高同福 周三平

(1.西安石油大學(xué) 機械工程學(xué)院 陜西 西安 710065;2.陜西延長石油集團油氣勘探公司，陜西 延安 716000)

延長氣田采氣一廠是陜西延長石油集團的第一個采氣廠，下設(shè)兩個井區(qū)，共13個集氣站，產(chǎn)能5.0×108m3/a，13個集氣站工藝流程相同，最終天然氣輸送至LNG工廠。

1 集氣工藝

目前，國內(nèi)常用的氣田集氣工藝主要有三種模式，即：高壓集氣工藝、中低壓集氣工藝和中低壓串聯(lián)集輸工藝。

1.1 高壓集氣工藝

高壓集氣工藝是低產(chǎn)氣田應(yīng)用最多、技術(shù)最成熟的工藝。主要特點是井口不加熱、不節(jié)流，氣井天然氣高壓通過采氣管線輸往集氣站集中加熱、節(jié)流、計量、處理。該工藝的特點是井場流程簡單，不設(shè)任何操作點，只設(shè)置緊急切斷閥，當(dāng)采氣管線出現(xiàn)超、欠壓情況時自動切斷。對于生產(chǎn)井?dāng)?shù)量較多的低產(chǎn)氣田，在投資控制和生產(chǎn)管理方面具有較明顯的優(yōu)勢。為防止集氣過程中水合物凍堵，該工藝需在集氣站內(nèi)建注醇泵房，集中向單井注入抑制劑。

1.2 中低壓集氣工藝

中低壓集氣工藝一般用在單井產(chǎn)量較高或生產(chǎn)井?dāng)?shù)量較少的氣田。該工藝在井場設(shè)加熱爐，加熱后天然氣經(jīng)節(jié)流后通過中低壓采氣管線輸往區(qū)域脫水增壓站或集中處理站進行分離、脫水處理達到外輸氣質(zhì)條件后增壓外輸。該工藝在井口設(shè)單井加熱站，投資高、管理點分散。

1.3 中低壓串聯(lián)集氣工藝

中低壓串聯(lián)集輸工藝是近幾年新發(fā)展起來的新工藝，在礦場集輸管網(wǎng)和小站建設(shè)方面具有一定的降本潛力。該工藝的突出特點是利用地層溫度場實施井下節(jié)流，省去了其它工藝地面需要設(shè)置的加熱爐，簡化了集氣站流程。管網(wǎng)方面，井口中低壓天然氣就近串入集氣干管，節(jié)省了部分單井管線投資。

中低壓串聯(lián)集輸工藝實際應(yīng)用須具備兩個條件：一是必須具有一定規(guī)模，才能顯現(xiàn)其效益，規(guī)模過小由于配套工藝投資過高將影響總體效益。二是目前技術(shù)條件下井下節(jié)流工藝僅適用于直井，由于材料尚不過關(guān)，節(jié)流裝置在井下極易失效，因此裝備的篩選極為重要。

目前只在長慶蘇里格氣田規(guī)模應(yīng)用。蘇里格氣田屬于限期開發(fā)，采用低產(chǎn)高配模式進行開采，穩(wěn)產(chǎn)期和開發(fā)周期短，規(guī)模采用低壓集輸工藝在井到站的礦場集輸管網(wǎng)投資和氣候溫暖季節(jié)運行費用上見到一些效益，但從根本上沒有解決氣田越冬生產(chǎn)問題，含飽和水天然氣增壓輸往處理廠的外輸管網(wǎng)需伴注甲醇，因此，在抑制劑注入、含醇污水處理和天然氣集中處理上仍需較大投入。

1.4 延長氣田集氣工藝

根據(jù)以上各種集氣工藝比較可以看出，高壓集氣工藝更適合延長氣田，通過兩年的建設(shè)，延長氣田采氣一廠于2012年順利投產(chǎn)。采用高壓集氣工藝的生產(chǎn)井根據(jù)天然氣組分和氣井壓力、溫度條件進行工藝設(shè)置。井口不設(shè)置任何設(shè)備，僅設(shè)緊急切斷閥一套，遇有緊急情況，切斷閥門保護管道。同時設(shè)注醇口向井口注醇。

2 冰堵抑制劑方案

國內(nèi)氣田多采用甲醇作為冰堵抑制劑，實際運行驗證了其在集輸環(huán)境下的應(yīng)用效果。同屬鄂爾多斯氣藏的中石化大牛地氣田在開發(fā)先導(dǎo)試驗階段采用了乙二醇作為抑制劑，通過運行實踐發(fā)現(xiàn)，乙二醇應(yīng)用存在較多問題。首先是防凍效果不好，乙二醇用量很大，由于氣井出水存在不均勻性，注入乙二醇后仍會偶爾出現(xiàn)凍堵現(xiàn)象，而乙二醇本身沒有解堵功能，出現(xiàn)凍堵仍需注甲醇解堵或關(guān)井自然解堵。因此，為防止凍堵只能提高乙二醇注入量，減少凍堵發(fā)生。其次是乙二醇水溶液回收處理困難，主要原因是由于氣井產(chǎn)出水礦化度很高，乙二醇再生塔和重沸器結(jié)垢現(xiàn)象十分嚴重，設(shè)備運行幾個月后就要進行填料更換和設(shè)備清洗，額外增加很大的工作量和運行成本。而甲醇由于具有解堵功能，在實際應(yīng)用中大大減少了由于管道凍堵造成的天然氣放空損失，防凍效果明顯優(yōu)于乙二醇;其再生回收時，水質(zhì)對再生設(shè)備的影響也遠沒有乙二醇明顯。因此，采用的抑制劑回收、再生工藝，最大限度的節(jié)約了運行成本。鑒于工藝成熟，延長氣田高壓集氣井仍然采用甲醇做為抑制劑。注醇方式采用集氣站一井一泵集中向井口注醇，注醇管道與采氣管道同溝敷設(shè)。

3 站場工藝流程

集氣站的主要功能為采集氣井天然氣、節(jié)流、分離、計量、通過集氣管線外輸，同時站內(nèi)設(shè)置脫水裝置、注醇和放空系統(tǒng)。

延長氣田集氣站的流程為高壓集氣、低溫分離流程。即氣井天然氣高壓進站后，先進行加熱，再進行節(jié)流，節(jié)流后溫度控制在-15℃;節(jié)流后的低溫天然氣進入分離器進行低溫分離，滿足天然氣外輸水露點和烴露點要求，分離后的天然氣進入除油分離器進一步清除油滴和雜質(zhì)，再經(jīng)出站總計量后進入集氣干線外輸?shù)絃NG站。分離出的液相進入油水緩沖罐，由罐車定時拉運，集中處理。

圖3.1 站場工藝流程圖

4 站外管道陰極保護

陰極保護有強制電流法和犧牲陽極法。

犧牲陽極陰極保護法是將被保護金屬和一種可以提供陰極保護電流的金屬或合金(即犧牲陽極)相連，使被保護體極化，以降低腐蝕速率的方法。犧牲陽極陰極保護法不需要外界電源、運行維護簡單、對附近非保護金屬構(gòu)筑物無干擾，但輸出電流小且不可調(diào)，保護范圍小，在高土壤電阻率環(huán)境中不宜使用，適用于小型較短管線和小型站區(qū)。強制電流陰極保護法是將被保護金屬體與外加電源負極相連，由外部電源提供保護電流，以降低腐蝕速率的方法。

強制電流陰極保護法需外部電源，但輸出功率大、輸出電流連續(xù)可調(diào)，保護范圍大，使用壽命長，可在高土壤電阻率環(huán)境中應(yīng)用，適用性強，適用于長輸管線、集輸管網(wǎng)和大型站區(qū)。

延長氣田管網(wǎng)較多，相對分散，集氣干線為長輸管道，如采用犧牲陽極保護，保護范圍小、投資高、調(diào)試繁瑣、保護壽命較短;如采用強制電流法進行保護，保護范圍大，可將采氣管網(wǎng)和集氣干線聯(lián)合進行區(qū)域保護，管理方便;同時可以滿足后建管線可以納入已建的陰極保護系統(tǒng)，更為經(jīng)濟。因此，本著經(jīng)濟合理、安全可靠、便于管理的原則，該氣田站外管道采用強制電流法進行陰極保護。

5 結(jié)束語

延長氣田處于開發(fā)之初，開發(fā)數(shù)據(jù)較少，借鑒了類似氣田開發(fā)經(jīng)驗，目前系統(tǒng)運行平穩(wěn)。