致密氣/頁巖氣地面集輸技術及其對比分析

孔德晶，吳玉婷，張凱麗

（1.東北石油大學，黑龍江大慶 163318；2.東營聯合石化有限責任公司，山東東營 257200；3.黃島石油國家儲備庫，山東黃島 266000）

致密氣/頁巖氣地面集輸技術及其對比分析

孔德晶1，吳玉婷2，張凱麗3

（1.東北石油大學，黑龍江大慶 163318；2.東營聯合石化有限責任公司，山東東營 257200；3.黃島石油國家儲備庫，山東黃島 266000）

致密氣/頁巖氣作為優質、高效、清潔的非常規天然氣資源，在能源消費中的地位逐漸提高，已成為世界上油氣資源開發的重點方向。相對于常規天然氣，致密氣/頁巖氣地面集輸具有非常規特性。近十幾年來，國內外對致密氣/頁巖氣的開發及集輸技術積累了豐富的經驗。從集輸工藝、井場工藝、集輸管網等方面對致密氣/頁巖氣地面集輸技術進行了系統地總結，并對其進行了對比分析，為致密氣/頁巖氣的地面集輸提供經驗。

致密氣；頁巖氣；地面集輸

新能源是相對于傳統能源而言的，中國的能源結構由煤炭轉向石油，進而趨向于天然氣等的環保資源。由于國際能源需求的不斷增加及常規天然氣資源的不斷減少，非常規天然氣資源起到了越來越重要的地位。非常規天然氣資源具有低碳、清潔、環保等優點。隨著開發技術的日益成熟，非常規天然氣已成為新能源發展的重要方向。非常規天然氣主要包括致密氣、煤層氣、頁巖氣、及天然氣水合物等。中國的非常規天然氣儲量豐富，致密氣主要分布在鄂爾多斯蘇里格、四川盆地須家河組等地，煤層氣主要分布在山西沁水、鄂爾多斯韓城等地，而頁巖氣主要分布在四川盆地，天然氣水合物主要分布在南海及青藏高原。

1 致密氣/頁巖氣開發的非常規特性

致密氣/頁巖氣藏開發的非常規特性直接導致了致密氣/頁巖氣的地面集輸工藝的不同，所以研究對比常規天然氣、致密氣與頁巖氣藏開發的特性對探討致密氣/頁巖氣地面集輸起到了積極的作用。為此，主要從儲層條件和開發條件兩方面分析對比常規天然氣、致密氣與頁巖氣藏開發特性的不同[2-3]。

1）致密氣/頁巖氣的地面集輸設計規模難以確定。常規天然氣田的氣體開采量比較穩定，則比較容易確定其地面集輸的設計規模。而致密氣/頁巖氣田具有初期產量高、隨開采時間而變化的特點，都采用滾動式的開發模式，則增加了致密氣/頁巖氣地面集輸設計規模的難度。

2）致密氣/頁巖氣的開采技術的復雜性及開采過程中水處理的問題。致密氣具有單井產量低、攜液能力差的特點，因此形成了泡沫排水為主體的排水采氣技術；對于積液比較嚴重的氣井，也可采用速度管柱；對于間歇的生產井，可采用柱塞氣舉；而對于水淹停產井，可使用壓縮機氣舉。而對于頁巖氣的開發大多采用水力壓裂技術，所以對水資源的需求量比較大，同時在開采過程中會產生采出水、壓裂反排液等。

2 致密氣/頁巖氣集輸技術及其對比

2.1 集輸工藝

致密氣以蘇里格氣田為例采用“井下節流、井口不加熱、不注醇、中低壓集氣、帶液計量、井間串接、常溫分離、二級增壓、集中處理”的中低壓集輸工藝模式。致密氣井下節流采氣技術利用地層能量實現井筒節流降壓，取代了傳統的集氣站或井口加熱裝置，抑制了水合物的生成，并為形成中低壓集輸模式、降低地面建設投資創造了條件。該技術的實現必須具備耐高壓、高溫的井下節流器。

2.2 井場的工藝流程

致密氣采用井下節流、井口不加熱、不注醇、中低壓集氣的集輸工藝模式。在有些含水飽和度較高的區塊，考慮到致密氣單井產量較低、攜帶液體的能力較差的特點，形成了以泡沫排水為主體的排水采氣技術，研發了多種類型的起泡劑和消泡劑，并形成了不同類型氣井配套的加注工藝和加注參數。

2.3 集輸管網布局

目前，致密氣/頁巖氣的集輸管網結構基本相同，主要有以下幾種形式：樹枝狀、放射狀、環形管網及組合式管網。

（1）樹枝狀的集輸管網：采氣井口由采氣支線連接到采氣干線，然后由一條采氣干線連接集氣站與中心處理站，直至外輸。

（2）放射狀的集輸管網：由中心處理站引出若干集氣干線以輻射狀方式分布，集氣干線的末端再引出若干集氣支線也以輻射方式分布，用來連接井場與集氣站。

（3）環形的集輸管網：有一條集氣干線呈環狀分布，井場或集氣站通過集氣支線就近連接到環狀集氣干線。

（4）組合式的集輸管網：由上述集輸方式中的兩種或兩種以上組合而成的集輸方式稱之為組合式，組合式集輸管網應用比較廣泛。

3 結束語

1）與常規天然氣相比，致密氣/頁巖氣的地面集輸技術具有非常規特性，主要體現在以下幾方面：地面集輸設計規模、開采過程中產生的水及地面集輸水處理的問題、地面集輸工藝模塊化設計及集輸系統的壓力確定問題。

2）在地面集輸設計中，相對于致密氣，頁巖氣需要考慮水合物抑制劑、凝析油處理及采氣產出水的復雜污染物問題。

3）作為非常規天然氣，頁巖氣為自生自儲式，而致密氣的蘇里格氣藏為下生上儲式，須家河組氣藏為“三明治”式。兩者的地面集輸技術有很大的不同之處。相對致密氣而言，頁巖氣的地面集輸技術較為成熟。致密氣需要結合實際的生產情況及自身特點并借鑒國外的致密氣開采及地面集輸技術進行進一步的研究實踐。

[1] 江秀漢.計算機控制原理及其應用[M].西安：西安電子科技大學出版社，1995.

[2] 周萬珍.PLC分析與設計應用[M].北京：電子工業出版社，2004.

[3] 鄒才能，張光亞，陶士振，等.全球油氣勘探領域地質特征、重大發現及非常規石油地質[J].石油勘探與開發，2010，37（2）：129-145.

Tight Gas/Shale Gas Gathering and Transportation Technology and Its Contrast Analysis

Kong De-jing，Wu Yu-ting，Zhang Kai-li

Tight gas/shale gas，as a high quality，high efficiency and clean unconventional natural gas resource，has gradually become an important focus in the development of oil and gas resources in the world.Compared with the conventional natural gas，the tight gas/shale gas gathering and transportation has unconventional character.In recent years，both at home and abroad of tight gas/shale gas development and gathering technology has accumulated rich experience.From gathering and transferring process，the well site，gathering pipe network of tight gas/shale surface gathering technology were systematically summarized，and carries on the comparison and analysis，provide the ground of the tight gas/shale gas gathering and transferring experience.

tight gas；shale gas；ground gathering and transportation

TE866

B

1003-6490（2017）01-0037-02

2017-01-06

孔德晶（1990—），女，山東東營人，研究生在讀，主要研究方向為石油與天然氣工程。