天然气集输的系统之集输管网.doc

感谢阿果石油论坛整理提供天然气集输系统之集输管网一、集输管网的构成集输管网是由不同管径、不同壁厚的金属或非金属管道构成的大面积网状管道结构。它覆盖气田区域内所有的气井，为气井产出的天然气提供通向各类站场并最终通向天然气处理厂的通道，是天然气集输系统中不可缺少的主要生产设施。按具体用途和输送条件的不同，集输系统管道可分为如下4类：(一)采气管道1作用采气管道是指气井与集气站之问的连接管道，其作用是将单井或相互临近的一组气井产出的天然气汇集到集气站。2工作特点采气管道所输送的是井口产出后未经气液分离的天然气，其中不同程度地含有液相水、重烃凝液、固体颗粒等杂质，还含有H2S、CO2、等腐蚀性物质。为了缩小管道和设备的尺寸，节省钢材和利用压力能，整个采气过程又常常是在比较高的工作压力下进行。被输送介质的清洁程度差，工作压力高、腐蚀性强，管径相对较小和输送距离较短是采气管道工作的一般特点。(二)集气支线1作用集气支线是指集气站(或单井站)到集气干线管道入口的管道，其作用是将在集气站(或单井站)经过预处理的天然气输送到集气干线中去。2工作特点所输送介质是已在集气站(或单井站)经过气液分离符合天然气处理厂要求的天然气，气质条件比采气管道好，通常工作压力也比采气管道低。但除非已在集气站或脱水站脱水，该天然气在一定的压力和温度下仍处于被水饱和的湿状态。管径一般比采气管道大，输送距离则取决于集气站(或单井站)与集气干线的距离。(三)集气干线1作用集气干线的作用是接纳各集气支线输来的天然气，将它们最终汇集到天然气处理厂净化厂。2工作特点集气干线的气质条件、工作压力与集气支线基本一致，管径在集输管网中为最大。它可以是等直径的，也可以由不同管径的管段组合而成。变径设置时，随进气点数目的增多和流量的增加而加大其管径。(四)采集管道目前，在许多含气面积不大，产量高、气质好的气田，常采用一级布站模式，即没有上述定义的采气管道和集气支、干线，井口天然气通过采集管道直接进入处理厂。二、集输管网的结构形式集输管网按其连接的几何方式可分为：放射状管网、树枝状管网、环形管网以及由它们组合而成的组合型管网。(一)集气支干线的结构形式1树枝状结构(1)特点沿集气干线两侧分支引出若干集气支线，集气支线又可同样派生下一级的集气支线，各集气支线的末端与集气站或单井站相连，由此形成树枝状管道网络。灵活和便于扩展，是这类管网结构的特点。(2)适用场合当气井在狭长的带状区域内分布时宜采用这种结构。沿产气区长轴方向布置集气干线后，两侧分枝的集气支线易于以距离最短的方式通向集气站(或单井站)，再通过采气管道与集气站所辖的各产气井相连接。但实际生产中完全采用树枝状集输管网的情况并不多，常与后面叙述的其他管网结构方式并用，特别是与放射状管网结构并用。榆林气田长北区采用了这种结构。2。放射状结构(1)特点从气田中心(处理厂)向四周给定点辐射的方式引出若干集气干线，再以同样的方式从这些管道的末端引出集气支线。按这种方法形成的，以主辐射点为中心的管道网络结构称为放射状管网结构。(2)适用场合适宜在气井相对集中，气井分布区域的长轴和短轴尺寸相近，气体处理可以在产气区的中心部位处设置时采用。单独依靠这种方式构成集输管网的情况不多，也是常常与树枝状结构并用。3环状结构(1)特点集气干线在产气区域内首尾相连呈环状，环内和环外的集气站、单井站以距离最短的方式通过集气支线与环状集气干线连接。这种集气干线设置方式的特有优点是各进气点的进气压力差值不大，而且环管内各点处的流动可以在正、反两个方向进行。(2)适用场合当产气区域的面积大，但长轴和短轴方向的尺寸差异小，且产气井大多沿产气区域周边分布时，采用环状结构管网常常是有利的。它使环状干线上各进气点的压力差值降低，并提高了集输生产过程中向天然气处理厂连续供应原料气的可靠性。4组合式结构各种管网结构形式具有各自的优缺点，适用于不同的具体使用场合。大部分集输管网采用包括树枝状、放射状和环状结构在内的组合结构形式，尤以前两种结构的组合应用最为常见，如苏里格气田、靖边气田采用了这种结构。(二)采气管道的结构形式采气管线数量比集气管线数量多。与集气管网一样，采气管网也可分为不同的进站结构，主要有单井直接进站结构、井丛进站站结构、单井串接进站结构和阀组进站结构。1单井直接进站结构单井直接进站是目前在气田中应用最广的模式，是典型的放射状管网，靖边气田采用了单井直接进站的多井集输模式，该模式可以大大简化井口工艺。2井丛进站站结构在开发部署时，通过钻斜井方式把相邻的几口气井集中布置在1个井场。目前，罗家寨气田最多的井场布置了3口气井；长北气田1座井丛布置13口气井，苏里格气田1座井场常常布置了37口气井，其结构也多为放射状。3单井串接进站结构单井串接是通过采气管道把相邻的几口气井串接到采气干管汇合后集中进入集气站，是树枝状与放射状组合结构，目前苏里格气田、山西沁水盆地煤层气田广泛采用了这种结构。单井串接进站的结构模式主要有两种：(1)井间串接模式单井采气管道就近接人临近井场，气井顺序相连，根据气井的布置，采气干管按不同方位呈放射状进入集气站。根据辖井数的多少，一般建设512条采气干管。(2)就近插入模式根据气井的分布，按相对固定的方向，敷设采气干管，单井采气管道以最短的距离垂直就近接人临近的采气干管。4阀组进站结构把相邻的几口单井集中输送至附近阀组，在阀组对气体进行初步处理后再输送至集气站，是放射状的组合结构，目前在苏里格气田和煤层气领域中有少量应用。三、集输管网的设置原则(一)满足气田开发方案对集输管网的要求1以气田开发方案提供的产气数据为依据产气区的地理位置、储层的层位和可采储量；开发井的井数、井位、井底和井口的压力和温度参数(包括井口的流动压力和流动温度)；各气井的天然气组分、开采中的平均组分构成气井凝液和气田水的产出量和组分构成，以上数据是气田开发方案编制的依据，也是集输管网建设所需的基础数据。2按气田开发方案确定集输管网的建设规模开发方案根据气田的可采储量、天然气的市场需求和适宜的采气速度，对气田开发的生产规模、开采期、年度采气计划、各气井的日产量、最终的总采气量和采收率作了具体规定。集输管网的建设规模应与天然气开发方案确定的生产规模相一致。(二)与集输站场设置相协调集输管网的设置与集输工艺技术的应用、生产流程的安排和站场的合理布置要求密切相关。采用不同的集输工艺和不同的集输站场设置方案会对集输管网设置提出不同的要求，会带来有利和不利的因素，影响到集输管网的总体布置和建设投资。通过优化组合集输管网和站场建设方案可将这两项工程建设的总投资额降到最低。(三)天然气总体流向合理天然气集输管网的最终输送目的地是天然气处理厂，经处理后的商品天然气再输送到天然气用户区。集输管网内的天然气总体流向不但要与产气区到处理厂的方向相一致，还应与产气区到主要用户区的方向相一致。为此要把集输管网设置和天然气处理厂的选址结合起来，把处理厂选址在产气区与主要用户区之间的连线上或与这个连接尽可能接近的区域，并力求处理厂与产气区的距离