沁南煤层气田地面工程建设.pdf

沁南煤层气田地面工程建设 秦万成 ‘ 陈仕林 , 中油辽河工程有限公司中联煤层气有限责任公 司 摘要煤层气地面集翰工艺是煤层气田开发利用的核心环节之一 , 也是煤层气深加工提高 经济效益的关键步骤 。 结合煤层气田的特点 , 利用地层压力 , 简化地面工艺流程 , 降低工程 造价 , 提高经济效益 。 主询煤层气集输工艺 枷口 血日 巨 。 阮飞 ,, 口 伽硒飞以 , 。目 印 , 己 加内, 卯’ 】 , 朋 而 ,记 ,, 曲 师飞 盯绍 , 而 , 呼 田招” 群 概述 我国是世界上第一煤炭生产大国 , 煤炭资源巨大 , 煤层气资源也十分的丰富 , 煤层气 是近年来在世界上崛起的一种新型能源 , 市场前景广泛 , 在沁南盆地进行煤层气开发 的单位主要有中联煤层气有限责任公司 、 中石油股份公司华北煤层气分公司 、 晋煤集 团蓝焰煤层气公司 、 亚美公司等多家单位进行开发利用 , 每一个开发单位分别建设完整的 煤层气地面集输系统 , 井口 、 集气站 、 增压站 、 站 、 站 , 其最大的特点就是各 个煤层气开发单位的地面建设小而全 , 并且集输系统比邻建设 , 地下管网相互交叉 , 这 第一作者简介秦万成 , 男 , 年生 , 工程师 , 中油辽河工程有限公司 , 从事油气加工工作 。一 确 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 沁南煤层气田地面工程建设 样 , 部分地面工程重复建设 , 增加了各个煤层气开发单位的工程投资 , 降低了沁南煤层气 田煤层气整体开发的经济效益 , 增加了煤层气管理的难度 , 不利于整个地区煤层气的开发 利用 。 煤层气田的特点 煤层气是一种以吸附状态赋存于煤层中的气体 , 其成分与油田上的天然气基本相同 , 甲烷含量一般左右 , 丙烷 、 丁烷的含量很少 。 煤层气储存于乘压水封堵气藏 , 以吸 附状态赋存在煤层中 , 煤层气井采用排水降压采气工艺 , 只有排出煤层中的水 , 降低地层 压力 , 才能使煤层气析出 。 排水降压 、 单井产量低和井口压力低是煤层气集输的重要特 点 , 因此 , 煤层气需要连片开发 , 采用全密闭集输流程 , 减少能耗 , 简化工艺 , 优化设 备 、 材料 , 降低工程造价 , 合理利用煤层压力能 , 提高能量利用率 。 地面建设统一规划 沁水盆地南部是一个大型整装煤层气田 , 总面积犯扩 , 已探明储量面积 川 , 探明地质储量扩 , 可采储量 , 扩 。 单井产量为 〔洲〕 一 侧幻扩 。 在此开发的单位现有家 , 各自建有集气管道 、 增压站以及站等 , 地 面工程建设规模小 , 重复建设多 , 放空火炬星罗密布 , 不仅煤层气的单位效益低 , 而且对 大气环境造成很大的污染 , 经济效益和社会效益低 。 只有进行地面建设统一规划 , 分区块 开发 , 集中建设或站 , 统一对外销售 , 以规模化见效益 。 各个开发单位从井口 单元至区块增压站由各开发单位建设 , 然后统一建设区块集气管道 , 在沁水盆地南部建设 一个及站 , 统一对外销售 , 通过规模建设来提高煤层气的整体效益 。 这样就避 免了及站 、 外输管道的重复建设 。 分别投资 , 分区建设 , 效益共享 , 有序竞 争 , 提供沁南区块煤层气整体效益 。 蒸腻卜 一 外一” 沁南区块地面开发流程 井 口 工艺 排水流程 采气树一油管接口一晾水坑 。 , 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 的年煤层气学术研讨会论文集 采气流程 采气树一套管接口节流阀后 一 采气管道 。 通过抽油机把地下煤层里的水从油管里抽出 , 直接排放到井场附近的晾水坑 , 进行晾 晒 , 自然蒸发煤层气随地下水的采出地层压力降低而不断的析出 , 通过采气管道 , 进人 煤层气采集系统 。 充分利用钻井时的井场 , 井口工艺简单适用 , 减少井口设备 , 减少井场 围栏面积 , 采用适当的围栏高度 , 降低投资 。 集气阀组工艺 井口来的煤层气通过采气管道 , 进人集气阀组的生产汇管 , 经总计量后进人集气管 道单井煤层气计时 , 首先进人计量汇管 , 经流量计计量后 , 再进人生产汇管每口井 的采气管道在集气阀组都有放空流程 , 当采气管道检修时 , 打开放空阀 , 进人放空汇管 , 经放空管排人大气阀组的总流量 、 单井的流量以及温度 、 压力参数通过利用无线 传输系统传输至增压站 。 放空汇, 一 放空 生产汇, 流计 一 集气管道 计汇管 一 流计 厂 ︸ ﹂ 道,气来 集气阀组流程 虽然煤层气中水分含量很少 , 在集气管道长期的运行工程中会在管道的低点聚集部分 水 , 形响管道的愉送能力 。 因此 , 在管道的低点设置一个凝水缸 , 利用管道的压力 , 把凝 水缸中水排放出来 , 一般煤层气的集气管道不设通球设施 。 煤层气排采工艺与地面建设工程相结合 , 以阀组为单元进行压裂 、 井口 、 采气管道 、 集气阀组的建设 , 待地面工程建完后 , 再进行井口排采 , 在阀组统一把排采过程中的煤层 气放空燃烧 , 进免了在排采过程中各个井口煤层气的放空燃烧 , 降低煤层气对周围环境的 污染以及燃烧时产生的光热污染 。 由于井口气在阀组集中 , 煤层气气量大 , 具有较高的回收价值 。 可以对开采初期系统 不完善的情况下 , 利用移动式增压设备 , 对煤层气进行增压 , 装车外运 , 不但可以减少煤 层气的排放 , 同时也提高了经济效益 。 增压站流程 各集气阀组来的煤层气进站后 , 一起汇集在增压站的进站阀组 , 经分离器进行气液分 离 , 分离后的煤层气进人压缩机进行增压 , 然后进人区块集气管道 。 在分离器的人口管道上设有紧急关断和紧急放空阀 , 当出现事故时 , 立即关闭紧急关 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 沁南煤层气田地面工程建设 集气管进 一 进站闷组 一 分离器 丫扣 压缩机 一 流计 一 区块集气管道 放空火炬 增压站流程 断阀 , 同时打开紧急放空阀 , 进人火炬系统 。 采 、 集气管道材料的选择 由于煤层气井产出的煤层气井口压力比较低 , 单井产量低 , 为了保证煤层气稳产周期 长 , 井口节流后的压力最大 以下 、 温度簇 ℃ 。 因此 , 合理的选用采 、 集 气管道的材料对降低工程造价 、 提高施工速度起着关键的作用 。 在工程中常用的管材有 输送流体用无缝钢管铭 一 、 低压流体输送用焊接钢管竹 、 燃气用埋地聚乙烯管道系统第部分管材 一 。 由于煤 层气的压力比较低 , 在煤层气采 、 集管道的材料选用上 , 推荐采用低压流体输送用焊接钢 管和燃气用埋地聚乙烯管道 。 我们在经济上对上述两种管道材料进行了经济对比 见下表 、 图 、 图 、 图 。 通过对比 , 在煤层气工程中采用小口径的管道比采用钢 制管道不仅材料费低 , 而且施工方便 , 可以有效地降低工程造价 。 管 、 钢管管道投资对比裹单位夕口 类类蟹蟹管道规格格安装费费建筑费费主材费费预制费费造价价 管管 口弧 无无缝俐管管印 管管印 无无缝钥管 管 侧义 的的 管管 峨 印 管管 吠】】创喇叉刃刃刃仪刃刃 无无缝钢管管印争闭 闭驯旧旧 管管 以】】 螺螺旋俐管管 〕为 管管 螺螺旋钢管管 , 以 印卯 管管 月石 螺螺旋钢管管 管管 洲冬如 螺螺旋钢管管 刁伪 减 叉 洲 管管 螺螺旋钢管管 湘心心 洲】 公刃 阅肠 , , 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 年煤层气学术研讨会论文集 图管径与施工费关联曲线 集粉工艺的进一步探讨 抽真空系统 由于煤层气是吸附在煤层里的 , 是随着地下水的排除来降低井下压力 , 煤层气从煤层 中不断的析出 。 在阀组设一套抽真空系统 , 进一步降低井口压力 , 使井口的压力接近真 空状态 , 加大煤层气从煤层中的释放速度 , 从而提高了井口的产量 , 提高经济效益 。 井口燃气发电机 由于煤层气田的特殊性 , 煤层气井的数量较油田上开发的油气井密集 , 需要在煤层气 田架设大量的高压 、 低压电网 , 甚至还要有气田内部的变电站 , 不但会造成国家电力资源 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 沁南煤层气田地面工程建设 图管径与管线总投资关联曲线 紧张 , 同时也会造成的对地面环境破坏的问题 。 由于大部分的煤层气井口用电负荷较小 , 采用井口燃气发电机 , 可以有效地解决上述存在的问题 。 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.