盐穴储气库造腔地面工艺技术

盐穴储气库造腔地面工艺技术
杨清玉(西气东输管道公司储气库项目部)
庄清泉(大庆油田工程有限公司)
摘要:金坛盐穴储气库造腔地面注水、采卤的介质环境对地面工艺和设备提出了更
高的要求。

玻璃钢管道的应用降低了大排
量、长距离输送过程中的摩阻损失,解决了
常规钢质管道输送河水及卤水介质时的结垢
及腐蚀带来的运行成本增加。

给出了计算溶
腔过程中有效体积的理论计算方法。

关键词:储气库;盐穴;造腔;工艺
1地面工艺流程简介
金坛盐穴地下储气库作为西气东输管道工程的配套设施,在管道调峰、处理应急事故等方面将具有重要的商业价值及社会意义。

盐穴造腔用水量大,对水质要求不高,水源为就近的河水和湖水。

地表水经沉降池沉降由泵增压输送至注水站的2座2000m3淡水罐进行缓冲、沉降,然后靠罐本身静水压输至高压注水泵进口,泵进口采用双吸流程(可根据需要取自淡水罐和卤水罐),注水泵升压至单井高压阀组并经分配控制、调节和计量送至站外,经站外注水管网到单井井口,根据造腔工艺要求采用正循环或反循环将水注进盐腔内溶腔。

井口返出卤水经回水管网,回到注水站内的低压阀组间,按卤水所含介质、组分及含量等不同分别流向不同去处。

含盐量不小于285g/L的近饱和卤水根据卤水中硫酸根离子浓度的高低分别经过一条卤水汇管外输至盐厂缓冲罐和外销卤水成品罐;未饱和卤水进入2座2000m3未饱和卤水储罐,经卤水储罐缓冲,再次由注水泵升压至高压阀组分配,经注水管网到另一组井口;井口返出液经回水管网,回到注水站内,重复上述流程。

2注采工艺设备的选择
在盐穴造腔初期,由于腔内体积小,注入水在腔体内的滞留时间短且与腔壁接触面积小,采出的卤水难以达到盐厂或直接外销的含盐浓度要求。

金坛储气库造腔注水采卤站通过选用与恒速电机相配套的液力偶合器来驱动离心泵,液力偶合器的调速范围为1~1/5,可根据不同时期的工艺要求大范围调整单个注水泵的注入量,单井注入量可通过高压阀组间的调节阀调节。

另外,通过控制高压阀组间汇管上的阀门可实现一组腔体注淡水而另一组腔体注卤水。

以上设计原则确保了系统和单井的注采灵活调配。

3站外单井玻璃钢注水、采卤管线根据当地盐业公司的管道运行经验,钢质管道的主要缺点是寿命短,经简单沉降处理的地面淡水和从盐腔返回的卤水介质导致管壁腐蚀、结垢严重、摩阻大,生产运行能耗大,对焊接和防腐质量要求高,因腐蚀穿孔等导致卤水泄漏带来的环境污染不容忽视。

针对钢质管道的缺点,金坛储气库第一批14口新井注水、排卤管道采用了玻璃钢管道。

其中高压注水管道规格为HVF-12DN150,压力等级为12MPa;低压注水管道规格为HVF-315 DN150,压力等级为315MPa,设计单井注水量小于120m3/h。

目前已有8口井的地面管线投入溶腔生产,总长度达13860m,没有发生过任何的管线渗漏或破损。

注水过程中管路摩阻较低,以某井为例,注水管线长达1400m,在100m3/h的流量下,管线水力摩阻为0131M Pa,仅为同等直径钢质管道的二分之一。

4造腔体积的计算方法
根据每天腔体采出卤水的量和实测得到的含盐浓度,可依据式(1)计算地下腔体的有效容积,用来指导生产和造腔工程的其它作业。

V f=V s
1-A B
1-A
(1)式中V f为腔体有效容积(m3);V s为溶解的固体盐体积(m3);A为盐岩中不溶物比例,小数;B 为盐岩中不溶物崩落以后的膨胀系数,常数。

式(2)为注入1m3淡水所溶解固体盐的体积公式
25油气田地面工程第26卷第10期(2007110)
长距离输气管线GPS高程的计算方法谢天刚徐振东徐霄(中原油田建筑集团公司)
摘要:GPS高程应用关键是求取高程异常值。

采用拟合法和垂线偏差法计算GPS
高程同三角高程的结果进行比较,差值都小
于012m。

按着5工程测量规范6要求,高
程闭合差一律按等高距的1/10进行考虑
(等高距为2m)。

因此,如果把三角高程结
果作为基准,两种方法计算CPS高程结果
完全能满足规范要求,在长距离管线测量中
是可行的。

关键词:GPS高程;误差;三角高程
随着测绘技术的飞速发展,新设备、新技术在测绘生产中得到了广泛的应用,特别是GPS技术近几年在测绘行业中发挥了重要的作用。

我国采用的是正常高系统,正常高是地球重力场定义的高程参考面,即以大地水准面或似大地水准面起算的;而GPS测量的是大地高差,获得的是大地高,而不是需要的正常高,两者存在着一个差值,即高程异常。

GPS高程应用关键是求取高程异常值。

1拟合法
大地水准面是一个不规则的曲面,它与WGS -84椭球面不是平行关系,是变化的。

拟合法是使用一定的数学模型和若干点的正常数据模拟出大地水准面,来求取测区的高程异常,以此为基础计算出其它GPS点的正常高。

用这种方法确定的正常高的精度与已知点的数据质量、位置、密度、数量以及所采用的数学模型有关。

目前,常用的数学模型公式为
F=a o+Xa1+Ya2+a3X2+a4X Y+a5Y2
式中F为高程异常,a o、a1、a2、a3、a4、a5为二次曲面函数的系数。

一般来说,测区应有足够的控制点数量,当测区已知点较少时,需利用常规的测量方法测设一定数量的GPS点的高程。

2垂线偏差法
由于地面上测站点到大地水准面的垂线和到椭球面上的法线是不重合的,因此,两者之间有一夹
V s=
1
Q s100
m -1-Q bo
m o
m
-1
(2)
其中m=
C s
10@Q b
(3)
式中Q s为纯盐的密度(kg/L);Q bo为腔体内条件下(腔体温度)饱和卤水的密度(kg/L);Q b地面条件下(采出卤水温度)采出卤水的密度(kg/L); m o腔体内条件下(腔体温度)饱和卤水的重量百分比(%);m为地面条件下(采出卤水温度)采出卤水的重量百分比(%);C s为卤水中盐的浓度(单位体积卤水中溶解盐的重量)(g/L)。

5结语
(1)金坛盐穴储气库造腔地面工程建成投运后一直运行良好,地面玻璃钢管线摩阻没有明显增加,地面管网没有发生渗漏现象。

(2)通过应用液力偶合器调整泵的排量以及优化高、低压阀组间工艺设计,可以满足多种工况条件下的快速造腔和盐厂的卤水要求。

(3)为确保溶腔过程中因腔体超压或欠压造成腔体结构性损坏,需增设油垫压力监测报警和超压保护装置。

(4)为确保因地面管线破损后腔体静溶时不欠压,应备用一个可移动式小型泵车,以便及时向欠压的腔体补充淡水。

(5)玻璃钢管线受到机械外力后易破损,一旦出现意外事故,将会造成卤水泄漏污染环境,今后在高效、安全输送卤水管道的选择方面还需进一步研究。

(6)西气东输金坛造腔注水采卤站是国内第一个盐穴储气库造腔地面工程,目前仅运行8个月,其适应性还有待于进一步评价。

(栏目主持杨军)
26油气田地面工程第26卷第10期(2007110)。