【正文】 大慶石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）天然氣集氣系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)論文 目 錄第1章　概 述 1 自然概況 1 本文研究的意義 2 主要研究?jī)?nèi)容 3第2章 天然氣儲(chǔ)量和開(kāi)發(fā)方案簡(jiǎn)介 4 天然氣儲(chǔ)量和氣藏概述 4 開(kāi)發(fā)方案簡(jiǎn)述 4 徐深氣田開(kāi)發(fā)特點(diǎn) 5第3章 升深21區(qū)塊總體工藝選擇 6　升深21區(qū)塊的特點(diǎn)和總體工藝方案解決的問(wèn)題 6　升深21區(qū)塊外輸氣管道總體方案 7　單井集氣和多井集氣工藝的選擇 7　集氣站布局 9　采氣管道防凍工藝選擇 11　集氣站預(yù)處理工藝選擇 12　脫水工藝選擇 13　CO2腐蝕控制和監(jiān)測(cè)方案 13　采氣井口設(shè)施和采氣管道規(guī)劃方案 16第4章 升深21區(qū)塊集氣處理工程 24　建設(shè)規(guī)模 24　集氣站 24　集氣站總圖布置 27　采氣系統(tǒng) 28　集氣管道建設(shè)方案 30結(jié) 論 34參考文獻(xiàn) 35致 謝 37I第1章　概 述 自然概況升平開(kāi)發(fā)區(qū)升深21井區(qū)位于黑龍江省安達(dá)市升平鎮(zhèn)境內(nèi)，中心點(diǎn)坐標(biāo)為北緯46186。1239。，東經(jīng)125186。1639。，升平氣田構(gòu)造位置處于松遼盆地北部深層構(gòu)造徐家圍子斷陷帶中部杏山斷陷的升平—興城構(gòu)造帶的北段上。區(qū)塊所在區(qū)域?qū)?km、長(zhǎng)7km。，～大同～肇源公路，東側(cè)40km建有濱洲鐵路。該區(qū)塊大地地貌類(lèi)型屬第四紀(jì)晚更新世沖(淤)積平原，地面主要為農(nóng)田，地形起伏較大，地勢(shì)東北高，西南漸低，海拔高程多在150m～160m之間變化， m～，高程范圍在150 m～169m。該地區(qū)屬北溫帶大陸性季風(fēng)氣候，氣溫變化大，冰封期長(zhǎng)，無(wú)霜期短，凍土深達(dá) ～?！妫?，℃，月平均最高氣溫25℃，℃。全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)（NW）。年平均相對(duì)濕度66%。平均積雪158天。根據(jù)升深21區(qū)工程地質(zhì)類(lèi)型為粘性土分布區(qū)，已有資料揭示巖土類(lèi)別主要為粘性土塊所在的區(qū)域位置，區(qū)塊內(nèi)河流、湖泊不發(fā)育，局部有低洼積水區(qū)，范圍較小。主要降水類(lèi)型為大氣降水，主要降水分布在6月～8月末，最高水位出現(xiàn)在8月上旬～9月下旬，最低水位出現(xiàn)在3月下旬～4月上旬。區(qū)塊內(nèi)地勢(shì)總體上較平坦，起伏不大，地表徑流排泄條件一般。氣田所在區(qū)塊和粉土，局部地段有砂土夾層。該區(qū)塊屬平原區(qū)，地勢(shì)起伏不大，無(wú)滑坡、崩塌等不良地質(zhì)作用。表層為季節(jié)性強(qiáng)凍脹～弱凍脹土，凍脹等級(jí)為Ⅳ～Ⅱ級(jí)。大多數(shù)地表為凍脹性土，凍脹等級(jí)為Ⅲ級(jí)。氣田范圍地下水類(lèi)型為第四系上部潛水，～。參考該區(qū)塊附近以往水質(zhì)分析資料表明PH=～,，可判斷地下水為弱堿性水，屬HCO3Na型水。含水層主要為粘性土下部的粉土層。氣田所在區(qū)域一般地段土壤視電阻率（）～，～，管道沿線(xiàn)土壤對(duì)鋼質(zhì)管道具中等偏上腐蝕性。，地震基本烈度為6度。，～大同公路，東側(cè)40km建有濱洲鐵路，氣田所在區(qū)域建有鄉(xiāng)間便道，公路網(wǎng)比較通暢，但目前明沈公路、安達(dá)～大同公路路面破損嚴(yán)重，小型車(chē)難以正常通行。升平開(kāi)發(fā)區(qū)升深更2氣井南側(cè)18km建有徐深1集氣站（104m3/d），北側(cè)13km建有汪深1集氣站，～紅壓集氣干線(xiàn)（Φ 508－），～升一聯(lián)調(diào)壓計(jì)量站的低壓輸氣管道（Φ 1596mm－）。升平開(kāi)發(fā)區(qū)所在區(qū)域內(nèi)建有3口高壓氣井，即升深2升深升深2氣井，其中升深21氣井于2002年建設(shè)，采用多井集氣站流程，外輸管道Φ 11414mm－32MPa－，輸往升58集氣站；升深1氣井于2001年建設(shè)，采用單井集氣站工藝，外輸氣進(jìn)入低壓氣系統(tǒng)；升深2氣井于1996年建設(shè)，采用單井集氣站工藝，外輸管道為Φ 1598mm－－，輸往升一聯(lián)配氣間，目前該井因井筒腐蝕而報(bào)廢，升深2升深1氣井正常生產(chǎn)。升平深層氣田所在區(qū)域內(nèi)目前建有3座低壓集氣站，即升二、升三和升四集氣站，負(fù)責(zé)低壓氣井的集中處理，處理后的低壓氣進(jìn)入低壓系統(tǒng)管網(wǎng)（進(jìn)入已建的升一聯(lián)調(diào)壓計(jì)量間）。以升深21區(qū)塊為典型論述了該類(lèi)型氣田的開(kāi)發(fā)特點(diǎn)，集氣工藝選擇，集氣站布局，及集氣處理工程。目的是為了同類(lèi)型氣田的開(kāi)發(fā)，集氣站布局，集氣處理等具體工藝的選擇提供一個(gè)設(shè)計(jì)方案。我國(guó)天然氣工業(yè)的發(fā)展具有較長(zhǎng)的歷史，天然氣不僅是清潔能源，還是優(yōu)質(zhì)的化工原料。與石油等能源相比天然氣具有經(jīng)濟(jì)性好、使用方便、用途廣泛等優(yōu)點(diǎn)。本論文針對(duì)升深21區(qū)塊總體工藝選擇和集氣處理工程，系統(tǒng)地闡述了天然氣集氣過(guò)程的基本理論、最新技術(shù)和工程應(yīng)用。將來(lái)自采氣井口的高壓天然氣，通過(guò)必要的處理工藝，使其氣質(zhì)符合商品氣要求，壓力、水露點(diǎn)滿(mǎn)足外輸條件。本文根據(jù)升深21區(qū)塊特點(diǎn)設(shè)計(jì)的總體工藝方案非常適合同類(lèi)型氣田輸氣工藝。論證了多井集氣比單井集氣方案建設(shè)投資低，便于管理，推薦集氣站集中處理的多井集氣方。 本文研究的意義天然氣是一種優(yōu)質(zhì)潔凈燃料，在能源、交通領(lǐng)域具有十分誘人的前景。天然氣工業(yè)的發(fā)展曾受到豐富煤炭資源的壓抑。但近年來(lái)在環(huán)境保護(hù)的巨大壓力下，隨著中國(guó)政府能源政策和能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，以及大量氣源的探明，天然氣的開(kāi)發(fā)和利用已成為不可逆轉(zhuǎn)的大趨勢(shì)，天然氣開(kāi)發(fā)、儲(chǔ)存和應(yīng)用技術(shù)已成為專(zhuān)門(mén)技術(shù)領(lǐng)域，這也使得天然氣集氣系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)具有重大意義。40 主要研究?jī)?nèi)容為了適應(yīng)我國(guó)已經(jīng)面臨大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用天然氣的新形勢(shì)，要盡快改變國(guó)內(nèi)在天然氣集氣系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)上面的薄弱狀態(tài)。急需要有相關(guān)著作對(duì)其進(jìn)行全面系統(tǒng)的討論和介紹。 本文以升深21區(qū)塊為典型論述了該類(lèi)型氣田的開(kāi)發(fā)特點(diǎn)，集氣工藝選擇，集氣站布局，及集氣處理工程。目的是為了同類(lèi)型氣田的開(kāi)發(fā)，集氣站布局，集氣處理等具體工藝的選擇提供一個(gè)設(shè)計(jì)方案。目前，資源是全世界各國(guó)共同關(guān)注的話(huà)題，我國(guó)的已探明天然氣資源雖然比較豐富，但是相對(duì)于其他發(fā)達(dá)國(guó)家的開(kāi)發(fā)、收集、和處理工藝還很落后，這樣對(duì)于我們國(guó)家豐富的資源是一種嚴(yán)重的浪費(fèi)。因此本文對(duì)于這些相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究討論，以達(dá)到最大限度節(jié)約能源、利用能源的目的。目前，中國(guó)的天然氣主要應(yīng)用于化肥化工、工業(yè)燃料、城市市民和發(fā)電，天然氣的地位日益上升，西氣東輸工程的全面鋪開(kāi)，使得天然氣的集氣和處理工藝意義更為重大，因此有針對(duì)性的對(duì)一些有特點(diǎn)的氣田進(jìn)行研究是很必要的。本論文所研究的升深21區(qū)塊特點(diǎn)設(shè)計(jì)的總體工藝方案非常適合同類(lèi)型氣田輸氣工藝。第2章 天然氣儲(chǔ)量和開(kāi)發(fā)方案簡(jiǎn)介 天然氣儲(chǔ)量和氣藏概述升平開(kāi)發(fā)區(qū)升深21井區(qū)位于黑龍江省安達(dá)市升平鎮(zhèn)境內(nèi)，預(yù)測(cè)的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、主要儲(chǔ)氣層位是營(yíng)城組三段的火山巖和營(yíng)城組四段的凝灰質(zhì)粗砂巖，108m3，108m3，見(jiàn)表21。表21 升平區(qū)塊探明地質(zhì)儲(chǔ)量數(shù)據(jù)表井區(qū)層位類(lèi)別含氣面積(km2)有效厚度（m)有效孔隙度(%)含氣飽和度(%)地質(zhì)儲(chǔ)量108m3可采儲(chǔ)量108m3升深更2K1yc41270升深21K1yc3I1070　　II860　　III50合計(jì)　　　　　　 開(kāi)發(fā)方案簡(jiǎn)述根據(jù)“徐深氣田升平開(kāi)發(fā)區(qū)升深21區(qū)塊初步開(kāi)發(fā)方案－氣藏工程”，升深21區(qū)塊有五個(gè)氣藏工程方案，主要開(kāi)發(fā)指標(biāo)見(jiàn)表22。表22 升深21區(qū)塊五個(gè)氣藏工程方案主要開(kāi)發(fā)指標(biāo)一覽表方案名稱(chēng)井?dāng)?shù)（口）單井配產(chǎn)（104m3/d）日產(chǎn)氣（104m3/d）生產(chǎn)規(guī)模(108m3/a)采氣速度（％）方案一11～ 方案二12～方案三12～ 方案四13～ 方案五24～按升平開(kāi)發(fā)區(qū)升深21區(qū)塊氣藏工程推薦方案三， 在2006～2010年期間投產(chǎn)的氣井壓力、溫度、配產(chǎn)、井深等開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)見(jiàn)表23。表23 氣藏工程方案三2006年基建12口氣井溫度、壓力、產(chǎn)氣量、產(chǎn)水量表井 號(hào)日產(chǎn)氣(104m3)日產(chǎn)水(m3)井口油壓(MPa)關(guān)井壓力(MPa)井口溫度 (℃)井深（m）升深262729503556升深212729553612升深2122729503195升深252729553420升深平1302729653110小 計(jì)3772升深2172729503150升深更22729603405升深2252729403245升深2022729453185升深2192729453075升深2212729453095小 計(jì)3200合 計(jì)3030說(shuō)明：沒(méi)有數(shù)據(jù)的氣井暫參考升深21氣井?dāng)?shù)據(jù)。 徐深氣田開(kāi)發(fā)特點(diǎn)徐深氣田已發(fā)現(xiàn)的氣藏以低滲透儲(chǔ)層為主，大部分氣井需要大型壓裂才能獲得較高產(chǎn)能。根據(jù)短期試采資料研究認(rèn)為，大型壓裂井的產(chǎn)能、壓力初期下降較快，其原因是壓裂只能改變氣井周?chē)鷥?chǔ)層（300m范圍內(nèi)）的滲透性，當(dāng)壓降擴(kuò)大到壓裂改造范圍以外的儲(chǔ)層時(shí)，生產(chǎn)壓差快速增大，普遍大于50%的地層壓力，部分氣井大于70%的地層壓力，大部分產(chǎn)量需要在低壓階段采出。因此為降低生產(chǎn)成本，保障氣田開(kāi)發(fā)具有相對(duì)長(zhǎng)的非增壓穩(wěn)產(chǎn)期，集氣壓力應(yīng)低于地層壓力的20%，根據(jù)各氣田地層壓力的差異。第3章 升深21區(qū)塊總體工藝選擇根據(jù)開(kāi)發(fā)規(guī)劃，升深21區(qū)塊在2006年建設(shè)12口氣井，在2010年前，將根據(jù)該12口氣井的試采情況，建設(shè)2口開(kāi)發(fā)備用井（2口開(kāi)發(fā)備用井的地面規(guī)劃按在2008年基建）。　升深21區(qū)塊的特點(diǎn)和總體工藝方案解決的問(wèn)題　升深21區(qū)塊的特點(diǎn)升深21區(qū)塊和國(guó)內(nèi)其它深層氣田相比，其特點(diǎn)如下：（1）井網(wǎng)密度大，井距小。～。（2）大部分氣井經(jīng)過(guò)壓裂獲得井口高產(chǎn)能，井口氣壓力衰減較快。（3）地處嚴(yán)寒，最低環(huán)境溫度為36℃，凍土深度在 km。（4）壓力高、溫度高，個(gè)別氣井的產(chǎn)水量較高，達(dá)到30t/d。（5）開(kāi)采初期的CO2含量低，但是隨著開(kāi)采年限的增加，部分氣井的CO2含量將增加；井口氣的H2S含量低于10mg/m3。（6）所在區(qū)域?qū)儆谏接吞?，氣田中心位置的南?cè)8km建有升一聯(lián)合站和升一變電所、升一聯(lián)油田污水處理站。　升深21區(qū)塊總體工藝方案所解決的問(wèn)題氣田地面設(shè)施的主要目的，是將來(lái)自采氣井口的高壓天然氣，通過(guò)必要的處理工藝，使其氣質(zhì)符合商品氣要求，壓力、水露點(diǎn)滿(mǎn)足外輸條件?！液杏坞x水，作為商品氣外輸，必須對(duì)其進(jìn)行降壓、脫水處理。根據(jù)氣質(zhì)條件，混合氣的CO2含量不超過(guò)3％，本次地面建設(shè)規(guī)劃方案中，暫不考慮脫除CO2設(shè)施的建設(shè)。升深21區(qū)塊地面規(guī)劃總體工藝方案需要解決的問(wèn)題如下：（1）天然氣去向和集氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力的確定； （2）單井集氣和多井集氣的選擇；（3）集氣站的布局；（4）采氣管道防止水合物形成的措施；（5）控制CO2腐蝕的措施；（6）集輸處理工藝及脫水工藝選擇。　升深21區(qū)塊外輸氣管道總體方案　外輸氣的去向根據(jù)大慶長(zhǎng)垣東部徐深氣田所在的地理位置以及周邊主要用氣市場(chǎng)的分布，外輸氣有兩個(gè)去向，一是輸往氣田北側(cè)的大慶、齊齊哈爾等用戶(hù)，二是輸往氣田南側(cè)的朝陽(yáng)溝油田、哈爾濱市等用戶(hù)。2004年已經(jīng)建成投產(chǎn)的徐深1集氣站～紅壓集氣干線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了將深層氣輸往北側(cè)用戶(hù)的目的。該管道從升深21區(qū)塊的西側(cè)經(jīng)過(guò)（），設(shè)計(jì)輸氣能力為25108m3/a（750108m3/d），108m3/a（50104m3/d），可以接受升深21區(qū)塊的全部氣量（108m3/a，104m3/d）。因此，升深21區(qū)塊外輸氣的去向是西側(cè)的已建徐深1～紅壓集氣干線(xiàn)。目前，深層氣田向南側(cè)的哈爾濱市及周邊用戶(hù)的輸氣管道還沒(méi)有建設(shè)，升平開(kāi)發(fā)區(qū)的外輸氣也可以通過(guò)規(guī)劃中的南側(cè)集氣干線(xiàn)，最終輸往哈爾濱方向（根據(jù)目前所掌握的資料，南側(cè)集氣干線(xiàn)起點(diǎn)為徐深1集氣站，沿途經(jīng)過(guò)徐深朝51，最終去哈爾濱方向）?！⊥廨敋夤艿赖脑O(shè)計(jì)壓力根據(jù)開(kāi)發(fā)提供的資料，深層氣田的氣井是處于低滲透儲(chǔ)層，經(jīng)過(guò)大型壓裂，井口壓力初期衰減快，部分氣井的試氣結(jié)果已經(jīng)證明氣井壓力衰減較快。　單井集氣和多井集氣工藝的選擇單井集氣工藝，是在井場(chǎng)設(shè)預(yù)處理設(shè)備，如加熱爐、分離設(shè)備、計(jì)量設(shè)施等，處理后的井口氣，可直接進(jìn)入集氣支線(xiàn)或干線(xiàn)，適用于地處偏遠(yuǎn)且產(chǎn)量高的零散氣井建設(shè)。多井集氣，是將各井口氣輸往集氣站集中處理，適用于氣井比較集中的氣井建設(shè)。：14口氣井，分別在進(jìn)行井場(chǎng)加熱、節(jié)流降壓、分離、計(jì)量外輸?shù)郊忻撍久撍＞谠O(shè)置預(yù)處理措施