氣田單井移動計量分離器橇裝技術(shù)的應(yīng)用.docx

氣田單井移動計量分離器橇裝技術(shù)的應(yīng)用劉永茜 ,秦興述(中國石油工程設(shè)計有限公司西南分公司 ,四川 成都 610017)摘 要 :通過對某氣田單井移動計量分離器橇裝技術(shù)的應(yīng)用研究 ,提出降低氣田地面工程投資的突破點 ,形成針對多井?dāng)?shù)的單井集氣工藝的特殊建設(shè)模式和技術(shù) ,為國內(nèi)氣田地面建設(shè) 探索簡化流程 、優(yōu)化設(shè)計的新思路和方法 。關(guān)鍵詞 :單井移動計量分離器橇裝 ;單井集氣工藝 ;計量分離方法文章編號 :100625539 (2005) 0520001203文獻(xiàn)標(biāo)識碼 :B等外 ,在單井站內(nèi)采用移動計量分離器橇具有開創(chuàng)性的意義 。本研究以觀念更新來尋找技術(shù)突破口 , 跳出了目前國內(nèi)氣田開發(fā)地面工程的傳統(tǒng)模式 ,針 對具體氣田地面工程的特點 ,提出降低投資的突破 點 ,形成針對于多井?dāng)?shù)的單井集氣工藝 、特別是采用 混輸工藝的特殊建設(shè)模式和技術(shù) ,采用移動式單井 計量設(shè)施代替永久計量分離設(shè)施 ,從而減少設(shè)備的 數(shù)量 ,極大地降低了工程投資 ,氣田集輸工藝技術(shù)水 平得到了提高 ,為國內(nèi)氣田地面建設(shè)探索出簡化流 程 、優(yōu)化設(shè)計的新思路和方法 。0前言某天然氣區(qū)塊總面積 1 588 km2 ,位于西北某省區(qū) ,分 為 兩 個 開 發(fā) 區(qū) 域 , 第 一 開 發(fā) 區(qū) ( A 區(qū) ) 面 積1 411 km2 ,第二開發(fā)區(qū) (B 區(qū)) 面積 177 km2 。該氣 田地面設(shè)施包括 23 座單井站及從 23 座井站至中央 處理廠的天然氣采集氣管道系統(tǒng)和中央氣體處理 廠 。氣田設(shè)計產(chǎn)能為 30 108 m3 / a ( 20 , 1011325 k Paa) ,氣油比 8 10012 948 m3 / m3 。傳統(tǒng)的氣田開發(fā)地面建設(shè)工程目前還無法跳出 井口 、采氣管線 、集氣站 、集氣干線 、中央氣體處理廠( CP F) 和輸氣首站的模式 ,集氣站的工藝流程也停 留在井口節(jié)流 、加熱 (或注醇) 、分離 、計量的水平 ,要降低氣田開發(fā)地面建設(shè)工程投資的要求 ,除了優(yōu)化 氣田開發(fā)模式 、優(yōu)化集氣站工藝流程 、優(yōu)化管理模式1氣田集氣工藝方案說明該氣田氣井分布呈長條形 ,其范圍為東西長約66 km ,南北寬約 16 km ,大部分氣井間距達(dá)到 5 10 km ,詳見圖 1 :圖 1 氣田氣井布置圖收稿日期 :2005207229 ;修回日期 :2005208208作者簡介 :劉永茜 (19632) ,女 ,四川德陽人 ,高級工程師 ,畢業(yè)于西南石油學(xué)院油氣儲運專業(yè) ,主要從事石油天然氣油氣儲運設(shè)計工作 。電話 : (028) 86014912 。天然氣與石油22005 年由于該氣田氣井分布呈狹長形 ,若采用多井集氣 ,集氣支線將很長 ,且流向不順 ,投資高 ,故不考慮 放射狀的多井集氣工藝方案 。根據(jù)該氣田生產(chǎn)氣井井位分散 、氣井沿氣田東 西軸線均勻布置和呈狹長形的特點 ,采用枝狀集氣管網(wǎng)的單井集氣工藝方案 ,使東西集氣干線盡量靠 近氣井沿構(gòu)造長軸布置 ,將兩側(cè)各氣井的天然氣經(jīng) 集氣支線納入集氣干線并輸至 CP F 集氣裝置 ,不僅 單井集氣的支線比多井集氣的支線短 、投資省 ,而且 流向順暢 ,有利于氣田滾動開發(fā)和分期建設(shè) 。該氣田處于沙漠 ,自然條件惡劣 ,各井站采用無 人值守 、有人巡檢的管理模式 。氣田采用枝狀集氣 管網(wǎng) 、單井節(jié)流降壓 、各井場就地孔板連續(xù)計量 、移 動式計量分離器橇適時進(jìn)行計量比對 ,井口注醇 、氣 液混輸?shù)膯尉瘹夤に嚵鞒?。分離器對天然氣分離后進(jìn)行液體計量 ,按各井氣量大小折算各井產(chǎn)液量 。做法 2 :每口井設(shè) 1 套就地孔板流量計連續(xù)對 單井進(jìn)行計量 。當(dāng)就地孔板流量計的數(shù)據(jù)變化較大 時 ,可采用車載移動臥式氣液計量分離橇 ,利用橇體 上安裝的超聲波流量計對就地天然氣孔板流量計計 量的天然氣進(jìn)行計量比對 ,利用質(zhì)量流量計對折算 產(chǎn)液量進(jìn)行計量比對 。優(yōu)點 :可連續(xù)記錄氣井的各種參數(shù) ,精度高 。 缺點 :設(shè)備較 多 , 管 理 維 護(hù) 不 便 。特 別 是 做 法1 ,按各井氣量大小折算各井產(chǎn)液量準(zhǔn)確度差 。21112方案二 :計量管道 + CPF 集氣裝置輪換計量 適用條件 :適用于單井集氣流程 。做法 :氣田各單井站不設(shè)就地計量 ,敷設(shè)專用的 計量管道與集氣管道同溝敷設(shè)至 CP F 集氣裝 置 。在集氣站內(nèi)少于 10 口單井時可設(shè)置 1 臺計量分離器 ,每口單井間隔 510 d 測試一次產(chǎn)量 ,連續(xù)測量 時間不少于 24 h ,目的是通過測量 , 記錄氣井 24 h 之內(nèi)的產(chǎn)氣 、產(chǎn)液量 ,了解產(chǎn)氣 、產(chǎn)液波動情況 ,并計 算 24 h 內(nèi)的瞬時產(chǎn)量和平均產(chǎn)量 。優(yōu)點 :設(shè)備少 ,占地面積小 ,計量高度集中 ,管理維護(hù)方便 。缺點 :不能連續(xù)記錄每口井的各種參數(shù) ,需敷設(shè) 專用計量管道 ,投資高 。21113方案三 :單井非連續(xù)分離計量 適用條件 :適用于單井集氣流程 。做法 : 單井站采用車載移動臥式氣液計量分離 器 、間歇對各井分離計量 。每座單井站計量周期一般為 510 d ,每次計量的持續(xù)時間不少于 24 h 。計 量采用氣液計量 ,含液天然氣分離后氣計量為連續(xù) 計量 ,液計量為間歇放液計量方式 。優(yōu)點 :井場流程簡單 ,投資最省 。缺點 :操作復(fù)雜 ,勞動強度大 。由于高壓快開接 頭頻繁操作 ,容易造成泄漏 。21114方案四 :站內(nèi)輪換計量 適用條件 :適用于多井集氣流程 。做法 : 多口單井在集氣站內(nèi)設(shè)置 1 臺計量分離 器 ,每口井每隔 510 d 測試一次產(chǎn)量 ,連續(xù)測量時間不少于 24 h ,目的是通過測量記錄氣井 24 h 之內(nèi) 的產(chǎn)氣 、產(chǎn)液量 , 了解產(chǎn)氣 、產(chǎn)液波動情況 , 并計算24 h 的瞬時產(chǎn)量和平均產(chǎn)量 。優(yōu)點 :設(shè)備少 ,占地小 ,投資省 ,管理維護(hù)方便 。 缺點 :不能連續(xù)記錄每口井的各種參數(shù) 。2固定/ 移動井計量分離器工藝方案比選為評估氣井儲層性質(zhì) 、分析氣井生產(chǎn)能力 、了解 氣藏動態(tài) 、進(jìn)行氣藏地質(zhì)開發(fā)評價 ,按照中華人民共 和國氣田集氣工程設(shè)計規(guī)范S Y/ T 0010 - 96 的規(guī)定1:為滿足測試氣井的周期性 , 對天然氣計量的周期即是每計量一次的循環(huán)時間 ,亦即每隔 510 d對氣井測量一次計量 。計量持續(xù)時間是每次測量氣 井產(chǎn)量的連續(xù)時間 ,連續(xù)測量時間不少于24 h ,目的是通過測記氣井 24 h 之內(nèi)的產(chǎn)氣量 ,了解其產(chǎn)氣的波動情況 ,并計算 24 h 內(nèi)的瞬時產(chǎn)量和平均產(chǎn)量 。 井站分離器的設(shè)置是為了有效分離天然氣中的雜質(zhì) ,保證計量裝置的計量精度 。另外 ,通過分離器將天然氣中的氣相 、液相分開以便于對氣井生產(chǎn)的 物流分別計量 。因此 ,分離器的設(shè)置方式必須與采 用的計量工藝緊密結(jié)合起來進(jìn)行選擇 。211分離計量工藝方案簡介由于氣井的測試并不要求具有持續(xù)性 ,針對該 氣田采用混輸集氣工藝 ,氣井的計量通常有單井連 續(xù)分離計量 、單井非連續(xù)分離計量 、站內(nèi)輪換計量 、 計量管道 + 站內(nèi)輪換計量等計量方案 。21111方案一 :單井連續(xù)分離計量適用條件 :適用于單井或多井集氣流程 。做法 1 :每口井設(shè) 1 套就地孔板流量計 ,連續(xù)對 單井進(jìn)行天然氣計量 。在 CP F 集氣裝置通過氣液劉永茜 ,等 :氣田單井移動計量分離器橇裝技術(shù)的應(yīng)用3第 23 卷第 5 期212固定/ 移動計量分離器工藝方案比選由于該氣田井?dāng)?shù)多 、井口為無人值守 ,采用單井 混輸集氣工藝 ,單井站計量方案選擇分析如下 :21211單井連續(xù)分離計量做法 1 :利用 CP F 集氣裝置通過氣液分離器對 天然氣分離后進(jìn)行液體計量 ,按各井氣量大小折算各井產(chǎn)液量準(zhǔn)確度差 ,可操作性較差 ,不推薦采用 。做法 2 :每口井設(shè) 1 套就地孔板流量計 ,采用車 載移動臥式氣液計量分離器進(jìn)行計量比對 。該方案可連續(xù)記錄氣井的各種參數(shù) , 精度高 , 參與方案比選 。21212單井非連續(xù)分離計量適用條件 :適用于單井集氣流程 。做法 : 單井站采用車載移動臥式氣液計量分離 器 、間歇對各井分離計量 。由于高壓快開接頭頻繁 操作 ,容易造成泄漏 ,安全性較差 ,不推薦采用 。21213站內(nèi)輪換計量適用條件 : 不適用于單井集氣 流 程 , 不 推 薦 采 用 。21214計量管道 + CP F 集氣裝置輪換計量 適用條件 :適用于單井集氣流程 。設(shè)備少 ,占地面積小 ,計量高度集中 ,管理維護(hù)方便 ,參與方案比 選 。該氣田計量方案比選見表 1 。3移動計量分離器橇目前國內(nèi)外油氣井計量技術(shù)主要采用以分離器為主 ,配相應(yīng)的計量儀表 ,達(dá)到油氣兩相計量或油氣 水三相計量的目的 ,是油氣集輸工程的核心部分 。移動分離計量橇包括氣液分離器 、氣體流量計 、液體流量計 、管件 、油水分析儀 、相關(guān)閥門及儀表 ,它 們均集成于拖車上 。移動分離計量橇與天然氣管道連接采用高壓管道進(jìn)行現(xiàn)場連接 。311 技術(shù)思路橇底座采用移動式底盤 ,對井口含液天然氣進(jìn) 行兩相分離 ,自動排液 。計量采用兩相計量 ,氣相計量為連續(xù)計量 ,采用氣體超聲流量計對分離后的濕天然氣進(jìn)行計量 ,計量準(zhǔn)確度控制為 1 % 3 % ; 液 相計量為間歇放液計量 ,采用質(zhì)量流量計對分離后的含水凝析油進(jìn)行計量 。質(zhì)量流量計能夠直接測量流體質(zhì)量和密度 ,可計算出含水率和純油量 ,計量準(zhǔn) 確度控制為 5 % 8 % 。分離器采用臥式兩相分離 器 。312技術(shù)方案31211分離器結(jié)構(gòu)分離器采用重力沉降加分離構(gòu)件分離的結(jié)構(gòu) , 主筒體底部設(shè)積液包 。分離器內(nèi)構(gòu)件分為進(jìn)口緩沖 元件和內(nèi)部分離構(gòu)件 。緩沖元件采用波紋板 ,波紋 板結(jié)構(gòu)簡單 ,可以整流氣流和沉降液滴 。分離構(gòu)件 采用不銹鋼絲網(wǎng)結(jié)構(gòu) ,能有效地清除霧沫夾帶和進(jìn) 一步分離液相 。單井移動計量分離器橇流程見圖 2 。表 1 計量方案比選表方案一單井連續(xù)分離計量(就地孔析計量 + 移動 計量分離器)方案二計量管道 + CPF 集氣裝置輪換計量項目PN16M PaDN80就地孔板計量/ 套PN16M Pa 車載移 動計量分離器/ 臺PN16M Pa 800氣液分離器/ 臺108 9 計 量 管 道 (西干線) / km159 12 計量管 道 (東干線) / km投資/ 萬元232200212130201508002 667圖 2 單井移動計量分離器橇流程示意圖從表 1 比選結(jié)果可以看出 ,采用方案一投資最省 ,管理方便 ,因此每口井設(shè) 1 套就地孔板流量計 , 采用車載移動臥式氣液計量分離器的方案能夠滿足 氣田開發(fā)要求 。31212移動式底盤計量橇的移動采用帶牽引的四輪移動式拖車 ,特點是 :天然氣與石油Natural Ga s And Oil第 23 卷第 5 期2005 年 12 月Vol . 23 ,No . 5Dec. 2005用高斯積分法計算混油濃度周立峰 ,吳明(遼寧石油化工大學(xué) ,遼寧 撫順 113001)摘 要 :在成品油順序輸送過程中 ,兩種油品的交界面上勢必會產(chǎn)生混油 。為了減少由混油造成的損失 ,一方面應(yīng)優(yōu)化輸送設(shè)計方案 ;另一方面在混油切割時應(yīng)采取最佳處理方法 ,其 關(guān)鍵是要準(zhǔn)確了解混油段內(nèi)的混油濃度 。對成品油現(xiàn)有混油濃度的計算方法進(jìn)行了分析 ,提 出了用高斯積分法計算成品油混油濃度的新方法 ,并且用 VisualC + + 編制了混油濃度模擬計 算軟件 ,利用軟件可以計算出不同油品順序輸送的混油濃度 。高斯積分法不但計算準(zhǔn)確 ,而且 數(shù)值穩(wěn)定 ,可用于實際的成品油混油切割 。關(guān)鍵詞 :成品油 ;順序輸送 ;濃度 ;高斯積分法文章編號 :100625539 (2005) 0520004203文獻(xiàn)標(biāo)識碼 :A文從擴散理論出發(fā)推導(dǎo)出混油量計算公式 ,并用高斯積分法進(jìn)行了求解 ,得到了與實際情況比較吻合 的結(jié)果 。0前言隨著順序輸送時間的推移和混油段長度的不斷增加 ,其混油段內(nèi)濃度分布狀況也將不斷改變 。掌 握混油濃度隨時間和位置的變化規(guī)律 ,對管道終點 油庫及混油處理裝置的設(shè)計極為重要 ,是管道初步 設(shè)計時比較幾種方案經(jīng)濟(jì)效果的重要依據(jù) ,也是研究順序輸送技術(shù) 、指導(dǎo)作業(yè)調(diào)度和正確實施管道終 端切換的重要條件 。各國對順序輸送時在管道內(nèi)形 成的混油量的研究 ,有的是從生產(chǎn)實測數(shù)據(jù)出發(fā) ,有 的是從理論分析和推導(dǎo)出發(fā)并經(jīng)實驗數(shù)據(jù)修正 ,本混油濃度分析1 2假定全程平均流速為 v , 計算距終點距離 x 處 的混油濃度 。為了便于研究 ,采用運動坐標(biāo)系 ,其原 點位于混合區(qū)的中央 ,它沿管道以平均流速向前流 動 ,兩油品濃度相等 。運動坐標(biāo)系與以管道起點為原點的固定坐標(biāo)系 之間的關(guān)系 (見圖 1) 為 :1a) 牽引 :采用活動式掛鉤 ,360轉(zhuǎn)盤 、轉(zhuǎn)向靈活 、確保行駛中的安全 。b) 制動 :同時具有可靠的氣剎接口和手搖式剎 車系統(tǒng) 。c) 支撐 :配有 4 只機械或液壓支撐裝置 ,能保證操作時的穩(wěn)定性 。用混輸單井集氣工藝間歇計量方式生產(chǎn)的氣田 ,使用移動式分離計量橇能夠滿足分離計量要求 ,可以 大大節(jié)約工程投資 ,簡化單井工藝流程 ,實現(xiàn)單井站 場的無人值守 ,是一種值得推廣的方案 。參考文獻(xiàn) :1S Y/ T 0010 - 96 . 氣田集氣工程設(shè)計規(guī)范 S .4結(jié)束語對于氣田井?dāng)?shù)多 、采用單井集氣工藝 、特別是采收稿日期 :2004207215 ;修回日期 :2004208230作者簡介 : 周 立 峰 ( 19792) , 男 , 遼 寧 撫 順 人 , 在 讀 碩 士 , 主 要 從 事 成 品 油 順 序 輸 送 的 研 究 與 設(shè) 計 工 作 。電 話 。NATURAL GAS AND OIL(B IMONTHL Y)Vol . 23 No . 5De c . 2005S EL EC TED AB S TRA C TSO IL & GAS TRA NSPO RTATIO N A ND STO RA GEAppl ication of Remova ble Skid2mounted Single Well Metering Separator in Gas Fiel dLiu Yo ngqian , Qin Xingshu ( China Pet roleum Engineering Co . , L t d. Sout hwest Co mpany , Chengdu , Sichuan , 610017 , China)NGO , 2005 , 23 ( 5) :123ABSTRACT : Based o n applicatio n research o n removable skid2mounted single well metering separator in certain gas field , a break2t hrough point is p ut forward for reducing gas field surface engineering invest ment , developed are special co nst ructio n mode and tech2 nology of single well gas gat hering in multiple2well clusters gas field , which are new t hought and met hod of op timizing design and simplif ying flow of gas field surface engineering in China .KEY WO RDS : Removable skid2mounted single well metering separator ; Single well gas gat hering technique ; Metering separatio n met hodCalculating Conta minated Concentration with Gauss Integral MethodZhou Lifeng , Wu Ming (Liao ning U niversit y of Pet roleum and Technology , Fushun , Liao ning , 113001 , China) NGO , 2005 , 23( 5) : 426ABSTRACT : In batch t ransportatio n of p roduct oil , t wo kinds of p roduct oils may be mixed toget her . To reduce lose resulting f ro mt his co nditio n , o n o ne hand , t ransportatio n design scheme shall be op timized , o n t he ot her hand , op timum met hod shall be selected int he p rocess of incisio n , for which , accurately making out co ntaminated co ncent ratio n is necessary. Af ter analysis o n existing met hod ,a new met hod , Gauss integral met hod , is p rovided for calculating co ntaminated co ncent ratio n. Moreover , a sof t ware is given for cal2 culating co ntaminated co ncent ratio n of different oils. This met hod , wit h more accurate calculatio n , can be applied in act ual co ntami2 nated p roduct incisio n.KEY WO RDS : Product oil ; Batch t ransportatio n ; Co ncent ratio n ; Gauss integral met hodTechn ique of Fill ing The Section of“West2to2East Gas Pipel ine”Located in XinjiangChen J in , Yuan Zo ngming , J in Xin , Zhao Yun , Zhang Lina ( Sout hwest Pet roleum Instit ute , Chengdu , Sichuan , 610500 , China) Zhao L ai hui ( China Oil & Gas Pipeline Stock Co mpany L t d. , L angfang , Hebei , 065000 , China) NGO , 2005 , 23 ( 5) :728ABSTRACT : Filling pipeline wit h water is an important step for hydrostatic test . The landform alo ng t he sectio n of“West2to2EastGas Pipeline”located in Xinjiang is co mplicated and geograp hical co nditio ns are abo minable , t his part of t he pipeline is lo ng , wit hlarge diameter , it is very difficult to fill it . In additio n , t here is no successf ul experience in filling so lo ng pipeline at ho me and abroad. Int roduced are t he p roblems and solutio ns to fill t he above2mentio ned pipeline.KEY WO RDS : Water2filling ; Nat ural gas pipeline ; Water2filling p ump ; PigAnalysis on Factors Aff ecting on Pressure Drop and L iquid Hol dup in Multi2phase Flo wZhang Youbo , Li Changjun , Yang J ing ( Sout hwest Pet roleum Instit ute , Chengdu , Sichuan , 610500 , China) NGO , 2005 , 23 ( 5) :9212ABSTRACT : Pressure drop and liquid holdup are very important in technique calculatio n of multi2p hase flow , main factors affecting o n p ressure drop are temperat ures , pipeline diameters , pipe roughness and gas & liquid flow rate. Main factors affecting o n liquidholdup are p ressures , pipeline diameters and gas & liquid flow rate. St udied are factors affecting o n p ressure drop and liquid holdup by means of various calculatio n models , at t he same time , p repared is a p rogram for calculating p ressure drop and liquid holdup .KEY WO RDS : Multi2p hase flow ; Pressure drop ; Liquid holdup ; Affect factor ; AnalysisCO RROSIO N A ND CO RROSIO N P ROTECTIO NFault Tree Analysis on Corrosion Fa ilure in Buried Gas Pipel ineYi Yunbing , Yao Anlin ( Sout hwest Pet roleum Instit ute , Chengdu , Sichuan , 610500 , China) NGO , 2005 , 23 ( 5) : 13216ABSTRACT : Corrosio n is a main factor resulting in buried gas pipeline leak and rup t ure. Based o n systematic analysis o n corrosivefailure factors of gas pipeline , t he fault t ree of corrosive failure of buried gas pipeline is p ut forward. In additio n , o n t he basis of corro2 sio n t heory of gas pipeline and t he fault t ree analysis met hod , relevant measures are p resented in order to imp rove t he reliability of buried gas pipeline.KEY WO RDS : Buried gas pipeline ; Corrosio