和重沸器結垢現象十分嚴重，設備運行幾個月后就要進行填料更換和設備清洗，額外增加很大的工作量和運行成本。而甲醇由于具有解堵功能，在實際應用中大大減少了由于管道凍堵造成的天然氣放空損失，防凍效果明顯優于乙二醇;其再生回收時，水質對再生設備的影響也遠沒有乙二醇明顯。因此，采用的抑制劑回收、再生工藝，最大限度的節約了運行成本。鑒于工藝成熟，延長氣田高壓集氣井仍然采用甲醇做為抑制劑。注醇方式采用集氣站一井一泵集中向井口注醇，注醇管道與采氣管道同溝敷設。

3 站場工藝流程

集氣站的主要功能為采集氣井天然氣、節流、分離、計量、通過集氣管線外輸，同時站內設置脫水裝置、注醇和放空系統。

延長氣田集氣站的流程為高壓集氣、低溫分離流程。即氣井天然氣高壓進站后，先進行加熱，再進行節流，節流后溫度控制在-15℃;節流后的低溫天然氣進入分離器進行低溫分離，滿足天然氣外輸水露點和烴露點要求，分離后的天然氣進入除油分離器進一步清除油滴和雜質，再經出站總計量后進入集氣干線外輸到LNG站。分離出的液相進入油水緩沖罐，由罐車定時拉運，集中處理。

圖3.1 站場工藝流程圖

4 站外管道陰極保護

陰極保護有強制電流法和犧牲陽極法。

犧牲陽極陰極保護法是將被保護金屬和一種可以提供陰極保護電流的金屬或合金(即犧牲陽極)相連，使被保護體極化，以降低腐蝕速率的方法。犧牲陽極陰極保護法不需要外界電源、運行維護簡單、對附近非保護金屬構筑物無干擾，但輸出電流小且不可調，保護范圍小，在高土壤電阻率環境中不宜使用，適用于小型較短管線和小型站區。強制電流陰極保護法是將被保護金屬體與外加電源負極相連，由外部電源提供保護電流，以降低腐蝕速率的方法。

強制電流陰極保護法需外部電源，但輸出功率大、輸出電流連續可調，保護范圍大，使用壽命長，可在高土壤電阻率環境中應用，適用性強，適用于長輸管線、集輸管網和大型站區。

延長氣田管網較多，相對分散，集氣干線為長輸管道，如采用犧牲陽極保護，保護范圍小、投資高、調試繁瑣、保護壽命較短;如采用強制電流法進行保護，保護范圍大，可將采氣管網和集氣干線聯合進行區域保護，管理方便;同時可以滿足后建管線可以納入已建的陰極保護系統，更為經濟。因此，本著經濟合理、安全可靠、便于管理的原則，該氣田站外管道采用強制電流法進行陰極保護。

5 結束語

延長氣田處于開發之初，開發數據較少，借鑒了類似氣田開發經驗，目前系統運行平穩。