第三章--天然气集输工艺流程PPT课件

1，08.06.2020，第三章天然气集输工艺1，气井产品2，气田集输系统工作范围和工作内容3，气田井场工艺4，气田集输站工艺5，气田集输工艺制定2，08.06.2020，第一，气井产品，第一，气井生产的材料，除天然气外，一般含有液体和固体材料。液体包括液态烃和产出水。气田水还包括游离水和冷凝水。在气田开发的初始阶段，游离水一般不会出现，但在少数气田中，游离水也是在开发的初始阶段从含有天然气的气井中提取的。冷凝水是高压高温地层中天然气所含的饱和水蒸气。当生产天然气时，天然气中的饱和水蒸气冷凝成液体，并随着温度和压力的变化而释放出来，这是由于压力和温度的降低。液态烃的另一个原因是，在天然气生产后，随着气液平衡条件的变化，一些较重的烃被冷凝成液体并沉淀下来。然而，对于组成属于干气范围的天然气，从气井中提取后没有液态烃沉淀。3，08.06.2020，1。气井产品的性质、机械杂质：固体物质包括钻屑、砂、酸化残渣和其他天然气、有无产出水以及产出水的性质与气田集输工艺的制定密切相关。气田水分为底水(或边水)和束缚水。气藏中与天然气共存的水称为产出水。存在于气藏边缘并在天然气底部形成的气层水称为边水或底水。一部分水被称为结合水，因为它受气层中岩石颗粒的粘附力或超毛细孔隙的作用力的影响，并且在产气过程中不随气流流动。气田水通常含盐量高，一般在10g/L以上，4，08.06.2020。一是气井产品，二是气田集输系统的工作范围和内容。天然气从气井中提取，经减压、分离、除尘、脱液后，通过集气支线和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。当天然气含有H2S和H2O时，由天然气处理厂脱硫脱水后输送至长输管道首站。气田集输系统的工作是收集天然气，对天然气进行降压、分离和净化，以满足管道输送的要求，然后将天然气输送到长输管道。5，08.06.2020，3。气田井场工艺流程，3。气田井场工艺。气田集输过程是表达天然气流向和处理天然气的技术方法。气田集输过程分为井场过程和气田集输站过程。气田集气站工艺流程分为单井集输流程和多井集输流程。根据天然气分离的温度条件，可分为常温分离过程和低温分离过程。储气构造、地形、自然条件、气井压力和温度、天然气成分以及油和水含量等因素各不相同，适用于这些因素的集输工艺也各不相同。这里将只描述典型和常见的过程。气田井场最重要的设备是采气树，采气树是由闸阀、四通(或三通)等部件组成的管汇。有节流阀、压力和温度测量仪器、加热或酒精注射设备等。井场设备有三大功能：(1)调控气井产量；(2)调控天然气输送压力；(3)防止天然气形成水合物。7，08.06.2020，3。气田井场工艺是典型的井场安装工艺，目前现场常用的有两种。一是过程图3-1加热防冻井场设备及1气井原理流程图；2采气树针阀；3加热炉；4气井生产控制节流阀；5加热炉；6气体传输压力控制节流阀，9，08.06.2020，III。气田井场流程。如图3-1所示，天然气从针阀出来后进入井场装置。首先，它被加热炉3加热和预热。然后，通过第一级节流阀(气井生产控制节流阀)4对其进行调节和减压。天然气被加热器5加热并再次升温，第二级节流阀(输气压力控制节流阀)6被减压以满足采气管道的启动压力的要求。图3-2 1缓蚀剂注入器注入缓蚀剂的井场设备原理流程图；11，08.06.2020，三。气田井场流程，如图3-2所示。流程图中的抑制剂注射器1取代了图3-1中的加热炉3和5。流经喷射器的天然气与抑制剂混合，部分饱和水蒸气被吸收，天然气的水露点相应降低。通过一级节流阀(气井生产控制阀)，控制气体体积并减压。然后通过二级节流阀(输气压力控制阀)减压，以满足采气管道的启动压力要求。12，08.06.2020，4。气田集输站工艺流程，4。气田集输站工艺流程气田集输站工艺流程是表达各站的工艺方法和过程。表达的内容包括物料平衡、设备类型和生产能力、操作参数、操作条件控制方法和仪表设备等。1.常温分离集气站的功能是从气井中收集天然气。站内收集的天然气进行气液分离处理；对处理后的天然气进行压力控制，以满足集气管道的压力输送要求；测量。目前，我国常用的常温分离集气站工艺有几种：(1)常温分离单井集气站工艺，图3-3常温分离单井集气站原理流程图(1)，井场设备1条采气管线；2-天然气入口截止阀；3-天然气加热炉；4分离器压力调节节流阀；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集气管道；9液态烃(或水)液位控制自动排放阀；10液态烃(或水)流量计；11液态烃(或水)出站截断阀；12排烃管道；13水位控制自动排水阀；14水流量计；15出水截止阀；16排水管。图3-4常温分离单井集气站(2)和井场设备1采气管线原理流程图。2天然气进站切断阀；3天然气加热炉；4分离器压力调节节流阀；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集气管道；9液态烃或水位控制自动排放阀；10液态烃或水流量计；11液态烃或水的出站截断阀；12排放碳氢化合物或排放管道。在气田集输站的工艺流程中，常温下从单井集输站分离出来的液态烃或水应通过卡车或管道输送到液态烃处理厂或气田水处理厂，按量进行统一处理。常温分离单井集气站通常位于气井井场。这两种工艺的区别在于不同类型的分离设备。前者是三相分离器，后者是气液分离器。因此，它们的操作条件是不同的。前者适用于一氧化碳含量高的气井图3-5和3-6显示了仅用于两个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局的密度。一般情况下，采气管道长度不超过5公里，井数不受限制。以集气站为中心，半径5公里，所有气井的天然气处理都可以在集气站进行。图3-5中的管道和设备与图3-3中的相同，图3-6中的管道和设备与图3-4中的相同。19，08.06.2020，4。气田集输站工艺流程；2.低温分离集气站工艺流程低温分离集气站有四个功能：(1)从气井收集天然气；(2)在站内低温分离收集的天然气以回收液态烃；(3)调节处理后天然气的压力，以满足集气管道的压力输送要求；(4)测量。20，08.06.2020，4。气田集输站工艺流程，即所谓的低温分离，即分离器的操作温度低于0，通常为-4 -20。天然气可以通过低温分离回收更多的液态烃。为了获得分离器的低温操作条件，同时防止天然气在大压差节流降压过程中形成水合物，不能采用加热防冻法，但必须采用抑制剂注入防冻法来防止水合物的形成。在天然气进入抑制剂注入器之前，它通过一个脱液分离器(也称为高压分离器，因为它在高压条件下运行)来分离天然气中存在的游离水。为了将分离器的操作温度降低到较低的水平，天然气在节流和在大的压差下减压之前被预冷却，通过使低温天然气从低温分离器的顶部通过热交换器与分离器的原料天然气进行热交换，使得原料天然气的温度首先降低。由于闪蒸分离器顶部的气体中含有一些较重的碳氢化合物，它将与低温原料天然气一起进入低温分离器，以便回收这部分重碳氢化合物。22，08.06.2020，4。气田集输站工艺流程。图3-7和图3-8分别显示了两种典型的低温分离收集站工艺。图3-7的流程图的特征在于，来自低温分离器底部的液态烃和富含抑制剂的液体混合物不在站内分离。图3-8流程图的特点是低温分离器底部的混合液体在站内分离。前者将混合液直接送至液态烃稳定装置进行处理，而后者将液态烃和富含抑制剂的液体分别送至液态烃稳定装置和富液再生装置进行处理。图3-7低温分离集气站(一)，1采气管线2入口截断阀3节流阀4高压分离器5孔板计量装置63单元截断阀7-抑制剂注射器83气-气热交换器9低温分离器10孔板计量装置11液位调节器12原理流程图气田集输站工艺流程。如图3-7的流程图所示，从井场设备通过气体生产管线1输送的气体通过入口截止阀2进入低温站。天然气通过节流阀3进行压力调节，以满足高压分离器4的操作压力要求。除去液体的天然气由节流孔计量装置5计量，然后通过装置截断阀6进入歧管。在来自每个气井的天然气被收集之后，抑制剂注射器7与注入的雾抑制剂混合，并且部分水蒸气被吸收以降低天然气水的露点，然后天然气水进入气-气热交换器8以预冷却天然气。冷却后的天然气是来自闪蒸分离器底部的液体通过液位控制阀15，然后进入低温分离器底部的液相区。来自低温分离器底部的液态烃和富含抑制剂的液体的混合液体通过液位控制阀16，然后通过流量计17，然后通过出站截止阀进入混合液体输送管道，被送到液态烃稳定装置。图3-8低温分离集气站(2)，1加热器2三相分离器3液位控制阀4流量计53气液换热器6液位控制阀7流量计27，08.06.2020，4的原理流程图。气田集气站工艺流程图，图3-8的流程图与图3-7的流程图的不同之处在于，来自低温分离器底部的混合液不直接送至液态烃稳定装置，而是由加热器1加热后进入三相分离器2，将液态烃与抑制剂分离。液态烃从三相分离器左端的底部出来，通过液位控制阀3，通过流量计4，然后通过气液换热器5与从低温分离器顶部抽出的冷天然气进行换热，冷却到0左右。最后，液态烃通过出口截断阀输送到稳定塔。来自三相分离器右端底部的富含抑制剂的液体通过液位控制阀6和流量计7，然后通过出站截止阀送至抑制剂再生装置。28，08.06.2020，4。气田集输站工艺流程，由于低温分离器的低温是由天然气大压差节流降压产生的节流效应获得的。因此，高压分离器的操作压力根据低温分离器的操作温度来确定。工作温度取决于气井的温度和采气管道的输送温度，通常在常温下考虑。闪蒸分离器的操作压力取决于低温分离器的操作压力。工作温度取决于高压分离器的工作温度。三相分离器的操作压力根据稳定器的操作压力确定。操作温度根据稳定剂中液相的沸点和最高进料温度确定。29，08.06.2020，4。两种低温分离工艺(图3-7和图3-8)的选择取决于天然气的组成、低温分离器的操作温度以及稳定装置和浓缩再生装置的工艺设计要求。低温分离器的操作温度越低，越多的轻组分溶解成液态烃。在这种情况下，建议采用图3-7所示的低温分离工艺。30，08.06.2020，5。气田集输工艺的制定。气田集输工艺的制定1。制定集输工艺的技术依据主要来自两个方面的数据：(1)气田开发方案；(2)最近收集的代表性气井动态数据。(1)气井产品。井口条件下的天然气采样分析数据、石油分析评价数据、水分析数据等。(2)