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《管道技術與設備雜志》2016年第5期

摘要:

針對杭錦旗氣田高液氣比氣井井間串接集氣距離長、管道壓損大的問題，文中用權重法估算了影響管道氣液混輸距離的因素，表明管道直徑是影響集氣距離的最重要因素，權重比約56．1%。根據杭錦旗氣田氣井生產參數，對不同采氣管道規格串接模式進行了研究，確定了適用于不同集氣量和串接井數的采氣管道規格系列，提出了直線式與輻射式相結合的井間串接模式，為杭錦旗氣田地面集輸站場和管網設計提供技術依據。

關鍵詞:

氣田低壓氣液混輸;采氣管道;井間串接;集氣半徑;直線式;輻射式

0引言

杭錦旗氣田采用“井下節流、帶液計量、串聯進站、常溫分離、二級增壓、集中脫水、降壓防堵”的低壓集輸工藝［1－2］。該工藝能有效地防止水合物生成，省去了水合物抑制劑加注工藝。井間串接低壓集輸工藝降低了地面投資［3］，在氣井投產壓力較低、壓降較快的杭錦旗氣田適用性較強［4］，但同時也存在一些問題。(1)根據相關文獻及設計規范［5－6］，采氣管道長度一般應為5～6km，但杭錦旗氣田開發前期井位部署較分散，有些氣井距集氣站較遠，采氣管道長度達到8km左右;(2)杭錦旗氣田采用水平井規模化開發技術，水平井產液量較高，正常生產水平井液氣比約1．55×10－4，同時杭錦旗氣田地形起伏較大，部分地區高差達100m，這使得采氣管道沿程壓力損失較大［7］，在井口設計壓力1．3MPa、進站壓力0．8～1．0MPa的設計條件下，制約了天然氣的輸送距離。為解決這一問題，有必要從影響氣液混輸距離的因素入手，尋求最佳解決途徑。

1氣液混輸距離影響因素分析

不同于蘇里格氣田的水平井［8］，杭錦旗氣田水平井產氣量較低，產液量較大，采氣管道處于氣液混輸的狀態，因此，在低壓條件下，管道持液率對氣液混輸距離的影響較大。在多相混輸管路中，氣液混輸距離主要影響因素有:管徑、液氣比、高差、產氣量［9－10］。根據杭錦旗氣田氣井的生產參數，采用Pipesim分別模擬各因素的影響情況(圖1～圖4)。為定量化各因素的影響程度，利用各影響因素變化曲線斜率的占比情況來粗略評價各因素的影響權重(表1)。從表1中可看出，影響杭錦旗氣田氣液混輸距離的影響因素中，管徑影響最大，其次為輸氣量、液氣比。因此，要使井間串接氣液混輸距離延長，降低地面投資，首先要考慮管道規格與輸送天然氣量的匹配［11］，即根據輸送天然氣量和開發井位部署，優選采氣管道規格，優化管道串接模式;其次可根據管道所經地形情況，參考沁水盆地煤層氣田的做法，在管線低點設置凝水缸［12］，避免管道積液。

2采氣管道串接模式研究

單井串接即通過采氣支管把相鄰幾口氣井串接起來匯合后集中進站，其主要好處是縮短了采氣管線長度，增加了集氣站管轄井數量，降低了管網投資，減少了對植被的破壞，提高了采氣管網對氣田開發的適應性［13］。根據杭錦旗氣田開發前期井位部署分散的特點，單井間串接形式［14］主要采用直線式串接和輻射式兩種形式。杭錦旗氣田水平井單井配產26000m3/d，液氣比1．55×10－4，在滿足采氣管道長8km時壓力損失0．3～0．5MPa的要求下，采用Pipesim軟件分別計算不同井數串接時應選用的管道規格，2井串接計算結果見表2。從表2可看出，DN65－DN100串接模式上游單管1km壓損接近0．1MPa，壓損較大，單井管道選用DN80合理，因此2井串接選擇DN80－DN100模式較合理。3井式串接需要考慮2種形式串接(直線式或輻射式)，考慮不同管徑選擇，對4種模式進行計算分析，串接模式和計算結果分別見圖5和表3。按照集氣半徑8km要求，根據井位部署具體情況，推薦選擇模式2或模式4，進站管線為DN125規格。同3井式串接模式分析方式類似，分別得到4井和5井串接的合理模式，見表4。結合上述分析，不同的集氣量選用的管道規格見表5，此集氣狀況下天然氣流速均在4～8m/s范圍內，可使天然氣正常攜液輸送［15］。考慮投資及采輸工藝要求，采氣管道規格一般不宜超過DN150，即串接井數不宜超過5口。采氣管道串接模式可根據具體井位部署情況采用枝狀和輻射狀相結合的形式，串接示意圖見圖6。

3結論

(1)影響管道氣液混輸距離最大的因素是管道規格的選擇，其次是輸氣量，要延長天然氣傳輸距離，首先要考慮管道規格與輸送天然氣量的匹配，即根據輸送天然氣量和開發井位部署，優選采氣管道規格，優化管道串接模式。

(2)杭錦旗低壓氣液混輸采氣管道規格根據集氣量不同，宜選用DN80～DN150規格的管道，串接井數不宜超過5口，串接模式采用直線式和輻射式相結合的模式。

參考文獻:

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作者:劉爭芬 季永強 彭杰 單位:中石化華北油氣分公司石油工程技術研究院