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1、储运工程系 曹学文 第三章 天然气集输工艺流程 一 气井产产物 二 气田集输输系统统的工作范围围和工作内容 三 气田井场场流程 四 气田集输输站场场工艺艺流程 五 气田集输输流程的制定 Date 储运工程系 曹学文 一 气井产物 一 气井产物 从气井产出的物质 除天然气外一般含有液体和固体物质 液体包括液烃和气田水 气田水又包含游离水和凝结水两种 气田开采初期 一般不出现游离水 但少数气田在开采初期也有游离水随着天然气从气井采出 凝结水是天然 气在高压 高温的地层中所含有的饱和水汽 当天然气被采出后 由于压力 和温度降低 在天然气中的饱和水汽 随着温度和压力的变化而凝结为液体 被游离出来 液烃
2、也是由于天然气被采出后 随着气一液相态平衡条件的变化 一部 分较重的烃也凝结为液体被析出 但对组成属于干气范围的天然气 从气井 采出后不析出液烃 Date 储运工程系 曹学文 一 气井产物 机械杂质 固体物质包括岩屑 砂 酸化处理后的残存物 等 天然气的性质和气田水的有无 以及气田水的性质 对气 田集输流程的制定有密切关系 气田水分为底水 或边水 和束缚水两类 气藏里与天然气 同时存在的水称为气田水 存在于气藏边缘和衬托在天然气底 部的气层水称为边水或底水 一部分水因受气层岩粒的附着力 或超毛细孔隙作用力的作用 在采气过程中不随气流流动的水 称为束缚水 气田水通常有较高的矿化度 一般在10g
3、L以上 Date 储运工程系 曹学文 一 气井产物 二 气田集输系统的工作范围和工作内容 天然气从气井采出 经过降压并进行分离除尘除液处理 之后 再由集气支线 集气干线输送至天然气处理厂或长输 管道首站 称为气田集输系统 当天然气中含有H2S H2O时 即需经过天然气处理厂进行脱硫 脱水处理 然后输至长 输管道首站 气田集输输系统统的工作是 收集天然气 并经过经过 降压压 分 离 净净化使天然气达到符合管输输要求的条件 然后输输往长输长输 管道 Date 储运工程系 曹学文 三 气田井场流程 三 气田井场流程 气田集输流程是表达天然气的流向和处理天然气的工艺方法 气田集输流程分为井场流程和气田
4、集气站流程 气田集气站工艺流程分为单井集输流程和多井集输流程 按其天然气分离时的温度条件 可分为常温分离工艺流程和 低温分离工艺流程 储储气构造 地形地物条件 自然条件 气井压压力温度 天 然气组组成以及含油含水情况等因素是千变变万化的 而适应这应这 些 因素的气田天然气集输输流程也是多种多样样的 这这里仅对较为仅对较为 典型和常见见的流程加以描述 Date 储运工程系 曹学文 三 气田井场流程 在井场里 最主要的装置是采气树 它是由闸阀 四通 或三通 等部件构成的一套管汇 还有节流阀 压力 温度检 测仪表及加热或注醇设备等 井场装置具有三种功能 1 调控气井的产量 2 调控天然气的输送压力
5、3 防止天然气生成水合物 Date 储运工程系 曹学文 三 气田井场流程 比较较典型的井场场装置流程 也是目前现场现场 通常采用的有两 种类类型 一种是加热热天然气防止生成水合物的流程 另一种是 向天然气中注入抑制剂剂防止生成水合物的流程 如 图图3 1 和 3 2 所示 Date 图 3 1 加热防冻的井场装置原理流程图 1 气井 2 采气树针形阀 3 加热炉 4 气井产量调控节流阀 5 加热炉 6 气体输压调控节流阀 Date 储运工程系 曹学文 三 气田井场流程 图图3 1 所示 天然气从针针形阀阀出来后进进入井场场装置 首 先通过过加热热炉3进进行加热热升温 然后经过经过 第一级节级节
6、 流阀阀 气井 产产量调调控节节流阀阀 4进进行气量调调控和降压压 天然气再次通过过加 热热器5进进行加热热升温 和第二级节级节 流阀阀 气体输压调输压调 控节节流阀阀 6进进行降压压以满满足采气管线线起点压压力的要求 Date 图图 3 2 注抑制剂剂防冻冻的井场场装置原理流程图图 1 抑制剂注入器 Date 储运工程系 曹学文 三 气田井场流程 图图3 2 所示 流程图图中的抑制剂剂注入器1替换换了 图图3 1 中的加热热炉 3 和 5 流经经注入器的天然气与抑制剂剂相混合 一部分饱饱和水汽被吸收下来 天然气的水露点随之降低 经过经过 第一级节级节 流阀阀 气井产产量调调控阀阀 进进行气量
7、控制和降压压 再经经 第二级节级节 流阀阀 气体输压调输压调 控阀阀 进进行降压压以满满足采气管线线起 点压压力的要求 Date 储运工程系 曹学文 四 气田集输站场工艺流程 四 气田集输站场工艺流程 气田集输站场工艺流程是表达各种站场的工艺方法和工艺过程 所 表达的内容包括物料平衡量 设备种类和生产能力 操作参数 以及 控制操作条件的方法和仪表设备等 1 常温分离集气站 常温分离集气站的功能是收集气井的天然气 对收集的天然气在 站内进行气液分离处理 对处理后的天然气进行压力控制 使之满足 集气管线输压要求 计量 我国目前常用的常温分离集气站流程有以下几种 1 常温分离单单井集气站流程 Dat
8、e 图图 3 3 常温分离单单井集气站原理流程图图 一 1 从井场装置来的采气管线 2 天然气进站截断阀 3 天然气加热炉 4 分离器压力调控节流阀 5 气 油 水三相分离器 6 天然气孔板计量装置 7 天然气出站截断阀 8 集气管线 9 液烃 或水 液位控制自动放液阀 10 液烃 或水 的流量计 11 液烃 或水 出站截断阀 12 放液烃管线 13 水液位控制自动放液阀 14 水流量计 15 水出站截断阀 16 放水管线 Date 图图 3 4 常温分离单单井集气站原理流程图图 二 1 从井场装置来的采气管线 2 天然气进站截断阀 3 天然气加热炉 4 分离器压力调控节流阀 5 气 油 水三
9、相分离器 6 天然气孔板计量装置 7 天然气出站截断阀 8 集气管线 9 液烃或水的液位控制自动排放阀 10 液烃烃或水的流量计计 11 液烃烃或水出站截断阀阀 12 放液烃烃或放水管线线 Date 储运工程系 曹学文 四 气田集输站场工艺流程 常温分离单井集气站分离出来的液烃或水 根据量的多少 采用车运或管输方式 送至液烃加工厂或气田水处理厂进行 统一处理 常温分离单单井集气站通常是设设置在气井井场场 两种流程不 同之处处在于分离设备设备 的选选型不同 前者为为三相分离器 后者为为 气液分离器 因此其使用条件各不相同 前者适用于天然气中 液烃烃和水含量均较较高的气井 后者适用于天然气中只含水
10、或液 烃较烃较 多和微量水的气井 2 常温分离多井集气站流程 Date 图图 3 5 常温分离多井集气站原理流程图图 一 Date 图图 3 6 常温分离多井集气站原理流程图图 二 Date 储运工程系 曹学文 四 气田集输站场工艺流程 常温分离多井集气站一般有两种类型 如图3 5和图3 6所 示 两种流程的不同点在于前者的分离设备是三相分离器 后者 的分离设备是气液分离器 两者的适用条件不同 前者适用于天 然气中油和水的含量均较高的气田 后者适用于天然气中只有较 多的水或较多的液烃的气田 图图3 5和图图3 6所示仅为仅为 两口气井的常温分离多井集气站 多井集气站的井数取决于气田井网布置的密
11、度 一般采气管线线的 长长度不超过过5km 井数不受限制 以集气站为为中心 5km为为半径 的面积积内 所有气井的天然气处处理均可集于集气站内 图图 3 5 中管线线和设备设备 与图图 3 3 相同 图图 3 6 中管线线和设设 备备与图图 3 4 相同 Date 储运工程系 曹学文 四 气田集输站场工艺流程 2 低温分离集气站流程 低温分离集气站的功能有四个 1 收集气井的天然气 2 对收集的天然气在站内进行低温分离以回收液烃 3 对处理后的天然气进行压力调控以满足集气管线输压要求 4 计量 Date 储运工程系 曹学文 四 气田集输站场工艺流程 所谓低温分离 即分离器的操作温度在0 以下
12、通常 为 4 20 天然气通过低温分离可回收更多的液烃 为了要取得分离器的低温操作条件 同时又要防止在 大差压节流降压过程中天然气生成水合物 因此不能采用 加热防冻法 而必须采用注抑制剂防冻法以防止生成水合 物 天然气在进入抑制剂注入器之前 先使其通过一个脱 液分离器 因在高压条件下操作 又称高压分离器 使存 在于天然气中的游离水先行分离出去 Date 储运工程系 曹学文 四 气田集输站场工艺流程 为了使分离器的操作温度达到更低的程度 故使天然气在 大差压节流降压前进行预冷 预冷的方法是将低温分离器顶部 出来的低温天然气通过换热器 与分离器的进料天然气换热 使进料天然气的温度先行下降 因闪蒸分
13、离器顶部出来的气体中 带有一部分较重烃类 故使之随低温进料天然气进入低温分离器 使这一部分重烃能 得到回收 Date 储运工程系 曹学文 四 气田集输站场工艺流程 比较典型的两种低温分离集气站流程分别如图 3 7 和图3 8 所示 图3 7流程图的特点 是低温分离器底部出来的液烃和抑制剂 富液混合物在站内未进行分离 图3 8流程图的特点 是低温分离器底部出来的混合液在站内 进行分离 前者是以混合液直接送到液烃稳定装置去处理 后者是将液烃和抑制剂富液分别送到液烃稳定装置和富液 再生装置去处理 Date 图图 3 7 低温分离集气站原理流程图图 一 1 采气管线 2 进站截断阀 3 节流阀 4 高
14、压分离器 5 孔板计量装置 6 装置截断阀 7 抑制剂注入器 8 气一气换热 器9 低温分离器 10 孔板计量装置 11 液位调节阀 12 装置截断阀 13 闪蒸分离器 14 压力调节阀 15 液位控制阀 16 液位控制阀 17 流量计 Date 储运工程系 曹学文 四 气田集输站场工艺流程 图图3 7流程图图所示 井场场装置通过过采气管线线1输输来气体经经 过进过进 站截断阀阀2进进入低温站 天然气经过节经过节 流阀阀3进进行压压力调调 节节以符合高压压分离器4的操作压压力要求 脱除液体的天然气经经 过过孔板计计量装置5进进行计计量后 再通过过装置截断阀阀6进进入汇汇气 管 各气井的天然气汇
15、汇集后进进人抑制剂剂注入器7 与注入的雾雾 状抑制剂剂相混合 部分水汽被吸收 使天然气水露点降低 然 后进进入气一气换热换热 器8使天然气预预冷 降温后的天然气通过节过节 流阀进阀进 行大差压节压节 流降压压 使其温度降到低温分离器所要求的 温度 从分离器顶顶部出来的冷天然气通过换热过换热 器8后温度上升 至0 以上 经过经过 孔板计计量装置10计计量后进进入集气管线线 Date 储运工程系 曹学文 四 气田集输站场工艺流程 从高压分离器4的底部出来的游离水和少量液烃通 过液位调节阀11进行液位控制 流出的液体混合物计 量后经装置截断阀12进入汇液管 汇集的液体进入闪 蒸分离器13 闪蒸出来的
16、气体经过压力调节阀14后进 入低温分离器9的气相段 闪蒸分离器底部出来的液体 再经液位控制阀15 然后进入低温分离器底部液相段 从低温分离器底部出来的液烃和抑制剂富液混合液 经液位控制阀16再经流量计17 然后通过出站截断阀 进入混合液输送管线送至液烃稳定装置 Date 图图 3 8 低温分离集气站原理流程图图 二 1 加热热器 2 三相分离器 3 液位控制阀阀 4 流量 计计 5 气 液换热换热 器 6 液位控制阀阀 7 流量计计 Date 储运工程系 曹学文 四 气田集输站场工艺流程 图图3 8流程图图与图图3 7流程图图所不同之处处是 从低温分离 器底部出来的混合液 不直接送到液烃稳烃稳 定装置去 而是经过经过 加热热器1加热热升温后进进入三相分离器2进进行液烃烃和抑制剂剂分离 液烃烃从三相分离器左端底部出来 经过经过 液位控制阀阀3再经经流量 计计4然后通过过气 液换热换热 器5与低温分离器顶顶部引来的冷天然气 换热换热 被冷却 降温到O 左右 最后 液烃烃通过过出站截断阀阀 由管线线送至稳稳定装置 从三相分离器右端底部出来的抑制剂剂富 液经经液位控制阀阀6再经经流量计计7后
