天然氣集輸管網(wǎng)優(yōu)化探究

1、天然氣集輸管網(wǎng)優(yōu)化探究【摘要】天然氣集輸管網(wǎng)系統(tǒng)是一個密閉的、復(fù)雜的 系統(tǒng)，天然氣集輸管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化是在油氣田開發(fā)地面工程建 設(shè)中必須首先解決的問題，天然氣輸送管道正向著大型化、 復(fù)雜化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方向發(fā)展。因而，對天然氣集輸管網(wǎng)系統(tǒng) 的優(yōu)化進行研究具有十分重要的意義，本文概述了我國天然 氣集輸管網(wǎng)的現(xiàn)狀，研究了灘海油氣集輸工程，并對埠海油 田天然氣集輸管網(wǎng)進行優(yōu)化，為灘海地區(qū)海底管道的建設(shè)將 作出重要貢獻?！娟P(guān)鍵詞】天然氣集輸現(xiàn)狀管網(wǎng)優(yōu)化 坦海油田1引言近些年來，我國探明天然氣儲量年均以1.2x1011m3快 速增長，每年以10%的速度增加，下游的管道輸送設(shè)備也在 快速地建設(shè)當(dāng)中，由于我國的天然

2、氣分布上不均勻，而且用 戶的需求也不太統(tǒng)一，原有建設(shè)的輸氣管網(wǎng)和儲運設(shè)施已無 法滿足要求，隨著我國對天然氣開發(fā)力度的不斷增大，天然 氣輸送管道正向著復(fù)雜化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方向發(fā)展，因而，對天 然氣集輸管網(wǎng)系統(tǒng)的進行優(yōu)化具有很重要的意義。2我國天然氣管網(wǎng)現(xiàn)狀隨著我國的經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對能源的需求量不斷 地增加，輸送天然氣的管網(wǎng)建設(shè)尤為重要，現(xiàn)在主要建成的 三類區(qū)域性管網(wǎng)線有川渝地區(qū)的環(huán)形管網(wǎng)、陜甘寧氣區(qū)的放 射形管網(wǎng)和各油田建成的一些區(qū)域性管網(wǎng)，這些管網(wǎng)和“西 氣東輸”工程的建成及投入使用改善我國能源消費結(jié)構(gòu)、實 現(xiàn)國民經(jīng)濟的可是續(xù)發(fā)展和提高人民的生活水平起到了至 關(guān)重要的作用，也標(biāo)志著我國輸送天

3、然氣水平達到新的臺 階。我國天然氣運輸業(yè)較發(fā)達的川渝地區(qū)，20世紀70年代 后，繼戚成線、瀘戚線、臥渝線后，1989年建成了從渠縣至 成都的半環(huán)輸氣干線（北干線）。這標(biāo)志著四川天然氣環(huán)形 管網(wǎng)已初步建成，這是我國第一區(qū)域性環(huán)形管網(wǎng)系統(tǒng)，基本 上具備了向用戶安全、平穩(wěn)供氣的能力，歷經(jīng)40多年的不 斷完善，川渝地區(qū)天然氣管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施配套已形成較完善的 供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，到目前為止，已建成連接四川、重慶等地區(qū)的輸 氣管道約6500km,占全國天然氣管線總長度的26%。陜京線 是我國第一條陸上大口徑高壓輸氣管道，1997年建成投產(chǎn)， 主要目標(biāo)市場是以京津為主的環(huán)渤海地區(qū)，2003年完成對陜 京線的擴容改造，增

4、建了靈丘壓氣站，使管道輸氣能力提高, 忠武線是為充分利用川渝地區(qū)天然氣資源，滿足中南地區(qū)用 氣市場需求而修建的一條川氣東輸出川管道，西氣東輸管道 工程是我國第一條趕超世界先進水平的陸上大口徑高壓輸 氣管道，主要目標(biāo)市場是河南、江蘇、浙江、上海等中東部 地區(qū)。為保證供氣安全，在冀、魯、蘇地區(qū)已開始建設(shè)西氣 東輸與陜京二線的聯(lián)絡(luò)線一冀寧聯(lián)絡(luò)管道，這是我國第一條 以聯(lián)絡(luò)為主要目的的天然氣管道，由于我國的天然氣分布和 需求不均，現(xiàn)有的輸氣管網(wǎng)和儲運設(shè)施無法滿足要求。因此, 大力加強天然氣管道建設(shè)是天然氣工業(yè)高速發(fā)展的迫切要 求。3灘海油氣集輸工程通過一系列的礦場集輸站收集天然氣，并經(jīng)過降壓、分 離、凈

5、化使天然氣達到符合管輸要求的條件，然后輸往長輸 管道，近一年來，新一輪油氣資源評價初步成果統(tǒng)計，ng遠 景資源量約為17. 4萬億方，其中：西部區(qū)約占48. 4%,南部 區(qū)約占28. 4%o中石油大港油田埠海油田年產(chǎn)油25. 3x104t, 年產(chǎn)氣0. 5x108m3,是我國目前又一開發(fā)的灘海油田，是中 國石油進軍海洋石油資源的第一站。埠海油田油氣集輸主要 采取人工島與人工井場內(nèi)油氣混輸或三相分離器處理后油 氣分輸，生產(chǎn)管理系統(tǒng)的核心是人工島上的中控室，那是整 個島的安全生產(chǎn)中樞，安裝了生產(chǎn)控制計算機系統(tǒng)和安全環(huán) 保數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)、實現(xiàn)海上油田安全、環(huán)保、生產(chǎn)實時監(jiān)控。同時在建設(shè)埠海油田過程中，

6、形成了灘海人工島、海底管線、 電纜的設(shè)計、施工、防腐、維修等整套成熟的灘海石油工程 技術(shù)。4天然氣集輸管網(wǎng)優(yōu)化在滿足使用功能和安全生產(chǎn)要求的前提下，將集輸管網(wǎng) 建設(shè)投資和集輸生產(chǎn)運行費用對天然氣集輸及處理生產(chǎn)總 成本的影響降到可能的最低限度。4.1管道材質(zhì)的選擇和對制管方式的要求鋼管材質(zhì)應(yīng)與天然氣的氣質(zhì)條件、已選定的腐蝕防護作法對管材的要求和管道在當(dāng)?shù)刈畹蜌鉁貢r可能達到的金屬最低工作溫度相適應(yīng)。其強度由管道的計算壁厚與鋼管制作工藝所決定的最小管壁厚度之間的關(guān)系來確定，當(dāng)計算壁厚遠大于最小壁厚時適度提高強度水平以降低計算壁厚；當(dāng)計 算壁厚與最小壁厚相近時，以最小壁厚為依據(jù)來確定管道金 屬材料要求

7、達到的強度值。管徑不大的集輸管道宜選用無縫 鋼管，大直徑集輸管道可以采用焊接鋼管。但目前在濕狀態(tài) 下輸送含酸性氣體、尤其是含h2s的天然氣時，一般不采用 螺旋縫埋弧焊和高頻電阻焊(erw)鋼管。4.2管網(wǎng)布局與集輸場站布局和選址要求相一致場站布局和選址的合理性也是影響集輸生產(chǎn)成本的因素 之一，集輸管網(wǎng)的優(yōu)化應(yīng)與場站布局的優(yōu)化相結(jié)合，在氣田 集輸系統(tǒng)工程中，首先遇到的問題是如何確定集氣站的數(shù)目 和位置。由于集氣站的多少直接與投資相關(guān)，而且站位的確 定又直接影響到整個氣田集輸管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)形成（網(wǎng)絡(luò)布局）, 而用于集輸?shù)墓芫€投資業(yè)高達每千米數(shù)十萬元，管線總的投 資一般要占氣田集輸系統(tǒng)投資的60-70%

8、,因此，研究最優(yōu)化 集氣站位問題具有十分重要的實際意義。4.3實現(xiàn)管網(wǎng)的最佳管徑組合管網(wǎng)的最佳管徑組合是指管網(wǎng)中各管段的直徑在滿足流 動要求的情況下最小、各管段的直徑相互匹配，在管道總長 度變化不大的情況下大直徑管道的長度在管道總長度中的 分率盡可能小。5結(jié)束語當(dāng)前世界的輸氣管道發(fā)展的總趨勢為：長運距、大口徑 高壓力、網(wǎng)絡(luò)化、采用高鋼級管道鋼、控制管理的自動化和 通信技術(shù)以及采用高壓輸送富氣技術(shù)，灘海地區(qū)海底管道的 設(shè)計處于起步階段，還有許多技術(shù)問題需要在不斷實踐中完 善，埠海油田海底管道的成功設(shè)計，并順利投產(chǎn)為灘海地區(qū) 海底管道的設(shè)計積累了一些寶貴的經(jīng)驗，作了有益的探索， 為灘海地區(qū)海底管道的建設(shè)將作出重要貢獻。參考文獻1 劉恩斌，彭善碧，李長俊，寥柯熹.基于遺傳算法的 天然氣集輸管網(wǎng)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計j.管道技術(shù)與設(shè)備，2004,(04)： 152-1552 程勁松，程雪梅天然氣集輸場站工藝流程的模塊化 設(shè)計j.天然氣工業(yè),1999, (06)： 163-1653 潘紅麗，楊鴻雁氣田地面集輸管網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計j.天然氣儲運,2002, (04)： 132-1354 董海生，盧寶春.淺談節(jié)流效應(yīng)及在天然氣集輸工藝 中的應(yīng)用j.天然氣田地面工程，2003, (11)： 144-1475 艾云超國內(nèi)氣