储气库地面工艺技术

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第六章 储气库地面工艺技术
（2）地下储气库的地面工程必须与所处地层的勘探、 开发、监测和动态分析密切结合。地面工程设计必须以 可靠的地质资料为依据，而地层情况需要在工程投产后， 通过生产实践和对地层的监测、分析来检验和修正。储 气层所能承受最大注气压力及最大库容量等基本参数需 要通过一定的注采周期才能确定，所以储气库的地面工 程常分期建成，一期工程具有试探性（设计的库容量约 为最大库容量的70%），经过试采，取得必要的数据后， 再决定是否上二期工程；原定的设计规模是否需要调整 等。

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第六章 储气库地面工艺技术

6.3 储气库地面工艺流程
储气库地面工艺包括井口工艺、注气工艺、采气工 艺以及输气干线工艺。 6.3.1 储气库井口工艺流程 这里所说储气库的井口工艺流程是指从井口装置到净 化工艺系统入口（采气工艺）以及从压缩机出口汇管到 注气井井口装置（注气工艺）这部分工艺流程和设备。 这部分工艺流程有时也称为集输工艺流程。 目前储气库注采井井口工艺流程方案大致可分为两类。
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井口处的最大注气压力可参考以下经验数据： （1）可取与储气层平均深度等高的水柱静压头，当有 5m以上厚度的粘土盖层时，可取压头的1.3～1.5倍； （2）可取储气层的原始压力或原始压力的 1.15～1.20 倍。根据国外经验，实际最大注气压力和相应的最大 储气容量应通过注气实践才能确定。在地地下储气库 投运的前几个注采周期内，最大注气压力一般取最大 允许压力理论值的 70％左右，通过几个注采周期，在 观测、分析和评价储气层密封性的基础上，再确定最 大注气压力以及相应的最大储气容量。
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6.2 储气库地面工艺设计参数
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6.2.1最高储气压力与最大储气容量 储气库气藏储气容量按下式计算
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储气层压力可以同改变注气压力进行人为控制的。储 层压力与储层容量成正比，对具有一定几何结构和物 理性质的储气层，提高储层压力可以增加储气容量， 但压力过高又会破坏储气层封闭圈的密封性，导致储 气泄漏。因此在确定最大注气压力时，既要充分利用 储气层的储气能力，又要保护密封性。
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在工程设计中还须考虑到保护地层，即天然气注入 地层前须经过净化处理，以免将润滑油和其它杂质代 入地层中，影响地层渗透率。 （3）设计中必须充分考虑近期与远期工程的结合，在 一期工程的总图设计中，必须为二期工程预留场地； 在流程设计中，要考虑前后的衔接和统一。
天然气地下储气库技术
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6.1 储气库地面工艺设计原则
地下储气库地面工程的工艺设计，除应遵循天然气储 运设计的原则外，还应强调以下三点： （1）应将地下储气库作为一个子系统放在整个天然气 输配系统的大系统中，根据总投资和总消耗功率相对 最低的原则，优选大系统中各环节间相互制约的基本 参数和储气库地面工艺流程。 如果在已建过部分建成的输配气系统中新建地下储 气库，则应与已建部分尽可能的协调一致。
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6.2.3 压缩比 在地下储气库地面工程中，用于天然气增压的压缩机 是最大的动力消耗，适宜的压缩比对节能降耗和合理分 配压缩级数都很重要。一般地下储气库都设置注气压缩 机。井口处的最大注气压力是由地层的特性决定的，此 压力可以推算注气压缩机出口压力。出口压力一定，通 过优选入口压力来确定适宜的压比。压缩机入口压力与 输气干线至储气库节点处的管压相对应，节点处的管压 既要与输气干线系统协调一致，又要兼顾注气压缩机合 理的压比。在多数情况下输气干线与储气库之间通过单 线连接，接点处的压力左右着采出气的外输压力，也影 响着最小采气压力。
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6.2.2 最低采气压力及相关参数
最低采气压力与储气层的最低压力是一致的，它与下列参数 密切相关。 （1）垫底气量和有效工作气量 （2）采出气外输压力 采出气外输压力主要取决于储气库与输气干线之间连接管道 的摩阻和节点处的压力。而两者都可以随设计条件而变化，所 以确定外输压力时，应该（也有可能）兼顾最小采气压力的取 值。当外输距离不太长时（包括储气库至输气干线的节点，节 点至城市门站或配气站），应使最小采气压力高于外输压力， 利用地层压力将采出气输进输气干线；当采出气外输距离很长， 需要遇过增压来达到必要的外输压力时，外输压力、最小采气 压力应与压缩比相匹配。
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第一类工艺流程的优点是注采及计量阀组建在集 注站内，便于集中管理与控制，但是由于每口注采井 均需敷设一条单井管线，因此其投资比第二类工艺方 案要高，储气库系统采用注采同井的工艺方案会造成 干湿气混用一条管道，且为了满足注气要求，管线设 计压力较高，但若为了避免干湿气混用一条管道而对 每口井均建一条注气管道和集气管道，则将使集输系 统的投资大大的增加。因此对于第一类工艺方案适用 于集注站与注采井距离较近而且注、采气气质比较接 近（干湿气可以混用一条管道）的场合。
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第一类井口工艺流程 每口单井敷设一条注 （采 ） 管 线 至 集 注站 ， 注采 阀 组 及 选 井计量阀 组设在集注站内。 第二类井口工艺流程 第二类是将所有注采井口集 中到一钻井平台上，钻井平台 敷设一条采气汇管、一条注气 汇管以及一条单井计量管线至 集注站，注采阀组及选井计量 阀组建在钻井平台上。
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（3）采气井井数 采气井井数取决于储气库的日供气量和单井产气量。 前者由整个输配气系统的供、需物料平衡来确定，后 者则与采气压力密切相关。显然采气压力越高则单井 产量越高，在总供气量一定的前提下，采气井井数就 可以减少，钻井费用，井场及管网设施的投资均可相 应减少。但最小采气压力是靠垫底气来维护的，要减 少来气井井数就得增加垫底气量，所以采气井井数同 最小采气压力一样与垫底气量之间存在着相互制约的 关系。