【文章內(nèi)容簡介】 0MPa級設(shè)計。國內(nèi)設(shè)計的壓力為 4Mpa的四川墊江天然氣凈化廠的集氣干線按 。一些可直接進入輸氣干線的不含硫或微含硫天然氣的集氣管線，一般按 ～ 設(shè)計。2/2/2023 53儲運工程系 曹學(xué)文第四節(jié) 集輸管線 c) 低壓集氣 壓力在 。 一些氣田到開采后期井口壓力下降，不能進入輸氣干線，又不準(zhǔn)備就地加壓時，則采用低壓集氣，供給臨近用戶。如四川陽高寺氣田壓力降至，低壓集氣后供就近的滬州市使用。 2/2/2023 54儲運工程系 曹學(xué)文第四節(jié) 集輸管線 為了充分示利用地層壓力和滿足不同用戶需要，有的氣田同時存在高壓、中壓和低壓集氣。集氣管網(wǎng)的管徑是根據(jù)輸氣量、壓力等因素通過計算優(yōu)選的，四川氣田集氣支線常用管徑有： DN50、 DN6 DN80、 DN100，集氣支干線常用DN100至 DN200；集氣干線常用 DN200至 DN500。 2/2/2023 55儲運工程系 曹學(xué)文第四節(jié) 集輸管線二、集氣管網(wǎng)類型及國內(nèi)外對比現(xiàn)狀（ 1）國內(nèi)集氣管網(wǎng) 枝狀、放射狀和環(huán)狀管網(wǎng)流程，國內(nèi)都有應(yīng)用。 枝狀集氣流程 的管網(wǎng)呈樹枝狀，經(jīng)氣田主要產(chǎn)氣區(qū)的中心建一條貫穿氣田的集氣干線，將位于干線兩側(cè)各井的氣集入干線，并輸至總集氣站。該流程適用于條狀狹長氣田，四川臥龍河氣田即采用這種流程。 對于大型氣田，有一條或多條集氣干線，各單井及各集氣站的天然氣經(jīng)集氣支線及集氣支干線進入集氣干線，四川五百梯氣田采用這種流程。 枝狀集氣流程的特點是適宜于單井集氣。2/2/2023 56儲運工程系 曹學(xué)文 572/2/2023第四節(jié) 集輸管線 放射狀集氣流程 用于若干口氣井相對集中的一些井組的集氣，每組井中選一口設(shè)置集氣站，其余各單井到集氣站的采氣管線成放射狀，故亦稱 多井集氣流程 。 該流程在四川氣田應(yīng)用最廣泛，如磨溪氣田、大慶的汪家屯氣田、大港的板橋氣田也采用這種流程，其優(yōu)點是便于天然氣的集中預(yù)處理和集中管理，能減少操作人員。 儲運工程系 曹學(xué)文 582/2/2023第四節(jié) 集輸管線 環(huán)狀集氣管網(wǎng)流程 是將集氣干線布置成環(huán)狀，沿干線設(shè)置各單井或集氣站的進氣點。環(huán)口處設(shè)置集氣總站，將天然氣送往處理廠或輸氣干線，四川威遠氣田即采用這種流程。其特點是： 便于調(diào)度氣量，環(huán)形集氣干線局部發(fā)生事故不影響正常供氣 。 儲運工程系 曹學(xué)文第四節(jié) 集輸管線 大型氣田不局限于一種集氣流程，可用上述兩種或三種流程的組合。威遠氣田就有東、西、南和北四條集氣干線和一個環(huán)形管網(wǎng)，而且樹枝、放射狀和環(huán)形管網(wǎng)流程兼?zhèn)?，是四川集氣流程形式最多的氣田。長慶氣田靖邊區(qū)有東、西、南、北四條集氣干線，各單井至集氣站采用放射狀流程，各集氣站再經(jīng)集氣支線進入集氣干線，是枝狀和放射狀流程的結(jié)合。2/2/2023 59儲運工程系 曹學(xué)文 602/2/2023第四節(jié) 集輸管線（ 2）國外集氣管網(wǎng) 枝狀、放射狀和環(huán)狀管網(wǎng)三種。 羅馬尼亞 1974年擁有生產(chǎn)氣井 1500多口，集氣站 400余座，集輸流程形式主要也是以上三種。 加拿大的氣田大部分是 50、 60年代建設(shè)的，目前氣井壓力下降，最大的關(guān)井壓力為 21MPa。采氣管線仍然按關(guān)井壓力設(shè)計，集氣管線壓力一般都較高，在 7MPa左右。因為各氣田的氣必須處理合格后才能進入努發(fā)公司的輸氣管道。努發(fā)公司輸氣管道的輸送壓力較高，一般在 6MPa至 7Mpa之間，各氣田的氣只有增壓后才能進入輸氣管道。 集氣管道的管徑大部分在 DN80至 DN300之間，野貓山氣田集氣干線 16km從北至南采用變徑管： 、 Φ20 Φ273和 Φ323。 儲運工程系 曹學(xué)文 612/2/2023第四節(jié) 集輸管線（ 3）國內(nèi)外對比分析 國內(nèi)與國外的集輸流程在管網(wǎng)布置方式上基本一致。差距主要在所采用的工藝裝置，自動控制技術(shù)及集輸工程勘察設(shè)計所擁有的現(xiàn)代技術(shù)裝備（包括軟硬件）。 儲運工程系 曹學(xué)文第五節(jié) 氣田天然氣礦場分離、井口防凍和污水處理第五節(jié)第五節(jié) 氣田天然氣礦場分離、井口防凍和污水處理氣田天然氣礦場分離、井口防凍和污水處理一、礦場分離礦場分離的對象和特點 天然氣從氣井采出往往含油液體（水和 /或液烴）和固體（巖屑、腐蝕產(chǎn)物 ）。2/2/2023 62儲運工程系 曹學(xué)文第五節(jié) 氣田天然氣礦場分離、井口防凍和污水處理（ 1）常溫分離工藝 天然氣在分離器操作壓力下，以不形成水合物的溫度條件下進行氣 液分離，稱為 常溫分離 。分離器出的氣體送入氣田集輸管線系統(tǒng)；分離出的液體（水或 /和液烴）送入儲水罐（池）或 /和液烴儲罐。 分離器前的節(jié)流閥系用于調(diào)節(jié)分離器的操作壓力，分離器操作壓力取決于集輸管線的起點壓力。加熱器用于調(diào)節(jié)分離器的操作溫度，分離器的操作溫度取決于分離器操作壓力條件下水合物形成溫度。通常分離器的操作溫度要比分離器操作壓力條件下水合物形成溫度高 3～ 5℃ . 常溫分離工藝的特點： 輔助設(shè)備較少，操作簡便，適用于干氣的礦場分離。 2/2/2023 63儲運工程系 曹學(xué)文第五節(jié) 氣田天然氣礦場分離、井口防凍和污水處理（ 2） 低溫分離工藝 在很多情況下，天然氣采氣壓力遠高于外輸壓力。利用天然氣在氣田集輸過程出現(xiàn)的大差壓節(jié)流降壓所產(chǎn)生的節(jié)流效應(yīng)（焦耳 湯姆遜效應(yīng)）達到的低溫條件，在此條件下進行氣體和水或 /和液烴分離，稱為 礦場低溫分離 。 此種分離工藝同時產(chǎn)生兩種效果： ① 增加液烴回收量； ② 降低天然氣露點。因此氣田集輸系統(tǒng)即可利用這兩種效果，對天然氣進行液烴回收或和脫水。氣田集輸系統(tǒng)可利用低溫分離工藝使天然氣的烴露點和水露點降低以滿足管輸要求，也是氣田集輸系統(tǒng)的節(jié)能措施之一。 2/2/2023 64儲運工程系 曹學(xué)文第五節(jié) 氣田天然氣礦場分離、井口防凍和污水處理 來自井場裝置的天然氣，經(jīng)過脫液分離器脫出其所攜帶的游離水或 /和液烴以及固體雜質(zhì)后，經(jīng)注入水合物抑制劑，再進入氣 氣換熱器與低溫天然氣換熱后溫度下降，然后通過節(jié)流閥產(chǎn)生大差壓節(jié)流降壓，溫度進一步下降并達到所要求的低溫條件。在此條件下天然氣中C5+組分大部分被冷凝下來。 C3和 C4也有相當(dāng)一部分稱為液相溶于液烴內(nèi)。所有液相物質(zhì)沉聚到分離器底部。 低溫分離器出來的液體，其中包含有抑制劑富液和液烴。此時所獲得的液烴是不穩(wěn)定的，因為其中溶解有一部分甲烷和乙烷氣體。為了滿足氣田礦場儲存的要求，故在輸往液烴加工廠之前需進行礦場穩(wěn)定。穩(wěn)定的方法是降低液烴的蒸氣壓以滿足儲存要求。 2/2/2023 65儲運工程系 曹學(xué)文第五節(jié) 氣田天然氣礦場分離、井口防凍和污水處理 低溫分離器的操作壓力系根據(jù)集氣管線的輸壓來確定，操作溫度則根據(jù)天然氣組成和所要得到的液烴組分的回收率來確定。同時，根據(jù)礦場回收條件和穩(wěn)定工藝的特點，確定低分離器的操作溫度。 低溫分離工藝通常適用于富氣的分離。 對于貧氣，在通過氣 液平衡計算，表明低溫分離工藝對液烴回收具有經(jīng)濟價值時，則應(yīng)采用低溫分離工藝。2/2/2023 66儲運工程系 曹學(xué)文第五節(jié) 氣田天然氣礦場分離、井口防凍和污水處理二、井口防凍工藝（ 1） 國內(nèi) 井口防凍即是防止采氣過程中生成水合物。 一般氣井流動壓力高、流動溫度低，外輸前節(jié)流降壓會產(chǎn)生溫降，在節(jié)流閥和輸氣管道中生成水合物堵塞管道，影響正常輸氣。 防止水合物生成有多種方法， 較多采用的是加熱法，其次是注入防凍劑（乙二醇）法，除此之外還有井口脫水法、冷分離法，脫水一般應(yīng)在集氣干線首站進行，在井口脫水只適于高產(chǎn)氣井。冷分離法是利用節(jié)流降壓產(chǎn)生的溫降，使天然氣中飽和水凝析并利用分離器除去，然后在分離器底部加熱把分離出的水合物溶解后排出，這種方法適用于高壓氣井和高壓集氣站。2/2/2023 67儲運工程系 曹學(xué)文 682/2/2023第五節(jié) 氣田天然氣礦場分離、井口防凍和污水處理（ 2） 國外 國外采用的防凍工藝與國內(nèi)使用的方法相同。加熱法多用水套爐，美國還使用直接加熱器和催化加熱器。防凍劑法中以噴注甲醇為最多，如丹麥，波蘭、美國、前蘇聯(lián)等。 美國 早在 50年代初就采用電動化學(xué)品泵來調(diào)節(jié)甲醇注入量。 前蘇聯(lián) 建立了甲醇回收裝置，奧倫堡氣田甲醇用量 300t/d，通過再生，可回收 60～ 70t／ d，并且研究了降低甲醇消耗的技術(shù)。注入泵不僅使用電動的，也較多地使用天然氣的壓力，來驅(qū)動泵工作，不需要另外的動力，達到自動注醇。 加拿大 的許多氣田井口和集氣管線都采用注甲醇流程。采用氣動注醇泵，氣源是由處理廠返回各井的凈化氣，其注醇泵很小巧，且有各種形式。有的產(chǎn)水量大的氣井同時采用注甲醇和加熱方法來防止水合物的生成。 儲運工程系 曹學(xué)文 692/2/2023第五節(jié) 氣田天然氣礦場分離、井口防凍和污水處理 此外， 加拿大野貓山氣田、鬼河氣田、 Brazean氣田 選用了熱水伴熱集氣管線的方法獲得了良好效果，伴熱管在低壓下操作，即使熱水加熱器一旦發(fā)生故障，由于管四周建立了溫度場，管線也不致馬上冰堵。鬼河氣田和 Brazean氣田，不僅集氣管線采用伴熱管，由于井下天然氣溫度低，還采用了井下伴熱管流程，以防止天然氣在井下產(chǎn)生冰堵。鬼河氣田井下伴熱管深 610m， Brazean氣田井下伴熱管深達 1000m，伴熱管設(shè)有止回閥，回水從油管隨天然氣帶出。近年來蘇聯(lián)還研制了向井筒和管道注防凍劑的自動控制裝置，能精確地調(diào)節(jié)防凍劑的加入量，降低了防凍劑的消耗量，也增加了天然氣輸送的可靠性。 儲運工程系 曹學(xué)文 702/2/2023第五節(jié) 氣田天然氣礦場分離、井口防凍和污水處理 目前國內(nèi)使用的防凍工藝技術(shù)，與國外基本一致。但在 裝備和控制技術(shù)及能耗方面 還有較大的差距。1）加熱防凍工藝上使用的水套爐熱效率與國外水平基本相當(dāng)，而效率的進一步提高受煙氣的低溫腐蝕限制。水套爐的熄火監(jiān)測和溫度控制技術(shù)有待配套完善。2）防凍劑注入工藝方面，四川石油設(shè)計院研制了利用天然氣作動力的注醇泵，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，體積大，還需進一步改進。3）配套、完善防凍劑的回收技術(shù)和降低防凍劑的消耗量。 儲運工程系 曹學(xué)文 712/2/2023第五節(jié) 氣田天然氣礦場分離、井口防凍和污水處理三、氣田污水處理1. 國內(nèi) 隨著氣田的開發(fā)，氣田污水逐年增加。 處理方法有： 回注地層、熬鹽、向地層滲透、向大氣中蒸發(fā)等。 回注地層和熬鹽 是解決氣田污水出路的主要途徑。其它方法只能適用于不含硫或 C1含量很少的氣田水，對環(huán)境也存在不同程度的污染，不是解決問題的根本方法。目前各礦采用回注和熬鹽的已比較多。儲運工程系 曹學(xué)文 722/2/2023第五節(jié) 氣田天然氣礦場分離、井口防凍和污水處理 威遠氣田 鹵水除熬鹽外，已有回注鹵水的淺井 17口；現(xiàn)采用自流回注，輸鹵水干線 33km，支線 57km，回注鹵水能力大約為 2500m3／ d。 1997年產(chǎn)水量 104m3/a，回注量71104m3/a，熬鹽量 104m3/a。 川西南礦區(qū) 1997年產(chǎn)水 104m3/a，其中回注地層l04m3/a，回注率 87％，熬鹽量為 l04m3/a 。 儲運工程系 曹學(xué)文 732/2/2023第五節(jié) 氣田天然氣礦場分離、井口防凍和污水處理 五百梯氣田開發(fā)時，污水處理同時進行了設(shè)計，現(xiàn)已建成鄧 1井污水處理站，處理規(guī)模為 10m3/h。采用 混凝沉淀、除垢、殺菌、二級過濾、除氧、加壓回注 的氣田水處理回注流程， 具體指標(biāo)如下： 懸浮物含量（ 10mg／ l，粒徑小于 10μm）； 水中氧含量 ／ l； 細(xì)菌總數(shù) 10000個 / l； 回注壓力 10MPa。 儲運工程系 曹學(xué)文 742/2/2023第五節(jié) 氣田天然氣礦場分離、井口防凍和污水處理2. 國外 國外對氣田污水的處理方法，仍然是回注和熬鹽居多。國外己有的處理方法中有 電滲析法、反滲透法及蒸餾法 。這些方法的 共同點 都是 將鹵水經(jīng)過淡化（或濃縮）之后，使絕大部分成為可以排放或重復(fù)利用的 “淡水 ”，然后將剩余濃鹵水再制鹽 。 美國 CENATCO公司采用 雙向高速過濾器 來處理污水。直徑為，處理污水量可達 104m3/d，濾后效果好，質(zhì)量高。含油污水不用化學(xué)劑處理時，粒徑 2μm的顆粒脫除率＞ 90% ，經(jīng)化學(xué)處理后的水，粒徑 1μm的顆粒脫除率可達 98％。整套裝置采用程序自動控制調(diào)節(jié)，不需人操作。 污水除油美國普遍采用 浮選器 。 儲運工程系 曹學(xué)文 752/2/2023第五節(jié) 氣田天然氣礦場分離、井口防凍和污水處理 加拿大的大部分氣田都有 污水回注站 。 野貓山氣田 專門打了一口深 3000m的污水回注井，該井距天然氣處理廠約 8km，各井匯集到處理廠的污水，通過管線用泵打入回注站的儲罐。進儲罐前設(shè)有內(nèi)芯為泡沫管的過濾器，一般每月?lián)Q濾芯 3～ 5