塔里木高压气田集输和处理经验谈

塔里木高压气田集输处理经验探讨
塔里木盆地具有丰富的天然气资源，截至 2011年底，塔里木油田先后建成投产了克拉 2、迪那 2、英买 7、羊塔克、玉东 2、牙哈、
桑南东、吉拉克、塔中 6、柯克亚等 10 个气田，已建成集气站 21 座，气田集输能力达到277×108m3/a；天然气处理厂 12座，处理能
力达到297×108m3/a，以轮南集气站为天然气总出口港的总体流向已
基本形成。

多年来塔里木油田坚持应用和集成新工艺、新技术，相继
建成了牙哈、克拉 2、英买力、迪那等大型高压气田，攻克了一系列
难题，形成了塔里木盆地大型复杂高压气田地面工程技术，为西部能
源基地的建设提供了强有力的支撑。

1、地面工程特征
1.1 天然气快速上产，地面建设步伐加快
塔里木油田自 2000 年以来，实现了跨越式的发展，天然气产量
从7.5×108m3/a，增长到 2011 年170.5×108m3/a。

伴随天然气产量的快速发展，地面建设任务重、节奏快。

大型高压气田建设时间平均
需要约 14 个月，国外同类气田建设周期一般超过 2 年，加上前期论
证时间，一般要超过 3 年。

1.2 高压高产气田比例显著，地面工艺技术复杂
在塔里木油田已开发的气田中，高压气田的比例越来越多，高压
气田地质储量占气田总储量的%97.3%。

气田的类型复杂，有蜡含量高、凝固点高的凝析气田、特高凝析油含量凝析气田、异常高压气田、异
常高温气田等。

克拉 2 气田单井产量300×104～400×104m3/d，井口压力 54～58MPa；迪那 2 该该气田属于高压高温凝析气田，井口压力达到 65～
82MPa、井口温度达到62～110℃。

这些气田不仅压力高、温度高，同
时原料气中含有 CO2、Cl-，使得地面工艺技术复杂，集输、处理工艺、设备材料选择差异大。

1.3 安全环保责任大，对安全设施的要求更高
在高压高产气田中，由于在集输和处理过程中天然气压力高、气
流量大，一旦设备和管线发生爆破，瞬间释放出来的破坏能量极大，
将会对周围环境形成很强的冲击破坏作用，其影响范围广。

基于高压
高产气田同时含有的 CO2、Cl-的特性，在管材和设备选型、防腐蚀泄漏、净化工艺的选择、安全保护投资远高于常规气田。

1.4 气候恶劣，环境复杂，地面施工难度增加
塔里木油田高压气田均处于沙漠戈壁和山区，地形起伏大，坍塌
是管道经过地区的主要不良地质现象、滑坡、高地下水位和软弱地基等。

恶劣的气候和复杂的地理环境，使地面工程的建设难度增大。

2、取得的技术成果
2.1 形成满足不同类型高压气田开发的工艺
塔里木油田已投产的高压气田具有高温、高压、高产、高腐蚀性
等特点，经过十几年的跨越式发展，塔里木油田攻克了一系列技术难题，逐渐摸索出适应高压气田、凝析气田地面集输及处理技术特点，
形成了 3 种主体工艺模式：
一是，超高压超高产气田工艺模式——高压常温集气、单井计量、简化井口、湿气输送、集中处理、J-T 节流制冷。

二是，超高压凝析气田工艺模式——高压集气、气液混输、集中
处理、J-T 节流制冷。

三是，高压循环注气工艺模式——高压常温集气、高压注醇、密
相输送、集中处理、高压循环注气。

2.2 形成地面工程的主要技术
2.2.1 优化高压集气处理工艺的应用
塔里木油田高压气田就是要充分利用气藏的压力能，简化后续工艺，克拉 2 气田、英买力气田、牙哈气田、迪那 2 气田全部应用了
高压集气技术，集气压力超过了 10MPa，优化了集输处理工艺，节省
了工程建设投资，降低了能耗。

2.2.2 采用长距离气液混输技术
克拉 2、英买力、牙哈、迪那 2 等压气田采用气液混输工艺，简
化了地面工艺流程、减少了管线投资，降低了运行管理费用。

英买力
气田西、东集气干线管道公称直径为 350mm，长度分别为 75km 和
65km，是目前我国最长的气液混输管道，与气液分输方案相比可节约
投资约 9 500 万元。

2.2.3 高压注气循环技术的应用
为提高凝析油收率，增加稳产年限，牙哈凝析气田采用循环注气
保压采气工艺，注气能力300×104m3/d，注气压力高达 52MPa。

牙哈
气田已实现凝析油稳产50×104t/a 约 12 年，地层压力保持在原始压力的 80%以上。

2.2.4 采用各种高压天然气处理技术
塔里木油田高压气田的气体成分差异很大，为满足产品外输要求和经济效益最大化，针对不同气田的气质特点和产品需求，采用多种天然气处理技术，以满足产品要求。

克拉 2 气田属纯天然气气藏，
C3+以上重烃含量少（但含微量 C3+～C14+重烃），液化气和轻烃回收价值小，主要采用 J-T 阀节流制冷工艺进行处理，以控制外输天然气的烃、水露点为主。

牙哈、英买力、迪那 2 凝析气田，C3+以上重烃含量高，具有回收液化气和轻烃的经济价值。

为了更好地回收液化气、轻烃等产品，牙哈、英买力、迪那2 凝析气田开发先后采用了 J-T 阀+溴化锂制冷、3S工艺、J-T 阀+丙烷制冷、多级闪蒸+提馏凝析油稳定工艺等技术手段，一方面控制烃、水露点；另一方面对凝析油进行稳定，同时，尽可能多的回收液化气和轻烃，创造更高的经济效益。

2.2.5 采用先进的自动控制技术
塔里木油田高压气田已形成相对独立的集输系统和处理厂，自成一体的气田建设、管理模式，各气田的调控中心均设置在处理厂中央控制室。

利用先进网络通信技术和信息管理软件，采用 SCADA 系统操作方式实现气田井场、站、厂、线生产控制、管理的网络自动化，以及科学调度管理和优化运行。

2.3 许多实用技术已得到推广和应用
2.3.1 安全评价与分析技术的应用
在塔里木油田高压气田的建设中，安全评价技术得到广泛应用，
特别是危险与可操作性分析技术（HAZOP）它在工程设计中发挥着越来
越重要的作用。

例如：迪那 2 处理厂，通过 15 天的 HAZOP 分析，
从整体布局、增设管线腐蚀监测、增设工艺处理流程的压力和温度监测、在各排污阀门增设双阀等方面，提出了 195 项建议。

从本质上避
免各类事故发生的可能性，提高了迪那 2 凝析气田运行操作安全的可
靠性。

2.3.2 推广防腐和腐蚀监测技术
塔里木油田高压气田对气田介质具有不同的特点，采用多种防腐
措施控制管线和设备的腐蚀。

目前，塔里木油田非酸性高压气田的内
防腐措施：一是，22Cr 双相不锈钢管；二是，复合钢管；三是，钢+
缓蚀剂方案。

为掌握和监控防腐技术的使用效果，对管道和设备实行
在线腐蚀监测，以确保腐蚀得到较好的控制。

常用的腐蚀监测方法有：管道腐蚀监测、腐蚀探针、超声波定点检查管道/设备壁厚。

2.3.3 新设备和材料的应用
在塔里木油田高压气田的建设中，采用大量的新设备、新材料，
保证了气田的安全、高效开发。

22Cr 双向不锈钢、复合钢管的应用有
效控制了管道和设备的腐蚀；采用音速火炬，降低了火炬高度，缩小
火炬筒直径；采用高效分离设备提高了分离效率；段塞流捕集器的使
用有效地防止了清管产生的段塞流对下游设备的影响。

2.3.4 采用信息管理技术
信息化管理技术的应用，实现了从井口到处理厂的全过程自动监控，避免了人为因素造成的误操作，改变了气田地面工程建设和生产
运行管理的工作模式，提高了生产管理水平，降低了操作成本、精简
了组织机构，促进了减员增效。

各气田的调控中心设置在处理厂中央
控制室，实现了井口、集气站的无人值守。

2.3.5 采用系统优化和仿真技术
在气田集输系统优化过程中，设计人员通过对仿真模拟软件，如，TGNET、TLNET、HYSYS、ProFES-Transient、PIPEPHASE、OLGA 等的应用，对各种可行方案下的大型管网进行快速静态和动态仿真计算分析，全面优化气田地面工艺。

借助这一现代化手段，为快速找到最优方案
设计和优化工艺过程提供了便利。

2.4 取得了一批核心科研成果
塔里木油田针对气田快速发展的业务需求，开展了一大批科研项
目的研究，科技创新支撑天然气地面核心技术快速发展。

科研成果彰
显了主营业务驱动、目标导向的科技项目研发理念，有力地支撑了天
然气业务的快速发展。

例如，国家科技攻关项目“塔里木盆地高压凝析气田开发技术研
究与应用”，采用“先期采油、气液同采、后期蒸油”的开发模式，
先后指导了柯克亚、牙哈和吉拉克-桑南 3 等类似油气藏的高效开发。

通过循环注气的开采技术，在保持地层压力的条件下，使牙哈气田凝
析油采收率达到 54.7%，连续稳产约 13 年，实现了科学高效的气田
开发。

2.5 加强地上地下整体优化
气田的开发注重多专业一体化优化，以实现气田的高效开发。

牙
哈凝析气田开发实现了凝析气藏、注气、采油、地面工程等多专业融
合，真正做到了地上地下整体优化，实现了气田的效益最大化。

英买力气田群、迪那 2 气田采用衰竭开发方式，开发方案中充分体现了利用地层能量、节约能源的原则，充分利用了气藏压力能，减少了工程投入。

2.6 注重前期工作和统筹规划
塔里木油田高度重视气田开发前期工作和总体规划，通过对气田总体布局、工艺流程、设备选择统筹优化，节省了大量的投资。

克拉2 气田在项目前期进行了充分的论证工作，使气田总体布局、工艺流程、线路走向、设备选择得到统一优化，节省投资近 5 亿元。

2.7 先试采后建产，实现气田持续稳定生产
试采是开发前期评价阶段获取气藏动态资料，尽早认识气藏开发特征，确定开发规模的关键环节。

大北、克深气田是塔里木油田“十二五”期间开发的重点气田，为保证气田长期的开发效益，准确掌握气藏资料，先期进行试采，获取准确的流体组分、相态特征和气藏动态资料后再进行规模化开发。

2.8 促进标准化设计，集成先进技术
自 2008 年以来，塔里木油田有效开展标准化设计工作，分析气藏特性，在特性中找共性，选成熟可靠的技术进行集成。

在标准化设计过程中，采用动态管理模式，不断对标准化成果进行修订和完善。

采用标准设计工期同比缩短 40%，建设工期同比缩短 20%。

3、对今后高压气田建设的几点建议
3.1 重视基础数据开发的准入
地质勘探、采油采气等地下生产数据是开展地面工程设计、建设
的基础和依据。

地质数据、采油采气数据的准确性和正确性是确定地
面工程建设规模、采用何种处理工艺技术的根本，具有重要的生产实
际意义。

因此，要重视并取全取准地下基础数据，保证足够的试采时间，给予充足的资金支持和保障。

通过试采提供的数据评价气藏性质、采气工艺、材料的适用性，找出存在的问题，为后续油气田的正式开
发和地面工程的规划设计提供全面准确的技术资料。

3.2 尽快开发适用于气田天然气质量条件的专用缓蚀剂
对于含 H2S、CO2、Cl-天然气采用碳钢+缓蚀剂方案，缓蚀剂决定
了防腐效果。

缓蚀剂对应用环境的要求很高，针对性很强。

不同介质
或材料要求使用不同的缓蚀剂，甚至同一种情况下，当操作条件改变时，所采用的缓蚀剂也要改变。

由于不同气田开发所面临的腐蚀环境
不同，因此，专用缓蚀剂研制必须提前进行。

3.3 加强管网系统的应力分析，确保系统安全
应对高压管道、高温管道、大口径管道、压缩机出口管道、放空
管道等管网系统进行应力分析，采取相应的控制措施，消除和减少影响、位移、气流脉动以及共振影响，保证高压气田的运行安全。

3.4 加强安全评估，合理确定安全距离
高压高产气田的生产建设要坚持本质安全理念和节约用地原则，安全距离只是保证安全的辅助措施。

从保证生产人员、生产设施、周边居民和重要设施的安全角度，安全距离主要考虑防火距离。

安全距离的确定，应采用“基于风险”的方法，即，通过评估可能发生的事故后果和事故发生的概率，确定风险等级，针对不同的风险进行风险管理。

4、后记
塔里木油田地面工程经过约 20 年的建设，从无到有，从简单到复杂。

特别是近 10 年天然气跨越式大发展，高压气田在塔里木油田得到了科学、高效的开发，新工艺、新技术的应用，塔里木油田高压天然气田地面工程技术水平不断提高，通过实践和创新，开创了一套适合塔里木油田特点的地面工程建设、生产、管理体系。

同时，进一步加强基础工作，推广成熟可靠的工艺技术，走可持续发展的绿色之路。

(其他作者为：孙铁民杨莉娜白晓东赵钰)。