摘要 鄂爾多斯盆地蘇里格氣田南區(qū)塊單井控制儲(chǔ)量小、穩(wěn)產(chǎn)期短、非均質(zhì)性強(qiáng)，屬于典型的低滲透致密巖性氣藏。針對(duì)該區(qū)塊的地質(zhì)特征和特殊的開發(fā)方式(采用井間與區(qū)塊相結(jié)合的接替方式開發(fā))，采用了以下天然氣集輸工藝：①井下節(jié)流、井叢集中注醇的天然氣水合物抑制工藝；②管道不保溫；③中壓集氣；④井口帶液連續(xù)計(jì)量；⑤常溫分離；⑥兩次增壓；⑦氣液分輸；⑧集中處理。形成了“中壓集氣、井口雙截?cái)啾Ｗo(hù)、氣井移動(dòng)計(jì)量測(cè)試、氣液分輸、濕氣交替計(jì)量”等一系列工藝技術(shù)，有效降低了地面工程的投資成本，提高了氣田開發(fā)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)類似氣田的開發(fā)建設(shè)具有借鑒意義。
關(guān)鍵詞 蘇里格氣田南區(qū)塊 天然氣集輸 工藝技術(shù) 中壓集氣 井口雙截?cái)啾Ｗo(hù) 氣液分輸 濕氣交接計(jì)量
1 氣田概況
蘇里格氣田南區(qū)塊(以下簡(jiǎn)稱南區(qū)塊)位于鄂爾多斯盆地蘇里格氣田南部，地處內(nèi)蒙古自治區(qū)烏審旗、鄂托克前旗和陜西省定邊縣境內(nèi)，是中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司(以下簡(jiǎn)稱中國(guó)石油)與法國(guó)道達(dá)爾公司共同開發(fā)的國(guó)際合作區(qū)。
南區(qū)塊單井控制儲(chǔ)量小、穩(wěn)產(chǎn)期短、非均質(zhì)性強(qiáng)，屬于典型的低滲透致密巖性氣藏，具有以下地質(zhì)特征和開發(fā)建設(shè)難點(diǎn)。
1)氣田初期生產(chǎn)壓力高達(dá)22 MPa，但壓力下降快[1]。
2)井流物中含少量重?zé)N，不含H2S，微含CO2，需采用脫油脫水天然氣凈化工藝[1]。
3)單井穩(wěn)壓生產(chǎn)能力較強(qiáng)，可以較長(zhǎng)時(shí)間利用地層壓力采用定壓放產(chǎn)的方式生產(chǎn)，在超過5.0 MPa的井口壓力下生產(chǎn)了4年，其后在2.5 MPa以下的井口壓力下生產(chǎn)，而未采用蘇里格氣田其他區(qū)塊定產(chǎn)量穩(wěn)產(chǎn)的生產(chǎn)方式。
4)單井初期配產(chǎn)高，最高配產(chǎn)量為l0×
5)單井產(chǎn)量下降快，生產(chǎn)l年后，產(chǎn)量下降了一半。
6)全部采用9井式井叢開發(fā)，后期約一半的井叢需要加密到18井，地面井場(chǎng)數(shù)量較蘇里格氣田其他區(qū)塊大幅度減少。
7)采用井間與區(qū)塊相結(jié)合的接替方式開發(fā)，地面集輸系統(tǒng)龐大，投資高。
如何根據(jù)南區(qū)塊的地質(zhì)特征和特殊的開發(fā)方式，充分借鑒蘇里格氣田其他區(qū)塊和道達(dá)爾公司的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)建一套全新的地面集輸工藝，降低工程投資成本，提高氣田開發(fā)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益，已成為開發(fā)建設(shè)這一國(guó)內(nèi)首個(gè)中國(guó)石油作為作業(yè)者的國(guó)際合作項(xiàng)目的首要任務(wù)。
2 地面集輸工藝
2．1總體布局
南區(qū)塊規(guī)劃建設(shè)產(chǎn)能為30×
2．2壓力級(jí)制
南區(qū)塊與蘇里格氣田其他區(qū)塊共用天然氣處理廠，區(qū)塊壓力級(jí)制與其他區(qū)塊基本一致(圖1)，即井口截?cái)嚅y及上游設(shè)計(jì)壓力為25.0 MPa。井口截?cái)嚅y下游、采氣管線設(shè)計(jì)壓力為6.3 MPa。集氣站設(shè)計(jì)壓力為4.5 MPa，集氣干線、集氣支線設(shè)計(jì)壓力為4.5MPa，注醇管線設(shè)計(jì)壓力為8.0 MPa。
2．3總體集輸方案
南區(qū)塊全采用9井式井叢開發(fā)，包括BB9、BB9＇、BB9〞3種井叢類型。南區(qū)塊開發(fā)所采用的9井式井叢稱為BB9；由另外3座BB9井叢連接到1個(gè)BB9井叢，這個(gè)匯集井叢組稱為BB9＇；由另外2座BB9井叢連接到1個(gè)BB9井叢，這個(gè)匯集井叢組稱為BB9〞。
區(qū)塊集輸總工藝為(圖2)：①井下節(jié)流，在BB9＇或BB9〞井叢集中注醇；②中壓集氣；③所有BB9＇或BB9〞井叢單獨(dú)敷設(shè)集氣管道，放射狀接至臨近集氣站的多井集氣管網(wǎng)；④集氣站、天然氣處理廠兩次增壓、氣液分輸；⑤集中處理。
BB9的單井原料氣經(jīng)井下節(jié)流后，通過孔板流量計(jì)連續(xù)計(jì)量，與該井叢另外8口氣井的天然氣匯集后輸至BB9＇或BB9〞井叢。
BB9＇或BB9〞井叢9口氣井原料氣經(jīng)井下節(jié)流后，通過孔板流量計(jì)連續(xù)計(jì)量，與該井叢另外8口氣井的天然氣匯集后，與附近3座或2座BB9井叢輸來的原料氣匯合后輸至本區(qū)塊集氣站。
集氣站通過放射狀的采氣干管匯集本站所轄的BB9＇或BB9〞井叢來氣。前期不增壓，原料氣在集氣站經(jīng)過氣液分離后，經(jīng)集氣干線濕氣輸送至天然氣處理廠進(jìn)行處理。當(dāng)井口壓力降至2.5 MPa時(shí)，經(jīng)分離的原料氣通過壓縮機(jī)增壓后與集氣站中壓氣匯合，濕氣輸送至天然氣處理廠進(jìn)行處理。分離出來的氣田采出水通過與集氣管線同溝敷設(shè)的管道輸送至天然氣處理廠進(jìn)行處理。
在BB9＇或BB9〞井叢設(shè)置甲醇儲(chǔ)罐、注醇泵，將甲醇用罐車?yán)\(yùn)至BB9＇或BB9〞井叢，通過與BB9～BB9＇或BB9〞采氣管線同溝敷設(shè)的甲醇管道注入BB9井叢。
3 地面集輸工藝的主要特點(diǎn)
3．1基于叢式井的中壓集氣工藝
南區(qū)塊采用了中壓集氣工藝，BB9氣井通過井下節(jié)流器把井口壓力降到5.0 MPa，通過采氣支管輸往BB9＇或BB9〞；BB9＇或BB9〞將周邊2～3座BB9叢式井組匯集后通過采氣干管輸送至集氣站，在集氣站進(jìn)行氣液分離后，再輸往天然氣處理廠進(jìn)行處理；集氣站前期不增壓，當(dāng)井口壓力下降到2.5 MPa時(shí)再增壓。沿采氣支管同溝敷設(shè)注醇管線，通過注醇泵從BB9＇或BB9〞井叢向各BB9井組注醇，使天然氣在輸送過程中不至于形成天然氣水合物，確保氣田平穩(wěn)運(yùn)行[2]。
與蘇里格氣田推廣的中低壓集氣方法相比，中壓集氣工藝的特征是：①井場(chǎng)全為9井式井叢；②在BB9＇或BB9〞井叢設(shè)有注醇系統(tǒng)，向本井組和周邊所屬的BB9井叢注入甲醇以防止生成天然氣水合物；③每個(gè)BB9井叢單獨(dú)敷設(shè)采氣支管至BB9＇或BB9〞井叢；④每座BB9＇或BB9〞井叢單獨(dú)敷設(shè)采氣干管至集氣站；⑤集氣站前期不設(shè)置壓縮機(jī)，直接利用地層壓力將原料天然氣輸送至天然氣處理廠；到生產(chǎn)末期，氣田仍然存在5.0 MPa和2.5 MPa這2種井口生產(chǎn)壓力，所以氣田建設(shè)產(chǎn)能規(guī)模為30×
井下節(jié)流工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：①充分利用了地層能量；②降低了天然氣水合物堵塞井筒的幾率，提高了攜液能力；③降低了管線運(yùn)行壓力，保護(hù)了儲(chǔ)層；④與高壓集氣工藝相比，大幅度降低了甲醇的注入量，可以根據(jù)生產(chǎn)工況調(diào)整甲醇的注入量，夏季溫度高時(shí)可以不注入甲醇，工況適應(yīng)能力強(qiáng)，提高了氣田平穩(wěn)生產(chǎn)的能力；⑤注醇?jí)毫τ筛邏航禐橹袎?，減小了甲醇泵的功率；⑥降低了注醇管線的設(shè)計(jì)壓力和壁厚。
井口注醇工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：①確保了天然氣在輸送中不形成天然氣水合物，使氣田在中壓下穩(wěn)定運(yùn)行，避免了集氣站提前設(shè)置壓縮機(jī)；②采氣管線可中壓運(yùn)行，相同管徑的輸氣能力增加了2～3倍，降低了采氣管線的投資成本。
南區(qū)塊采用的井下節(jié)流和井叢集中注甲醇相結(jié)合的中壓集氣工藝相對(duì)于高壓集氣工藝來說，工藝簡(jiǎn)單且成本低；相對(duì)于低壓集氣工藝來說，集氣站前期不設(shè)置壓縮機(jī)，后期區(qū)塊增壓規(guī)模僅為整體建設(shè)規(guī)模的一半，減少了工程投資，降低了運(yùn)行、管理成本。
3．2采氣井口雙截?cái)啾Ｗo(hù)技術(shù)
在采氣井口除設(shè)置蘇里格氣田已經(jīng)廣泛運(yùn)用的高低壓緊急截?cái)嚅y之外，還在采氣樹上設(shè)置了液壓控制閥。2臺(tái)截?cái)嚅y均具有超壓、失壓自動(dòng)截?cái)嗟墓δ?，也可以遠(yuǎn)程關(guān)閉，避免因井口超壓而破壞下游管線，同時(shí)可有效避免管線泄漏造成的事故。
3．3氣井計(jì)量測(cè)試工藝
在氣田的開發(fā)過程中，需要對(duì)生產(chǎn)氣井的產(chǎn)氣量、產(chǎn)水量、產(chǎn)油量進(jìn)行準(zhǔn)確、及時(shí)的計(jì)量，以掌握氣藏狀況，準(zhǔn)確分析氣井的動(dòng)態(tài)，了解氣層及井筒的特性。這對(duì)預(yù)測(cè)氣井產(chǎn)能、指導(dǎo)氣田開發(fā)、制訂生產(chǎn)方案具有重要意義[3]。
南區(qū)塊采用了叢式氣井的計(jì)量測(cè)試工藝，在井叢出口管線上設(shè)置氣井測(cè)試閥，配置一定數(shù)量的三相計(jì)量測(cè)試車，該測(cè)試車可將天然氣進(jìn)行油、氣、水三相分離，并分別計(jì)量，得到氣井準(zhǔn)確的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。測(cè)試時(shí)將需要測(cè)試的氣井采氣樹頂部的測(cè)試閥與測(cè)試車進(jìn)口相連，測(cè)試車出口與井叢出口的測(cè)試閥相連，實(shí)現(xiàn)氣井不關(guān)井測(cè)試，測(cè)試時(shí)不影響其他氣井的正常生產(chǎn)，提高了氣井的生產(chǎn)時(shí)率和生產(chǎn)效率，簡(jiǎn)化了氣井測(cè)試的程序，降低了測(cè)試工作的工作強(qiáng)度。測(cè)試后的氣、水、油接人原流程，避免了液體拉運(yùn)和氣體放空，既保護(hù)了環(huán)境，又節(jié)能降耗。
3．4數(shù)字化集氣站技術(shù)
南區(qū)塊采用了在蘇里格氣田已經(jīng)推廣運(yùn)用的數(shù)字化集氣站技術(shù)，采用“實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)、多級(jí)遠(yuǎn)程關(guān)斷技術(shù)、遠(yuǎn)程自動(dòng)排液技術(shù)、緊急安全放空技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備自啟停技術(shù)、全程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視技術(shù)、智能安防監(jiān)控技術(shù)、報(bào)表自動(dòng)生成技術(shù)”等8項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)控制中心對(duì)數(shù)字化集氣站的集中監(jiān)視和控制[4]。控制中心實(shí)現(xiàn)“集中監(jiān)視、事故報(bào)警、人工確認(rèn)、遠(yuǎn)程操作、應(yīng)急處理”，集氣站實(shí)現(xiàn)“站場(chǎng)定期巡檢，運(yùn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控、事故緊急關(guān)斷、故障人工排除”，提高了氣田管理水平，適應(yīng)大氣田建設(shè)、管理的需要。
3．5集氣站氣液分輸工藝
根據(jù)預(yù)測(cè)，達(dá)產(chǎn)時(shí)南區(qū)塊每天采出水的水量介于400～
該工藝與汽車?yán)\(yùn)相比運(yùn)行費(fèi)用低，運(yùn)行管理方便，輸送不受外部條件的影響，減少了車輛運(yùn)輸?shù)陌踩L(fēng)險(xiǎn)；與氣液混輸相比，減少了管道的摩阻損失，減小了天然氣處理廠的壓縮機(jī)裝機(jī)功率，降低了能耗。
3．6天然氣處理廠濕氣交接計(jì)量工藝
南區(qū)塊與氣田其他區(qū)塊共用天然氣處理廠，需要進(jìn)行天然氣的貿(mào)易交接計(jì)量，因廠內(nèi)設(shè)置的脫油、脫水、增壓等工藝裝置均為共用，只能在處理前對(duì)原料氣進(jìn)行濕氣計(jì)量。
采用濕氣計(jì)量交接工藝能有效解決商品天然氣的計(jì)量、分配問題[5]。天然氣的計(jì)量、分配按照“計(jì)量原料氣、分配商品氣”的原則進(jìn)行(圖3)，根據(jù)計(jì)量出的原料氣(圖3中的A和B)的比例分配計(jì)量出的商品氣(圖3中的C)。即在天然氣處理廠集氣區(qū)分別就南區(qū)塊和蘇里格氣田其他區(qū)塊來氣設(shè)置預(yù)分離器，經(jīng)過相同的分離后采用高級(jí)孔板計(jì)量?jī)x計(jì)量各自原料氣的氣量，設(shè)置全組分分析儀來進(jìn)行組分分析；混合后的原料氣經(jīng)脫油、脫水、增壓后外輸，在外輸出口進(jìn)行商品氣的計(jì)量和組分分析，根據(jù)集氣區(qū)原料氣的比例進(jìn)行商品氣的分配，并根據(jù)組分的不同進(jìn)行分配比例的修正。
4 結(jié)論
1)蘇里格氣田南區(qū)塊采用定壓放產(chǎn)的方式生產(chǎn)，單井配產(chǎn)量為蘇里格氣田其他區(qū)塊的2～3倍，采用全9井式井叢開發(fā)等有別于該氣田其他區(qū)塊的地質(zhì)特征和開發(fā)方式，形成了一套新的、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、調(diào)整靈活的地面集輸工藝，有效降低了地面工程的投資成本，提高了氣田開發(fā)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)類似氣田的開發(fā)建設(shè)具有借鑒意義。
2)蘇里格氣田推廣使用的中低壓集氣方法主要特征是：井下節(jié)流、井口不注醇、集氣站設(shè)壓縮機(jī)；夏季中壓運(yùn)行，井口壓力為4.0 MPa，到集氣站壓力為3.6MPa，直接外輸；冬季低壓運(yùn)行，井口壓力為l.3 MPa，集氣站增壓至3.6 MPa后外輸，集氣站總增壓能力與氣田產(chǎn)能相一致。蘇里格氣田南區(qū)塊中壓集氣主要特征是：井下節(jié)流、井叢集中注醇、集氣站后期設(shè)壓縮機(jī)；前期運(yùn)行井口壓力為5.0 MPa，到集氣站壓力為3.6MPa，直接外輸；后期運(yùn)行井口壓力為2.5 MPa，集氣站增壓至3.6 MPa后外輸，集氣站總增壓能力約為氣田產(chǎn)能的一半。
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本文作者：劉銀春 王莉華 李衛(wèi) 陳虹 劉祎 鄭欣
作者單位：中國(guó)石油西安長(zhǎng)慶科技工程有限責(zé)任公司 中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田公司第五采氣廠
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