气田集输工艺资料课件.ppt
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1、,气田集输工艺,气田集输工艺,第一节 气田集输系统的定义和工作内容第二节 气井产物第三节 气田井场工艺第四节 气田集输站场工艺第五节 气田集输流程制定原则第六节 工程案例分析,气田集输工艺,第一节 气田集输系统的定义和工作内容,什么是“气田集输系统”?天然气从气井采出,经过调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。气田集输系统的工作内容有哪些?收集天然气,并经过调压、分离、净化使天然气达到符合管输要求的条件,然后输往长输管道。,气田集输工
2、艺,气田集输流程是天然气流向和处理天然气的工艺方法的说明。包括井场流程和气田集气站流程。由于储气构造、地形地物条件、自然条件、气井压力、气井温度、天然气组成以及含油含水情况等因素是千变万化的,适应这些因素的气田天然气集输流程也是多种多样的。这里仅对较为典型和常见的流程加以描述。,第一节 气田集输系统的定义和工作内容,气田集输工艺,第二节 气井产物,气田集输工艺,气井产物,除天然气外一般含有液体和固体物质。天然气的性质、气田水的有无以及气田水的性质,与气田集输流程的制定有着密切的关系。液体物质包括液烃和气田水。液烃也是由于天然气被采出后,随着气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
3、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。固体物质:包括岩屑、砂、酸化处理后的残存物等。,第二节 气井产物,气田水分为底水(或边水)和束缚水两类,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。边水或底水:存在于气藏边缘和衬托在天然气底部的气层水。束缚水: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。气田水通常有较高的矿化度,一
4、般在10gL以上。,气田集输工艺,第三节 气田井场工艺,在井场上,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。,气田集输工艺,第三节 气田井场工艺,气田集输工艺,井场装置具有三种功能:调控气井的产量;调控天然气的输送压力;防止天然气生成水合物。比较典型的井场装置流程,也是目前现场通常采用的有两种类型。加热天然气防止生成水合物的流程;注入抑制剂防止生成水合物的流程。,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,加热防冻的井场装置原理流程图,气田集输工艺,天然气从针形
5、阀出来后进入井场装置,首先通过加热炉3进行加热升温,然后经过第一级节流阀(气井产量调控节流阀)4进行气量调控和降压,天然气再次通过加热器5进行加热升温,和第二级节流阀(气体输压调控节流阀)6进行降压以满足采气管线起点压力的要求。,第三节 气田井场工艺,井场加热防冻流程一般适用于气井产量较小的井场装置,压力小于30MPa的高压气井,产量小于1105m3/d。,第三节 气田井场工艺,气田集输工艺,注抑制剂防冻的井场装置原理流程图,气田集输工艺,第三节 气田井场工艺,1-抑制剂注入器,流程图中的抑制剂注入器替换了上图中的加热炉 3 和 5,流经注入器的天然气与抑制剂相混合,一部分饱和水汽被吸收下来,
6、天然气的水露点随之降低。经过第一级节流阀(气井产量调控阀)进行气量控制和降压。再经第二级节流阀(气体输压调控阀)进行降压以满足采气管线起点压力的要求。,井场注抑制剂流程一般当产量大于1105m3/d时,宜采用注抑制剂防止水合物的井场流程,但同时应与集气站的流程配套。,第三节 气田井场工艺,气田集输工艺,第四节 气田集输站场工艺,气田集输工艺,气田集输站场工艺表达的是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。气田集气站场工艺分为单井集输工艺和多井集输工艺。按其天然气分离时的温度条件,可分为常温分离工艺和低温分离工艺
7、。,什么是常温分离工艺?天然气在分离器操作压力下,以不形成水合物的温度条件下进行气-液分离,称为常温分离。分离出的气体送入气田集输管线系统;分离出的液体(水或/和液烃)送入储水罐(池)或/和液烃储罐。什么是低温分离工艺?在很多情况下,天然气采气压力远高于外输压力。利用天然气在气田集输过程出现的大差压节流降压所产生的节流效应(焦耳-汤姆逊效应)达到的低温条件,通常为-4-20。在此条件下进行气体和水或/和液烃分离,称为矿场低温分离。,第四节 气田集输站场工艺,气田集输工艺,气田集输工艺,第四节 气田集输站场工艺,1.常温分离集气站功能:收集气井的天然气(集气);对收集的天然气在站内进行气液分离处
8、理(分离);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(调压);计量;防止水合物的形成。我国目前常用的常温分离集气站有以下2种:常温分离单井集气站流程;常温分离多井集气站流程。适用条件:对于硫化氢含量低(约在0.5%以下)和凝析油含量不多的天然气(气质条件好),可以采用常温分离的集气站流程。在集气站内主要进行节流调压、分离、计量等操作。,常温分离单井集气站:有两种典型的流程型式。一种流程为气、油和水三相分离,适用于天然气中油和水含量都较多的气井。另一种为流程为气液二相分离,适用于天然气中含水量或含油量较多的气井。,第四节 气田集输站场工艺,第四节 气田集输站场工艺,气田集输工艺,常
9、温分离单井集气站原理流程图(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。,操作温度要比分离器操作压力条件下水合物形成温度高35.,第四节 气田集输站场工艺,常温分离单井集气站原理流程图(二),气田集输工艺,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
10、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-液烃或水的液位控制自动排放阀;10-液烃或水的流量计;11-液烃或水出站截断阀;12-放液烃或放水管线。,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。常温分离单井集气站通常是设置在气井井场。两种流程不同之处在于分离设备的选型不同,前者为三相分离器,后者为气液两相分离器,因此其使用条件各不相同。适用条件:前者适用于天然气中液烃和水含量均较高的气井;后者适用于天然气中只含水或液烃较多和微量水的气井。,第四节 气田集输站场工艺
11、,气田集输工艺,常温分离多井集气站与常温分离单井集气站流程原理相同,一般也有两种类型。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。,第四节 气田集输站场工艺,气田集输工艺,第四节 气田集输站场工艺,气田集输工艺,常温分离多井集气站原理流程图(一),常温分离多井集气站原理流程图(二),气田集输工艺,第四节 气田集输站场工艺,图中所示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度,一般采气管线的长度不超过5km,井数不受限制。
12、以集气站为中心,5km为半径的面积内,所有气井的天然气处理均可集于集气站内。,第四节 气田集输站场工艺,气田集输工艺,常温分离多井轮换计量流程,第四节 气田集输站场工艺,气田集输工艺,常温集气多井轮换计量流程适用于单井产量较低而井数较多的气田。全站按井数多少设置一个或数个计量分离器供各井轮换计量;再按集气量多少设置一个或数个生产分离器,分离器供多井共用。四川川中的磨溪气田气井多,单井产气量小(平均单井气量1.49104m3/d)又属于同一产层,因此除试验区26口井作连续分离计量外,其余85口井采用轮换分离计量。,第四节 气田集输站场工艺,气田集输工艺,第四节 气田集输站场工艺,气田集输工艺,2
13、.低温分离集气站流程功能:收集气井的天然气;对收集的天然气在站内进行低温分离以回收液烃,使管输天然气的烃露点达到管输标准要求,防止烃凝析出影响管输能力;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。提高硫磺生产的质量计量。适用条件:压力高;产气量大;含量较高的硫化氢、二氧化碳和凝析油。该工艺通常适用于富气的分离。对于贫气,在通过气-液平衡计算,表明低温分离工艺对液烃回收具有经济价值时,则应采用低温分离工艺。,第四节 气田集输站场工艺,气田集输工艺,2.低温分离集气站流程低温分离:分离器的操作温度在0以下,通常为-4-20。天然气通过低温分离可回收更多的液烃。获取低温的方法:节流膨胀制冷法
14、热分离机制冷法透平膨胀机外加冷源法等目前主要利用天然气本身的压力能进行膨胀,从而降低天然气温度,以节流膨胀应用最为广泛。,第四节 气田集输站场工艺,2.低温分离集气站流程节流膨胀分离集气的特点:流程和设备简单,没有运动部件;连续运行可靠性高,操作维护方便;操作弹性大,可在设计值的50120%范围内正常操作;适应高压,大流量条件下的操作,流量和压力易于调节。,气田集输工艺,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,
15、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。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。,第四节 气田集输站场工艺,气田集输工艺,第四节 气田集输站场工艺,2.低温分离集气站流程低温分离集气站流程分为两种类型:液烃和甘醇富液在站内经过分离后分别输至液烃稳定装置和甘醇再生装置处理;液烃和甘醇富液在站内不进行分离,以混合方式出料,将混
16、合液直接输至液烃稳定处理。,气田集输工艺,第四节 气田集输站场工艺,气田集输工艺,低温分离集气站典型流程(一),操作压力:根据集气管线的输压确定操作温度:根据天然气组成和液烃回收率、矿场回收条件和稳定工艺的特点确定。,流程解释:井场装置通过采气管线1输来气体经过进站截断阀2进入低温站。天然气经过节流阀3进行压力调节以符合高压分离器4的操作压力要求。脱除液体的天然气经过孔板计量装置5进行计量后,再通过装置截断阀6进入汇气管。各气井的天然气汇集后进人抑制剂注入器7,与注入的雾状抑制剂相混合,部分水汽被吸收,使天然气水露点降低,然后进入气一气换热器8使天然气预冷。降温后的天然气通过节流阀进行大差压节
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