延长气田的集输工艺

高同福 周三平

(1.西安石油大学 机械工程学院 陕西 西安 710065;2.陕西延长石油集团油气勘探公司，陕西 延安 716000)

延长气田采气一厂是陕西延长石油集团的第一个采气厂，下设两个井区，共13个集气站，产能5.0×108m3/a，13个集气站工艺流程相同，最终天然气输送至LNG工厂。

1 集气工艺

目前，国内常用的气田集气工艺主要有三种模式，即：高压集气工艺、中低压集气工艺和中低压串联集输工艺。

1.1 高压集气工艺

高压集气工艺是低产气田应用最多、技术最成熟的工艺。主要特点是井口不加热、不节流，气井天然气高压通过采气管线输往集气站集中加热、节流、计量、处理。该工艺的特点是井场流程简单，不设任何操作点，只设置紧急切断阀，当采气管线出现超、欠压情况时自动切断。对于生产井数量较多的低产气田，在投资控制和生产管理方面具有较明显的优势。为防止集气过程中水合物冻堵，该工艺需在集气站内建注醇泵房，集中向单井注入抑制剂。

1.2 中低压集气工艺

中低压集气工艺一般用在单井产量较高或生产井数量较少的气田。该工艺在井场设加热炉，加热后天然气经节流后通过中低压采气管线输往区域脱水增压站或集中处理站进行分离、脱水处理达到外输气质条件后增压外输。该工艺在井口设单井加热站，投资高、管理点分散。

1.3 中低压串联集气工艺

中低压串联集输工艺是近几年新发展起来的新工艺，在矿场集输管网和小站建设方面具有一定的降本潜力。该工艺的突出特点是利用地层温度场实施井下节流，省去了其它工艺地面需要设置的加热炉，简化了集气站流程。管网方面，井口中低压天然气就近串入集气干管，节省了部分单井管线投资。

中低压串联集输工艺实际应用须具备两个条件：一是必须具有一定规模，才能显现其效益，规模过小由于配套工艺投资过高将影响总体效益。二是目前技术条件下井下节流工艺仅适用于直井，由于材料尚不过关，节流装置在井下极易失效，因此装备的筛选极为重要。

目前只在长庆苏里格气田规模应用。苏里格气田属于限期开发，采用低产高配模式进行开采，稳产期和开发周期短，规模采用低压集输工艺在井到站的矿场集输管网投资和气候温暖季节运行费用上见到一些效益，但从根本上没有解决气田越冬生产问题，含饱和水天然气增压输往处理厂的外输管网需伴注甲醇，因此，在抑制剂注入、含醇污水处理和天然气集中处理上仍需较大投入。

1.4 延长气田集气工艺

根据以上各种集气工艺比较可以看出，高压集气工艺更适合延长气田，通过两年的建设，延长气田采气一厂于2012年顺利投产。采用高压集气工艺的生产井根据天然气组分和气井压力、温度条件进行工艺设置。井口不设置任何设备，仅设紧急切断阀一套，遇有紧急情况，切断阀门保护管道。同时设注醇口向井口注醇。

2 冰堵抑制剂方案

国内气田多采用甲醇作为冰堵抑制剂，实际运行验证了其在集输环境下的应用效果。同属鄂尔多斯气藏的中石化大牛地气田在开发先导试验阶段采用了乙二醇作为抑制剂，通过运行实践发现，乙二醇应用存在较多问题。首先是防冻效果不好，乙二醇用量很大，由于气井出水存在不均匀性，注入乙二醇后仍会偶尔出现冻堵现象，而乙二醇本身没有解堵功能，出现冻堵仍需注甲醇解堵或关井自然解堵。因此，为防止冻堵只能提高乙二醇注入量，减少冻堵发生。其次是乙二醇水溶液回收处理困难，主要原因是由于气井产出水矿化度很高，乙二醇再生塔和重沸器结垢现象十分严重，设备运行几个月后就要进行填料更换和设备清洗，额外增加很大的工作量和运行成本。而甲醇由于具有解堵功能，在实际应用中大大减少了由于管道冻堵造成的天然气放空损失，防冻效果明显优于乙二醇;其再生回收时，水质对再生设备的影响也远没有乙二醇明显。因此，采用的抑制剂回收、再生工艺，最大限度的节约了运行成本。鉴于工艺成熟，延长气田高压集气井仍然采用甲醇做为抑制剂。注醇方式采用集气站一井一泵集中向井口注醇，注醇管道与采气管道同沟敷设。

3 站场工艺流程

集气站的主要功能为采集气井天然气、节流、分离、计量、通过集气管线外输，同时站内设置脱水装置、注醇和放空系统。

延长气田集气站的流程为高压集气、低温分离流程。即气井天然气高压进站后，先进行加热，再进行节流，节流后温度控制在-15℃;节流后的低温天然气进入分离器进行低温分离，满足天然气外输水露点和烃露点要求，分离后的天然气进入除油分离器进一步清除油滴和杂质，再经出站总计量后进入集气干线外输到LNG站。分离出的液相进入油水缓冲罐，由罐车定时拉运，集中处理。

图3.1 站场工艺流程图

4 站外管道阴极保护

阴极保护有强制电流法和牺牲阳极法。

牺牲阳极阴极保护法是将被保护金属和一种可以提供阴极保护电流的金属或合金(即牺牲阳极)相连，使被保护体极化，以降低腐蚀速率的方法。牺牲阳极阴极保护法不需要外界电源、运行维护简单、对附近非保护金属构筑物无干扰，但输出电流小且不可调，保护范围小，在高土壤电阻率环境中不宜使用，适用于小型较短管线和小型站区。强制电流阴极保护法是将被保护金属体与外加电源负极相连，由外部电源提供保护电流，以降低腐蚀速率的方法。

强制电流阴极保护法需外部电源，但输出功率大、输出电流连续可调，保护范围大，使用寿命长，可在高土壤电阻率环境中应用，适用性强，适用于长输管线、集输管网和大型站区。

延长气田管网较多，相对分散，集气干线为长输管道，如采用牺牲阳极保护，保护范围小、投资高、调试繁琐、保护寿命较短;如采用强制电流法进行保护，保护范围大，可将采气管网和集气干线联合进行区域保护，管理方便;同时可以满足后建管线可以纳入已建的阴极保护系统，更为经济。因此，本着经济合理、安全可靠、便于管理的原则，该气田站外管道采用强制电流法进行阴极保护。

5 结束语

延长气田处于开发之初，开发数据较少，借鉴了类似气田开发经验，目前系统运行平稳。