多井式集气处理站工艺流程简化思路研究

杨瀛

中国石油化工股份有限公司 东北油气分公司 石油工程环保技术研究院 吉林长春 130062

1 集气站一般工艺流程现状及存在问题

天然气的处理与加工包括从天然气井的井口到集气管网的全部工艺程序，采取管线的管理，井场的分离处理，净化处理工艺，天然气脱水工艺，天然气的集输管网系统[1]。天然气处理站场的主要任务是接收气田来气，对天然气中所含的杂质和水进行分离，对天然气进行计量，发送清管器及在事故状态下对输气干线中的天然气进行放空等。如气井需要进行增压，一般天然气处理站场还需增加增压设备。天然气处理站场的工艺流程主要有正常流程（脱硫脱酸、脱水脱油、硫磺回收、尾气处理、天然气凝液回收等）、越站流程、增压流程等。

天然气处理站场的一般处理工艺流程为：井场来气→进站阀组→加热节流→切换阀组→生产分离/计量分离→深度脱水→天然气外输。根据气田所辖井数气井及产量，天然气处理站场的主要生产设备选型及工艺流程会有所差别。如果新建天然气处理站场所辖气井井数过多，则会直接影响到站场内前端加热设备的选型及定制，从而影响到新建站场的投产时间，天然气处理工艺流程的操作与控制也会相应复杂，加大了站场的日常管理难度和投资预算。同时，目前大多数站场内天然气计量流程多为人工进行切换，同样加大了站场的日常管理难度。

而当气田进入开发后期，部分气井油压不断下降，低于集气处理站外输压力而无法进站处理外输时，一般的做法是在天然气处理站场内新建一套天然气增压系统，包括增压阀组，增压管路及增压设备等，则会需要对天然气处理站场进行停产改建，不光影响产量，同时增加后续的投资。

2 多井式集气站工艺流程简化思路研究

对于所辖井数较多的新建天然气处理站场，站内的进站管网数量、加热炉的盘管数量、相应的自控仪表都会相应变多。加热炉的盘管数量如果较多，不仅制约着管程内天然气加热的热效率，对下游的工艺流程带来影响，同时也对加热炉设备的定制要求提高了难度，加热设备的定制时间也会延长，站场的投产时间也会受到影响。而站场内管网数量则影响着站内工人的日常操作与管理，管网数量较多，工人的日常操作会越繁琐，同时也给设备及管网检修带来了不便。

针对上述问题，通过对多井式集气站工艺流程简化研究，利用对进站天然气先计量分离后加热节流的处理流程，可以有效的减少站内的管网数量，同时站内计量流程采用自动化方式切换，不仅降低了工人日常的管理难度与操作频率，还可以降低站场内前端加热设备的定制要求，并提高加热设备的加热效率。而当部分气井因油压下降而无法达到站场外输压力时，还可对已建的计量流程进行增压外输，整体实现对新建天然气处理站场的工艺流程简化处理，达到降低新建站场投资预算，节省投产时间的目的[2]。

该天然气处理系统流程由包含计量分离器撬块、生产分离器撬块、天然气加热节流撬块、深度脱水装置撬块、天然气增压装置撬块、管网仪表、阀门管件六部分。首先，气井井口生产的天然气采用井口加注水合物抑制剂的方式以满足天然气集输过程中不形成水合物，后经过进站阀组节流至统一压力进入到生产汇管与计量汇管，需要进行计量的单井天然气进入计量汇管，其余单井天然气汇合至一起进入生产汇管；需要计量的单井井流物经过计量汇管进入计量分离器撬块进行初步的脱水，后经过涡街流量计进行计量，其余单井天然气经过生产汇管进入生产分离器撬块进行初步脱水。计量后的天然气通过计量阀门后与脱水后的其余单井天然气汇到一起进入天然气加热节流撬块进行整体加热，加热节流后的天然气进入深度脱水装置进行深度脱水。

其中，单井计量阀门由天然气加热节流撬块的控制系统远程控制阀门开关及阀门开度，天然气加热节流撬块的控制系统设置好固定程序，当设置固定的计量时间后，控制系统会对单井计量阀门进行控制，自动切换单井计量阀门的开关，以达到进站单井自动切换计量的目的。

当部分气井由于油压下降，无法满足站场外输压力要求时，该气井生产的天然气进站后可直接通过计量汇管进入计量分离器进行分离计量，后进入计量流程后端的增压流程，通过天然气增压装置进行增压，增压后的天然气通过计量阀门后与经过生产分离器脱水后的其余单井天然气汇到一起进入天然气加热节流撬块进行整体加热，加热节流后的天然气进入深度脱水装置进行深度脱水。

经过天然气加热节流撬块加热后的天然气通过油嘴或者角阀进行节流，油嘴与角阀的流程是并联的，根据生产需要，天然气可以选择通过其中的某一个流程，与油嘴相连接的是节流截止阀，当天然气节流至适宜的生产压力时，天然气输送至深度脱水装置进行深度脱水以满足天然气外输的要求[3]。

3 总结

多井式集气站工艺流程简化是针对所辖新投产天然气井井数较多的新建天然气处理站天然气处理流程而研究设计的，该流程不仅降低了工人日常的管理难度与操作频率，还可以降低站场内前端加热设备的定制要求，并提高加热设备的加热效率。其中，天然气计量流程自动切换采用天然气加热节流撬块配套的PLC控制系统进行远程控制切换阀门，进一步简化了新建天然气处理站内PLC自控系统的设计。

而当部分气井因油压下降而无法达到站场天然气外输压力时，还可对已建的计量流程进行增压外输，整体实现对新建天然气处理站场的工艺流程简化处理，达到降低新建站场投资预算，节省投产时间的目的。

该流程结构简单，流程内各设备装置均建议采用撬块化设计，施工方便，复用率高且有比较显著的经济效益。