第3章 天然氣礦場(chǎng)集輸系統(tǒng)

第三章天然氣礦場(chǎng)集輸系統(tǒng)天然氣礦場(chǎng)集輸系統(tǒng)礦場(chǎng)（氣田）集輸流程油田氣的集輸流程基本要求了解天然氣集輸系統(tǒng)的組成和作用；掌握礦場(chǎng)集輸流程的特點(diǎn)和適用條件。第一節(jié)天然氣礦場(chǎng)集輸系統(tǒng)氣井集氣站天然氣處理廠首站一、集輸系統(tǒng)的組成二、集輸系統(tǒng)的作用收集天然氣；降壓、分離和凈化；主要產(chǎn)品：凈化天然氣、液態(tài)烴和輕油。第二節(jié)氣田礦場(chǎng)集輸流程

氣田礦場(chǎng)集輸流程分為：氣田集輸管網(wǎng)流程氣田集輸站場(chǎng)工藝流程一、氣田集輸管網(wǎng)流程氣田集輸管網(wǎng)流程可分為四種型式：線型管網(wǎng)；放射型管網(wǎng)；成組型管網(wǎng)；環(huán)型管網(wǎng)。集輸管網(wǎng)流程類型如圖3-2-1所示。圖3-2-1集輸管網(wǎng)流程的類型a-線型管網(wǎng)；b-放射型管網(wǎng)；c-成組型管網(wǎng)；d-環(huán)型管網(wǎng)；1-氣井；2-集氣站；3-集氣管道；4-集氣總站或增壓站1、線型管網(wǎng)流程線型管網(wǎng)流程的管網(wǎng)呈樹枝狀，經(jīng)氣田主要產(chǎn)氣區(qū)的中心建一條貫穿氣田的集氣干線，將位于干線兩側(cè)各井的氣集入干線，并輸?shù)郊瘹饪傉?。如圖3-2-1（a）所示。該流程適用于氣藏面積狹長且井網(wǎng)距離較大的氣田。四川臥龍河氣田就是采用這種流程，其特點(diǎn)是適宜于單井集氣。2、放射型管網(wǎng)流程放射型管網(wǎng)有幾條線型集氣干線從一點(diǎn)（集氣站）呈放射狀分開，如圖3-2-1（b）所示。適用于氣田面積較大，井?dāng)?shù)較多，且地面被自然條件所分割的礦場(chǎng)。3、成組型管網(wǎng)流程成組型管網(wǎng)流程如圖3-2-1（c）所示，適用于若干氣井相對(duì)集中的一些井組的集氣，每組井中選一口設(shè)置集氣站，其余各單井到集氣站的采氣管線成放射狀，亦稱多井集氣流程。在四川氣田應(yīng)用最廣泛，大慶的汪家屯氣田和大港的板橋氣田也采用這種流程，其優(yōu)點(diǎn)是便于天然氣的集中預(yù)處理和集中管理，能減少操作人員。4、環(huán)型管網(wǎng)流程環(huán)型管網(wǎng)流程如圖3-2-1（d）所示。適用于面積較大的圓形或橢圓形氣田。具備上述條件的氣田，如果地形復(fù)雜，氣田處于大山深谷中，則不宜采用，而以采用放射型管網(wǎng)為宜。四川威遠(yuǎn)氣田即采用這種流程。其特點(diǎn)是：氣量調(diào)度方便，環(huán)形集氣干線局部發(fā)生事故也不影響正常供氣。大型氣田不局限于一種集氣管網(wǎng)流程，可用兩種或三種管網(wǎng)流程的組合。威遠(yuǎn)氣田就有東、西、南、北四條集氣干線和一個(gè)環(huán)形管網(wǎng)，而且是樹枝狀，放射狀和環(huán)形管網(wǎng)流程兼?zhèn)洌撬拇瘹饬鞒绦褪阶疃嗟臍馓?。大型氣田礦場(chǎng)集輸管網(wǎng)氣田管網(wǎng)類型主要取決于氣田的形狀、井位布置、所在地區(qū)的地形和地貌以及集輸工藝技術(shù)水平、地層儲(chǔ)量等因素。因此，氣田集輸管網(wǎng)的布局是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。氣田管網(wǎng)流程布局管網(wǎng)壓力等級(jí)集氣管網(wǎng)的壓力等級(jí)分為高壓、中壓和低壓三種：高壓集氣：壓力在10MPa以上；中壓集氣：壓力在1.6MPa～10MPa；

低壓集氣：壓力在1.6MPa以下。二、氣田集輸站場(chǎng)工藝流程集輸站場(chǎng)流程按管轄井?dāng)?shù)分為單井集輸流程和多井集輸流程；集輸站場(chǎng)流程按天然氣分離溫度高低可分為常溫分離工藝流程和低溫分離工藝流程。1、井場(chǎng)裝置

井場(chǎng)裝置主要功能：調(diào)控氣井的產(chǎn)量和輸送壓力；防止天然氣形成水合物。井場(chǎng)裝置流程通常有兩種類型：加熱天然氣防止水合物流程和注入抑制劑防止水合物流程。（1）井場(chǎng)加熱流程加熱流程如圖3-2-2所示。一般適用于氣井產(chǎn)量較小的井場(chǎng)裝置，壓力小于30MPa的高壓氣井，產(chǎn)量小于1×105m3/d。圖3-2-2井場(chǎng)加熱防止水合物流程（1）井場(chǎng)加熱流程圖3-2-2圖例說明Wg—?dú)饩籚W—采氣樹針形閥；Hhl—一次加熱器；Vgc—?dú)饩髁空{(diào)控閥；Hh2—二次加熱器；Vpc—采氣管線起點(diǎn)壓力調(diào)控閥；Vgoc—裝置截?cái)嚅y；Lf—采氣管線；T—溫度計(jì)；P—壓力表

（2）井場(chǎng)注抑制劑流程井場(chǎng)注抑制劑流程如圖3-2-3所示。一般當(dāng)產(chǎn)量大于1×105m3/d時(shí)，宜采用注抑制劑防止水合物的井場(chǎng)流程，但同時(shí)應(yīng)與集氣站的流程配套。圖3-2-3井場(chǎng)注抑制劑防止水合物流程（2）井場(chǎng)注抑制劑流程圖3-2-3圖例說明

Wg—?dú)饩?；VW—采氣樹針形閥；VSi—抑制劑注入器；Vgc—?dú)饩髁空{(diào)控閥；VPC—采氣管線起點(diǎn)壓力調(diào)控閥；Vgoc—裝置截?cái)嚅y；Lf—采氣管線；T——溫度計(jì)；P—壓力表2、常溫分離集氣站流程對(duì)于硫化氫含量低（約在0.5%以下）和凝析油含量不多的天然氣，可以采用常溫分離的集氣站流程。在集氣站內(nèi)主要進(jìn)行節(jié)流調(diào)壓、分離、計(jì)量等操作。常溫分離的集氣站流程有常溫單井集氣站流程和常溫多井集氣站流程。（1）常溫分離單井集氣站流程常溫單井集氣站流程有兩種流程型式。圖3-2-4所示流程為氣、油和水三相分離，適用于天然氣中油和水含量都較多的氣井。圖3-2-5所示流程為氣液二相分離，適用于天然氣中含水量或含油量較多的氣井。圖3-2-4常溫單井集氣站流程（三相分離）圖3-2-4圖例說明

Lf—采氣管線；Vgic—進(jìn)站截?cái)嚅y；Hh—加熱器；Vpc—壓力調(diào)控閥；Sf3—三相分離器；Mg—孔板計(jì)量裝置；Vgoc—?dú)獬隹谡窘財(cái)嚅y；Lg—集氣管線；Volc—油液位控制閥；Mo—量油表；Vooc—油出站截?cái)嚅y；Lo—放油管線；Vwlc—水位控制閥；Mw—量水表；Vwoc—水出站截?cái)嚅y；Lw—放水管線；T—溫度計(jì)；P—壓力表圖3-2-5常溫單井集氣站流程（二相分離）圖3-2-5圖例說明Lf—采氣管線；Vgic—?dú)膺M(jìn)站截?cái)嚅y；Hh—加熱器；Vpc—壓力調(diào)控閥；Sgl—?dú)庖悍蛛x器；Mg—孔板計(jì)量裝置；Vgoc—?dú)獬稣窘財(cái)嚅y；Lg—集氣管線；Vlc—液位控制閥；M1—量液表；Vloc—液相出站截?cái)嚅y；LL—放液管線（2）常溫分離多井集氣站流程常溫多井集氣站流程有三種流程型式：三相分離流程、二相分離流程和多井輪換計(jì)量流程。圖3-2-6所示流程為氣、油和水三相分離，適用于油和水含量都較多的氣井。圖3-2-7所示流程為氣液二相分離，適用于含水量或含油量較多的氣井。圖3-2-6常溫多井集氣站流程（三相分離）圖3-2-6圖例說明Lf—采氣管線；Vgic—?dú)膺M(jìn)站截?cái)嚅y；Hh—加熱器；Vpc—壓力調(diào)控閥；Sf3—三相分離器；Mg—孔板計(jì)量裝置；Vgc—?dú)怏w截?cái)嚅y；Vgoc—?dú)獬稣窘財(cái)嚅y；Lgb—集氣支線；Volc—油液位控制閥；Mo—量油表；Voc—油截?cái)嚅y；Vooc—油出站截?cái)嚅y；Lo—集油支線；Vwlc—水液位控制閥；Mw—量水表；Vw—水截?cái)嚅y；Vwoc—水出站截?cái)嚅y；Lw—集水管線；T—溫度計(jì)；P—壓力表圖3-2-7常溫多井集氣站流程（二相分離）圖3-2-7圖例說明Lf—采氣管線；Vgic—?dú)膺M(jìn)站截?cái)嚅y；Hh—加熱器；Vpc—壓力調(diào)控閥；Sgl—?dú)庖悍蛛x器；Mg—孔板計(jì)量裝置；Vgc—?dú)怏w截?cái)嚅y；Vgoc—?dú)獬稣窘財(cái)嚅y；Lgb—集氣支線；Vlc—液位控制閥；M1—量油表或量水表；Vloc—液相出站截?cái)嚅y；L1—放液管線；T—溫度表；P—壓力表圖3-2-8所示流程為常溫集氣多井輪換計(jì)量流程，適用于單井產(chǎn)量較低而井?dāng)?shù)較多的氣田。全站按井?dāng)?shù)多少設(shè)置一個(gè)或數(shù)個(gè)計(jì)量分離器供各井輪換計(jì)量；再按集氣量多少設(shè)置一個(gè)或數(shù)個(gè)生產(chǎn)分離器，分離器供多井共用。

（3）常溫分離多井輪換計(jì)量流程圖3-2-8常溫多井輪換計(jì)量集氣站流程圖3-2-8圖例說明Lf—采氣管線；Vgic—?dú)膺M(jìn)站截?cái)嚅y；Vgc—倒換截?cái)嚅y；Hh—加熱器；VPC—壓力調(diào)控閥；Sm—計(jì)量分離器；Mg—孔板計(jì)量裝置；Vgoc—?dú)獬稣窘財(cái)嚅y；Lg—?dú)獬稣竟芫€；Sg—生產(chǎn)分離器；Vwlc—液位控制閥；Mw—水計(jì)量；Vwoc—水出站截?cái)嚅y，Lw—水出站管線；T—溫度表；P—壓力表四川川中的磨溪?dú)馓餁饩?，單井產(chǎn)氣量?。ㄆ骄鶈尉畾饬?.49×104m3/d）又屬于同一產(chǎn)層，因此除試驗(yàn)區(qū)26口井作連續(xù)分離計(jì)量外，其余85口井采用輪換分離計(jì)量。（3）常溫分離多井輪換計(jì)量流程3、低溫分離集氣站流程對(duì)于壓力高、產(chǎn)氣量大的氣井，含量較高的硫化氫、二氧化碳和凝析油以及呈液態(tài)和汽態(tài)的水分，宜采用低溫分離集氣流程。分離出天然氣中的凝析油，使管輸天然氣的烴露點(diǎn)達(dá)到管輸標(biāo)準(zhǔn)要求，防止烴凝析出影響管輸能力。對(duì)含硫氣脫除凝析油可避免天然氣凈化中的溶液污染。（1）降低天然氣溫度的方法降低天然氣溫度的方法很多，氣田已使用的有節(jié)流膨脹制冷法、熱分離機(jī)制冷法和外加冷源法等?，F(xiàn)主要利用天然氣本身的壓力能進(jìn)行膨脹，從而降低天然氣溫度。以節(jié)流膨脹應(yīng)用最為廣泛。（2）節(jié)流膨脹分離集氣的特點(diǎn)流程和設(shè)備簡單，沒有運(yùn)動(dòng)部件；連續(xù)運(yùn)行可靠性高，操作維護(hù)方便；操作彈性大，可在設(shè)計(jì)值的50～120%范圍內(nèi)正常操作；適應(yīng)高壓，大流量條件下的操作，流量和壓力易于調(diào)節(jié)。（3）低溫分離集氣站流程

低溫分離集氣站流程分為兩種類型。一種流程類型為圖3-2-9所示，液烴和甘醇富液在站內(nèi)經(jīng)過分離后分別輸至液烴穩(wěn)定裝置和甘醇再生裝置處理。另一種流程類型為圖3-2-10所示，液烴和甘醇富液在站內(nèi)不進(jìn)行分離，以混合方式出料，將混合液直接輸至液烴穩(wěn)定處理。圖3-2-9低溫分離集氣站原理流程圖（液烴和甘醇富液分離后出料）圖3-2-9圖例說明Lf—采氣管線；Vgic—?dú)膺M(jìn)站截?cái)嚅y；Vpc—壓力調(diào)控閥；Sgl—?dú)庖悍蛛x器；Mg—孔板計(jì)量裝置；Vlc—液位控制閥；ML—油水流量計(jì)量；Vs—抑制劑注入器；Hgc—?dú)?氣換熱器；Slt—低溫分離器；Vmc—?dú)怏w流量分配調(diào)節(jié)閥；Vgoc—天然氣出站截?cái)嚅y，Lgb—集氣支線；Sdl—閃蒸分離器；Hh—油醇混合液加熱器；Sf3—三相分離器；Vol—油液位控制閥；Mo—油流量計(jì)量；Vooc—油出站截?cái)嚅y；Vwl—水液位控制閥；Mw—水流量計(jì)量；Vwoc—水出站截?cái)嚅y圖3-2-10低溫分離集氣站原理流程圖（液烴和甘醇富液混合出料）圖3-2-10圖例說明Lf—采氣管線；Vgic—?dú)膺M(jìn)站截?cái)嚅y；Vpc—壓力調(diào)控閥；Sgl—?dú)庖悍蛛x器；Mg—孔板計(jì)量裝置；Vsi—抑制劑注入器，Hgc—?dú)?氣換熱器；Slt—低溫分離器；Vgoc—?dú)獬稣窘財(cái)嚅y；Lgb—集氣支線；Vlc—液位控制閥；M1—液體流量計(jì)；Sdl—閃蒸分離器；M1—油醇混合液流量計(jì)；Vooc—油出站截?cái)嚅y；L1—油醇混合液管線