提高頁巖氣平臺轉水效率技術研究

馬驥 尚濤濤

摘要：本文針對西南采氣廠標準化平臺建設周期長、費用高問題， 開展技術對策研究，包括方案制定、方案優化等，確定探索移動式轉水泵橇為最優化方案，對并轉水泵選型、基座材質和尺寸以及工藝管線材質、流程及連接方式等優化設計，現場實施取得較好效果，滿足了油田公司地下、地上一體化建設要求，可為同行提供借鑒經驗。

關鍵詞：頁巖氣平臺? 轉水效率? ?技術研究

1.概況

西南采氣廠標準化地面生產工藝（包括試氣工藝生產、以采代試工藝、外圍井零散氣銷售工藝生產）均具備氣管輸和氣田水管輸條件，但標準化平臺建設周期長，且平臺內缺少轉水裝置，影響平臺正常轉水，無法滿足油田公司地下、地上一體化建設要求，即完鉆、壓裂1口井，試氣、投運1口井，實現頁巖氣產銷最大化，為此亟需開展提高頁巖氣平臺轉水效率技術研究，為公司提質增效、節能降耗提供重要保障。

2.轉水流程存在問題

轉水流程建設主要存在建設周期長，建設費用高問題，頁巖氣平臺出水量隨著生產時間增加波動變化，導致生產后期轉水泵不是處于最優工況運行。經過采氣廠氣井生產前期排水量、轉水流程建設周期及費用統計分析，生產前期出水量約50m3/h，建設周期約11天，建設費用約4.6萬，具體見表1。

3 技術對策研究

3.1技術方案

方案1：優化轉水流程建設工序，方案優點：優化工序后預計節約施工周期2天，節約人工費1萬;方案缺點：工序優化受施工隊伍自身管理水平影響較大，不能規模推廣運用;

方案2：優化罐車轉泄水模式，方案優點：轉運方式靈活;缺點：受路況、環境、外協等因素影響，安全性相對較低，且經濟效益差。

方案3：探索移動式轉水泵橇，方案優點：可根據臺出水量的變化移動搬遷，適應性強，施工周期短;缺點：一次性投資費用高。

3.2方案優選

從高效性、經濟型、安全性、可操作性、適應性五個方面對三個方案進行打分，得出結論方案三“探索移動式轉水泵橇”為最佳方案，具體見表2。

3.2 方案優化設計

移動式轉水泵橇的主要由轉水泵、基座、工藝構成， 需要對轉水泵選型、基座材質和尺寸以及工藝管線材質、流程及連接方式等優化設計。

（1）轉水泵選型

為滿足山區地勢起伏特點，對單多級離心泵優缺點進行分析，其中單級離心泵揚程較低，而氣井揚程高度差在200m左右，選有多級離心泵能滿足揚程要求，但造價費用較高，根據2019年廢舊物資清單，核算后選用450m多級離心泵作為改裝對象。

（2）基座材質

根據輕便、穩固、適用動載荷工況的選用標準，對工字鋼、槽鋼、H型鋼進行對比，在等重量前提下，相比H型鋼，工字鋼、槽鋼的截面抗彎能力、X軸Y軸的慣性矩等都相對較差，為此基座材質選用H型鋼。

（3）基座尺寸

根據盡可能減少基座尺寸、利于搬遷的選用標準，設計橇座大小為4.5m*2.1m，5t隨車吊車廂凈尺寸為4.6m*2.2m，利于日常移動搬遷，同時利用有限的基礎集成工藝、設備、電氣等流程，滿足現場實際運行要求。

（4）管線材質

根據耐高壓、強度高、通用加工工藝的選用標準，對聚乙烯管、鋼塑復合管、鋼管優缺點進行分析，最終選用鋼管。

（5）工藝流程

根據滿足轉水需求，保護泵的完整性的選用標準，避免固體雜質對泵配件的磨損，在泵前加小型過濾器。

（6）對外連接方式

根據便于多次拆卸，安裝簡單的選用標準，對焊接、法蘭連接、卡套連接、卡箍連接進行對比，最終選用卡箍連接。

4 實施效果

在上述技術對策指導下，通過方案深化研究討、備料、組裝等流程后，進現場啟泵試運行，取得較好效果，相比現場建設轉水流程，施工周期由11天降為2天，建設費用由4.6萬元降為3.8萬元，降低17.4%，節約生產成本，實現提質增效目的。

5 結論

（1）標準化平臺建設周期長、費用高，無法滿足油田公司地下、地下一體化建設要求。

（2）開展技術對策研究，包括方案制定、方案優化以及方案優化設計等，現場實施取得較好效果，施工周期由11天降為2天，建設費用由4.6萬元降為3.8萬元。

（3）本文在提高頁巖氣平臺轉水效率方面取得的成果及認識，可為同行提供借鑒經驗。

參考文獻：

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[3]范宇.長寧頁巖氣田采氣工藝實踐與效果[J].天然氣與石油. 2020（02）.

作者簡介：馬驥，男，1988年2月出生甘肅，漢族，2018年畢業于中國石油大學，現于中國石油天然氣股份有限公司浙江油田分公司從事天然氣開采工作。

中國石油天然氣股份有限公司浙江油田分公司西南采氣廠