涪陵页岩气集输工艺适应性分析和优化措施

涪陵页岩气集输工艺适应性分析和优化措施作者：谢成杰
来源：《中国化工贸易·上旬刊》2017年第05期
摘要：本文对涪陵页岩气一期50亿产能建设进行了回顾，结合实际生产过程中存在的问题，对页岩气集输工艺的适应性进行了分析，对清管、放空规模等一期存在的问题进行了优化调整，为后续二期实施提供技术支持。

关键词：非常规天然气；页岩气；集输工艺；计量方式；清管；放空
1 一期集气工艺的回顾与思考
目前国内规模开发的页岩气田有中石化涪陵、中石油威远、中石油长宁页岩气田，下面分别就3个气田的集输方式进行论述，通过不同气田集气工艺和现场运行情况，回顾涪陵一期集气工艺是否有优化的可能性。

1.1 中石化涪陵
总体集气工艺：一期采用“高压采气，中压集气，集中处理”湿气输送集输工艺，采气管线设计压力42MPa，集气站、脱水站、集气管网设计压力6.3MPa。

投产模式：前期试采与正常生产流程合一，初期井口放喷，测试求产约7-8天后接入生产流程，主要是减少放空量，节约资源，初期返排率较低。

1.2 中石油长宁
总体集气工艺：采用“单井轮换计量、湿气输送、平台建站、平台增压、集中脱水”方案。

站场工艺：井口针阀一级节流（≤32MPa）→桥管（35MPa）→除砂器（DN50 PN35）→水套炉（35/50 35/20）→分离器（DN800 PN10 DN600 PN8.93）→（预留增压）→外输至下游站（7.5Mpa）。

投产模式：平台井组整体投产，外管先期建设，保证气井及时投产。

通过临时流程实现气井的快速投产，长宁采用临时流程试采2月左右，之后接入正式生产流程。

1.3 中石油威远
总体集气工艺：采用分阶段设置流程方式。

①气井开采初期即排液期间气井采用临时生产流程，就地除砂、加热、分离后进行就地计量，再输至下游井站或集气总站；②排液完成，则拆除临时生产流程，产气经轮换计量后气液混输至下游井站或集气总站。

（注：威远采用租用
测试流程，在井口压力下降至10MPa以下，进行交接，接入正式生产流程，最长租用生产时间不超过6个月，日租金8000元/天。

）
1.4 涪陵页岩气集气工艺优化建议
优化建议：
①将加热炉、燃气调压撬设置在平台，加大采气半径，3-5km范围内的平台集中设置集气站，待生产2-3年井口压力降低至6.3MPa后拆除加热炉、燃气调压撬。

调整后，平台与集气站之间的管线由原来的42MPa优化为6.3MPa，安全风险降低；集气站数量减少后，有利于后续开展区域增压，降低投资；②计量方式由轮换计量调整为连续计量，排除井间干扰因素，有利于针对压力低的井开展增压，压力高的井充分利用井口压力，直接进管网。

2 管道清管设计问题与改进措施
一期集气干线采用“环状+枝状”管网，试验井组和一期DN550、DN300集气干线均设置了收发球装置。

运行3年来，气田考虑到安全生产从未清管，实际生产运行中，在集气干线低点位置出现了积液，尤其是官梯峡、御泉河等局部高差大的地段，导致回压较高，影响气田提产和稳产。

回顾页岩气一期地面建设，湿气集输是适合页岩气开发的，但是在设计细节方面需要从生产和安全角度出发，避免生产过程中停产改造。

DN300和DN550干线较长（约26km），由于气田地形高差起伏较大，且施工作业时弯管、焊接施工质量无法保证，应考虑距离和地形因素设置中间清管站。

在清管作业过程中，会出现段塞流等不同工况，收球筒排液过程中会出现气水混杂，应注意设置放空排液分离器；增加支线清管；接收清管时段塞流流量。

3 脱水站放空规模探讨
一期页岩气开发是按整体设计的最终结果出发，设计中考虑了事故情况下，进出站紧急关断时站内放空量，未考虑SCADA系统建设滞后情况下，前端气井无法及时关断引发的大规模产气量放空问题。

一期在SCADA系统未投产之前，下游用气量急剧减少的情况下，未采用关断进出口切断阀的方法，避免超压状态下引发井口及集气站的大面积关停。

在紧急状态下采取手动放空的措施，同时通知操作人员奔赴现场关井，发生过1#脱水站火炬凝液罐压力表打坏的情况。

二期平桥区块4#脱水站与南川输气首站毗邻建设，因此几乎没有管道缓存空间，在放空规模设计时改按气田产气量全量放空，避免SCADA系统建设滞后引发的操作安全。

4 小结
①涪陵页岩气目前采用的试采合一、湿气集输工艺是适合涪陵页岩气压力递减、产量递减等规律的；②将加热炉移至平台，3-5km范围内的平台集中设置集气站，减少管理点，同时便于后期开展区域增压；③缩小清管站间距，干线清管站设置需设置放空排液分离器，长
度>2km的支线宜设置清管设施；④二期页岩气开发时，脱水站放空规模应按气田产气量全量放空设计，避免SCADA系统建设滞后引发的安全风险。

参考文献：
[1]黄静，许言等.页岩气开发地面配套集输工艺技术探讨[J].天然气与石油，2013，31（5）：56.
[2]李妍，吴刚.页岩气地面集输工艺设计研究[J].石油工程建设，2015，41（3）：98.
作者简介：
谢成杰（1984- ），女，籍贯：湖北省随州市，现有职称：工程师，主要从事的技术工作及研究方向：从事油气储运设计，主要包括油气田站场集输、储运相关设计及长输管道设计。