气田地面集输工艺优化研究

刘鑫，柳胜虎，唐瑞志

中国石油长庆油田苏里格南作业分公司（陕西 西安 710018）

气田地面集输工作与钻井、修井、勘探、测井和天然气开采工艺流程存在很大差别，气田地面集输在高温差、高压变的环境下工作，容易引发爆炸和火灾，具有一定的危险性。工艺流程涉及到多个专业领域，工艺复杂，管理难度大，生产环节紧密连续，其地面集输工艺水平关系到整个气田的开发效果。

1 天然气集输的工作内容与设计原则

1）天然气集输工作内容。气田地面集输的工作内容包括：油气计量；收集天然气和烃类流体；气水分离；去除烃类流体内比较容易挥发的成分，按照规定设置饱和蒸汽压，避免压力过高；对天然气进一步进行脱水、脱酸和脱氢等净化处理；处理含烃类污油等[1]。

2）天然气集输的设计原则。气田地面集输工艺流程的设计要综合考虑诸多因素的影响，不同气田的天然气特征存在差异，开发方式也不相同，要结合气田开发现场的实际状况选择集输工艺流程，设计高效、经济的开采方案，生产工艺在满足生产要求的同时，将成本降到最低[2-3]。设计原则包括：①简化采气环节，切忌繁冗复杂，减少流程中过度重复的设备；②天然气集输尽量保持平衡，避免出现供不应求或供大于求的状况；③利用好地层储量，天然气集输必须在密闭空间进行；④净化产品要严格按照天然气商品的规定和标准进行；⑤提高工艺生产的自动化水平，减少人工劳动力的使用，提高生产效率；⑥严格执行“三脱、三回收”要求，生产工艺流程设计要合理。

2 气田地面集输工艺存在的问题

2.1 工艺结构不合理

随着油气田开采的深入，天然气的集输和处理系统将面临很大的负担，气田地面集输工艺流程操作复杂，现有系统又无法完全承担这些工作，无法满足生产要求[4]。通过调查发现，各气田现有设备适用于开发中期，没有进行升级换代，而气田开发后期井丛数量增多，原有的设备结构、工艺流程和集输方式都是按原有的气田开采特点设计的，在气田开发的后期，集输处理系统、人员现状都不适应现有工艺流程，需要重组与学习。

2.2 腐蚀问题日益严重

气田在开采过程中，早期设备和管道的腐蚀并不明显；进入到开发中后期，随着时间的积累，设备和管道的腐蚀情况日益明显；尤其到了开发后期，腐蚀问题更为严重，甚至会对整个输气系统造成安全威胁。从我国气田的开采状况来看，地面集输工艺设备和管道使用时间比较长，后期腐蚀加速，设备和管道的腐蚀程度十分严重，甚至出现了破损的情况，如果继续使用，天然气集输过程中可能由于管道和设备的腐蚀导致天然气泄漏，加大安全风险，气田将遭受重大事故，面临严重经济损失，不利于正常生产活动的开展。

3 油气集输工艺技术现状及发展趋势

3.1 油气多相混输工艺技术

目前在我国和许多发达国家的油气生产过程中，都使用长距离油气混输工艺技术，美国和一些欧洲国家在20世纪80年代就对长距离油气混输工艺技术展开了研究。多相混输工艺技术在使用过程中离不开电热技术的辅助，其对于油气集输工作非常重要，不仅可以节省工程经费，还可以减少工艺步骤，因此多相混输技术在油气集输领域的应用前景十分广阔[5]。

3.2 气田地面集输工艺

气田常温地面集输系统一般有两种流程：一种是天然气从井口出来之后,不经过井口节流的程序,而是通过高压集输的手段输送到站内，在站内通过天然气加热炉进行加热升温处理后,再经节流降压后进入分离器进行初步分离,最后通过计量外输到下游场站统一进行脱水处理；另一种是天然气从井口出来后经针阀减压，直接进入加热炉进行升温处理，升温后的天然气经集输管线输送到集气站内分离器初步分离，分离后的天然气最后经过计量外输到下游场站进行脱水处理。常温采气主要应用于气田边远气井，这种集输流程可以有效降低分离耗能,减小气水分离，减少输气阻力。

苏里格气田具有“三低”储层的特点，道达尔对苏里格南区块有较深认识，地面集输工艺借鉴靖边气田、榆林气田的开发经验，通过前期先导性实验，最终采用多井串接集气工艺为核心的地面集输工艺，采用井下节流、井口注醇，通过孔板流量计连续计量，与该BB9 井丛另外8 口气井的天然气汇集后输至本区块集气站。

这种集输工艺中所涉及的井口注醇则是由操作人员用高压注醇软管，把高压注醇泵和井口注醇入口连接起来，高压注醇泵将甲醇注入气井中。在整个操作过程中，操作人员因为要通过拆卸相关仪表、连接设备等工序，而甲醇是一种有毒物质，易于挥发，因此在操作过程中存在较大安全隐患。2019年，苏南公司对地面集输注醇系统进行优化，将临时注醇改为固定注醇。通过增加地面注醇管线，将注醇泵与井口直接连接起来，直接将甲醇等防冻剂注入井中，减少了人工操作，从而降低地面集输中甲醇对人的伤害，减少了移动注醇的管控节点和运行成本。

4 地面集输工艺系统的优化

地面集输工艺系统的设计若不能很好地满足生产需求，或者过于复杂，易造成能源和资源的利用率偏低。因此有必要对地面集输工艺系统采取优化措施，切实提高能源和各种资源的利用率，减少不必要的浪费，降低生产成本，从而带来较高的经济效益。研究人员在设计气田集输工艺时，要充分了解地面集输的过程，结合生产特点和工区状况，制定适合气田的集输工艺流程。

1）从国家和政府的层面来看，建议重视相关技术人员专业能力的提升，加大培训力度。同时建议为技术人员提供资金和设备支持，开展气田集输工艺研究，并给有突出贡献的技术人员适当奖励。

2）大力推行节能减排，提倡保护环境。应大力贯彻落实国家节约能源的宗旨，为气田集输工艺的研究提供保证。

3）合理的地面集输工艺系统可以有效提高能源的利用率，减少不必要的浪费，提高天然气地面集输效率，节约成本。优化地面集输工艺系统能够减少生产时间，降低生产成本，有利于推动国家经济的发展。

石油行业应推行可持续发展战略，重视气田集输工艺新技术的研发，根据集输特点改进工艺流程时，适应现阶段气田的生产需求，进一步了解企业发展的实际情况，确定发展方向。石油行业的发展离不开政府和上级部门的支持，要强化气田技术进步，提高天然气采收率和利用率。目前我国气田地面集输系统面临的最大问题是设备投入成本过高，工效较低。应进一步提高化学脱水技术的使用效果，不断优化和改进天然气的处理方法，控制成本，提升效率。

5 结束语

目前我国油气田技术还落后于油田的发展需求，存在许多有待改进的地方。通过分析我国气田地面集输工艺技术的现状以及地面集输工艺的改进方法，明确石油行业的发展目标，学习和引进国外的先进技术，同时加强科研投入，不断研发和创新油田技术，坚持走可持续发展道路，提高油气田集输行业的整体水平，为石油行业的发展提供助力。