页岩气开发地面配套集输工艺技术分析

杨洲

摘  要：在常规天然气资源持续下降的背景下，随着城市人口数量的增加，社会发展对能源的需求提出了更高要求，此时做好页岩气开发工作至关重要。该文在了解当前我国页岩气勘探开发情况的基础上，明确了国内外针对地面配套集输工艺技术的研发，分析如何在能源需求量越来越高的环境下更好地开采国内页岩气，并为各地页岩气田地面配套工程建设工作提供有效的技术依据。

关键词：页岩气;开发;地面配套;集输工艺技术

中图分类号：TE866                文献标志码：A

頁岩气作为较为典型的非常规天然气，能以吸附与游离的状态储存在泥页岩段中。由于现阶段页岩气在开采过程中具备资源丰富、寿命长等优势，所以现已成为常规天然气的有效替代资源，并且得到了全世界的关注。因此，在社会经济飞速发展中，面对资源越发紧缺的社会环境，我国必须要加大对页岩气的开采。因为我国针对这一方面的研究与开发还处于初级阶段，相应的地面配套集输工艺技术也不完善，所以在科学技术水平不断优化中，必须要研制出更多优秀技术，只有这样才能更好地满足社会居民的生活需求。下面对页岩气开发地面配套集输工艺技术进行分析。

1 页岩气气藏的特点分析

页岩气气藏的特点对地面配套集输工艺技术应用有极大的影响，原因在于我国在研制地面配套集输工艺技术时，设定投入资金与所需专业设备都会根据页岩气的开发最大年限进行调节。一般来讲，页岩气具备生烃的技能，且会和深层页岩层中的页岩气体融合。由此可知，面对页岩气本身具备的储存性、自生性等特点，我国在研发地面配套集输工艺技术时存在一定难度，但面对可用资源越来越少的社会环境，我国必须要加大对页岩资源的开发力度，注重根据实践工作需求全面探索所需施工工艺技术，只有这样才能为居民日常生活提供丰富的页岩气。

2 国内外页岩气地面配套集输工艺技术的对比分析

2.1 国外

美国作为页岩气技术开发利用最早的国家，影响着世界各国对页岩气的利用与开发。最早在19世纪20年代初期，美国纽约州的弗里都尼亚镇就曾进行页岩气的开采工作，但最终收获效率非常低。随后在20世纪80年代，受政府的推动，实践工作运用的开采工艺得到优化，并开始在2000年进行大规模的页岩气商业开发工作。现阶段，美国已经有22个州进行了页岩气开发工作，现已拥有非常丰富的地面配套集输工艺技术利用经验。

2.2 国内

与经验丰富的美国不同，我国对页岩气探索时间并不长，且针对地面配套集输工艺的开发利用也处于初级阶段。虽然借鉴国外发达国家优秀的开发经验，我国科研人员对页岩气的形成、资源划分及开发技术已经了初步认识，但与页岩气探测技术及地面配套集输工艺有关的内容并没有构建完善的知识体系，相应的技术开发与利用也没有在实践工作中达到先进目标，这样不仅会增加资源开发难度，而且会影响社会经济的发展。近年来，在国家政策的支持与引导下，开发页岩气的地面配套集输工艺技术得到了优化，并且有效处理了实践工作中存在的问题，这对我国天然气资源利用而言不仅实现了一次新的创新，而且可以为城市居民生活提供优质服务。

3 页岩气开发地面配套集输工艺技术分析

3.1 集输工艺技术

以某地页岩气开发合作工作为例，根据现场井位设计特点，施工人员在选择页岩气地面集输时，会引用集气支线湿气输送，集气干线干气输送。具体工作步骤有10条。1）井口一级节流。2）除砂。3）加热。4）二级节流。5）初步分离与计量。6）集气支线。7）在集气站进行脱水脱烃。8）集气干线。9）外输管道。10）为用户提供优质服务。

对页岩气开发工作来说，要想为实践工作提供有效的地面配套集输工艺技术，必须要加大对气藏特点的研究，并且根据开采前后的工作对比，明确压力与产量的变化，保证应用设备具备科学性和有效性。同时，为了更好地满足不同工艺需求，要求现场工作人员对应用机械设备进行组合、搬迁，以此保证它们得到高效利用。由于在生产与开发阶段，整体工作存在不明确性，所以在实践发展中要借鉴国外优秀经验，有效结合我国基本国情，提出与实践发展相符的管理对策，并科学地调节气液混输、气液分输等方式进行搭配。

3.2 站场工艺

3.2.1 单井站工艺

一般来讲，页岩气的产水量非常低，最终凝析水量会受储层内部压力温度下的气水平衡情况所影响。通过对当地气藏资料预测分析，在压裂作业中，需要处理设备的数量较少，预计单井气田水产量可以达到每天12m3左右，且可能出现凝析油。此时，为了提升管道集输工作效率，减少沿程压力消耗，在每个单井站都要安装分离设备，并且正确处理页岩气的油水分离工作。同时，为了保证井口天然气运输的科学性和有效性，要按照下述步骤进行工作。1）井口一级节流。2）除砂。3）加热。4）二级节流。

3.2.2 集气站工艺

由于原料天然气的烃露点与水露点较高，不符合天然气长距离管输需求，所以在实践工作中必须要在集气站进行脱水脱烃处理。通常情况下，工作人员可以引用J-T阀节流制冷工艺进行操作。为了避免工作期间出现水合物，要在堵塞管道和阀门的基础上，在原料气预冷之前添加适宜的乙二醇。

3.2.3 井口除砂工艺

由于页岩气中包括砂、微小泥等固相杂质，在管输过程中极容易影响管道、机械设备及阀门、管线等，严重的还会威胁整体生产工作。因此，工作人员要有效处理井筒中气体的杂质，只有这样才能保障工作设备的安全，并提升实践开采工作的质量和效率。

3.3 自动控制系统配套方案

这项内容符合井数多且无人值守的管理模式。通过在每个井站设计引用PLC控制器的自动控制系统，不仅能突破传统管理模式的限制，而且可以提升实践工作效率。在工作状态下，PLC控制系统可以引用GPRS将获取的井场数据信息分别传递到所需控制站中，操作人员能在控制站中远程监管每口井的工作情况，并做好数据储备与打印报表等工作。同时，在井口安装地面安全截断系统，在井口控制盘中引用电液驱动，有助于全面落实PLC控制系统提出的各项命令，并有效传递井口截断阀的阀位状态、液压信号等。

3.4 通信配套方案

对页岩气开发工作而言，地面系统要引用中国移动全球通GPRS终端设备，在不同区域的控制站安装GPRS汇聚服务器，并引用GPRS电路，将站场收集数据传递到控制站，实现数据的单向传输。同时，还要在每个井站安装视频监控系统，在控制中心安装监控中心服务器，这样有助于GPRS网络定期上传数据，为满足现场工作管理需求提供有效依据。

3.5 水处理系统

由于我国大部分页岩气开发工程都处于试采阶段，不仅产水量不高，而且回注井非常远，此时若继续沿用转输泵压力进行输送工作，将会增加整体工作成本。因此，为了简化地面工艺，控制工程投资及成本消耗，井站的气田水要在站内安装气田水罐用于临时储存。

4 结语

综上所述，加强页岩气开采力度，不但能控制常规天然气的消耗，而且可以为我国城市居民的生活发展提供有效资源。与国外发达国家相比，虽然当前我国页岩气开采地面配套集输工艺技术并不成熟，但只要在社会经济和科技技术不断提升的背景下持续探索与研发，并有效结合我国基本国情和地质条件，就可以提出更加完善的工艺技术，以此加快我国页岩气能源发展步伐。

参考文献

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