天然气集输工艺流程报告课件.ppt
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1、储运工程系储运工程系 曹学文曹学文12023-2-13第三章第三章 天然气集输工艺流程天然气集输工艺流程 一、气井产物一、气井产物二、气田集输系统的工作范围和工作内容二、气田集输系统的工作范围和工作内容 三、气田井场流程三、气田井场流程 四、气田集输站场工艺流程四、气田集输站场工艺流程 五、气田集输流程的制定五、气田集输流程的制定 储运工程系储运工程系 曹学文曹学文22023-2-13 一、气井产物一、气井产物 一、气井产物一、气井产物 从气井产出的物质,除天然气外一般含有液体和固体物质。从气井产出的物质,除天然气外一般含有液体和固体物质。液体包括液体包括液烃和气田水液烃和气田水。气田水气田水
2、又包含又包含游离水和凝结水游离水和凝结水两种。气田开采初期,一般不出现两种。气田开采初期,一般不出现游离水游离水,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。,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。凝结水是天然凝结水是天然气在高压、高温的地层中所含有的饱和水汽气在高压、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,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。被游离出来。液烃液烃也是由于天然气被采出后,随着气一液相态平衡条件的变化,一部也
3、是由于天然气被采出后,随着气一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出。但对组成属于干气范围的天然气,从气井分较重的烃也凝结为液体被析出。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。采出后不析出液烃。储运工程系储运工程系 曹学文曹学文32023-2-13 一、气井产物一、气井产物 机械杂质机械杂质:固体物质包括岩屑、砂、酸化处理后的残存物固体物质包括岩屑、砂、酸化处理后的残存物等等 天然气的性质和气田水的有无,以及气田水的性质,对气天然气的性质和气田水的有无,以及气田水的性质,对气田集输流程的制定有密切关系。田集输流程的制定有密切关系。气田水气田水分为分为底水底水(或边
4、水或边水)和束缚水和束缚水两类。两类。气藏里与天然气气藏里与天然气同时存在的水称为同时存在的水称为气田水气田水。存在于气藏边缘和衬托在天然气底存在于气藏边缘和衬托在天然气底部的气层水称为部的气层水称为边水或底水边水或底水;一部分水因受气层岩粒的附着力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称为称为束缚水束缚水。气田水通常有较高的矿化度,一般在。气田水通常有较高的矿化度,一般在10g10gL L以上以上储运工程系储运工程系 曹学文曹学文42023-2-13 一、气井产物一、气井产物二、气田集输系统的工
5、作范围和工作内容二、气田集输系统的工作范围和工作内容 天然气从气井采出,经过降压并进行分离除尘除液处理天然气从气井采出,经过降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。当天然气中含有管道首站,称为气田集输系统。当天然气中含有H H2 2S S、H H2 2O O时时,即需经过天然气处理厂进行脱硫、脱水处理,然后输至长,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。输管道首站。气田集输系统的工作气田集输系统的工作是是:收集天然气,并经过降压、分收集天然气,并经过降压、
6、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。管道。储运工程系储运工程系 曹学文曹学文52023-2-13三、气田井场流程三、气田井场流程三、气田井场流程三、气田井场流程 气田集输流程气田集输流程是表达天然气的流向和处理天然气的工艺方法是表达天然气的流向和处理天然气的工艺方法。气田集输流程分为井场流程和气田集气站流程。气田集输流程分为井场流程和气田集气站流程。气田集气站气田集气站工艺流程工艺流程分为分为单井集输流程单井集输流程和和多井集输流程多井集输流程。按其天然气分离时的温度条件,可分为按其天然气分离时的温度条件,可分为常温分
7、离工艺流程常温分离工艺流程和和低温分离工艺流程低温分离工艺流程。储气构造、地形地物条件、自然条件、气井压力温度、天储气构造、地形地物条件、自然条件、气井压力温度、天然气组成以及含油含水情况等因素是千变万化的,而适应这些然气组成以及含油含水情况等因素是千变万化的,而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。型和常见的流程加以描述。储运工程系储运工程系 曹学文曹学文62023-2-13三、气田井场流程三、气田井场流程 在井场里,最主要的装置是采气树,它是由闸阀、四通(在井场里,最主要的装置是采气树,它
8、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。测仪表及加热或注醇设备等。井场装置具有三种功能:井场装置具有三种功能:(1)(1)调控气井的产量;调控气井的产量;(2)(2)调控天然气的输送压力;调控天然气的输送压力;(3)(3)防止天然气生成水合物。防止天然气生成水合物。储运工程系储运工程系 曹学文曹学文72023-2-13三、气田井场流程三、气田井场流程 比较比较典型的井场装置流程典型的井场装置流程,也是目前现场通常采用的有两,也是目前现场通常采用的有两种类型。一种是种类型。一种是加热天然
9、气防止生成水合物的流程加热天然气防止生成水合物的流程;另一种是;另一种是向天然气中注入抑制剂防止生成水合物的流程向天然气中注入抑制剂防止生成水合物的流程,如,如 图图3 31 1 和和3 32 2 所示。所示。图图 3 31 1 加热防冻的井场装置原理流程图加热防冻的井场装置原理流程图 1 1气井;气井;2 2采气树针形阀;采气树针形阀;3 3加热炉;加热炉;4 4气井产量调控节流阀;气井产量调控节流阀;5 5加热炉;加热炉;6 6气体输压调控节流阀气体输压调控节流阀 储运工程系储运工程系 曹学文曹学文92023-2-13三、气田井场流程三、气田井场流程 图图3 31 1 所示,天然气从针形阀
10、出来后进入井场装置,首先所示,天然气从针形阀出来后进入井场装置,首先通过加热炉通过加热炉3 3进行加热升温,然后经过第一级节流阀进行加热升温,然后经过第一级节流阀(气井产量气井产量调控节流阀调控节流阀)4)4进行气量调控和降压,天然气再次通过加热器进行气量调控和降压,天然气再次通过加热器5 5进进行加热升温,和第二级节流阀行加热升温,和第二级节流阀(气体输压调控节流阀气体输压调控节流阀)6)6进行降压进行降压以满足采气管线起点压力的要求。以满足采气管线起点压力的要求。图图 3 32 2 注抑制剂防冻的井场装置原理流程图注抑制剂防冻的井场装置原理流程图 1 1抑制剂注入器;抑制剂注入器;储运工程
11、系储运工程系 曹学文曹学文112023-2-13三、气田井场流程三、气田井场流程 图图3 32 2 所示,流程图中的抑制剂注入器所示,流程图中的抑制剂注入器1 1替换了替换了 图图3 31 1 中的加热炉中的加热炉 3 3 和和 5 5 ,流经注入器的天然气与抑制剂相混合,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,天然气的水露点随之降低。经过一部分饱和水汽被吸收下来,天然气的水露点随之降低。经过第一级节流阀第一级节流阀(气井产量调控阀气井产量调控阀)进行气量控制和降压。再经第进行气量控制和降压。再经第二级节流阀二级节流阀(气体输压调控阀气体输压调控阀)进行降压以满足采气管线起
12、点压进行降压以满足采气管线起点压力的要求。力的要求。储运工程系储运工程系 曹学文曹学文122023-2-13四、气田集输站场工艺流程四、气田集输站场工艺流程四、气田集输站场工艺流程四、气田集输站场工艺流程 气田集输站场工艺流程是表达各种站场的工艺方法和工艺过程。所气田集输站场工艺流程是表达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。控制操作条件的方法和仪表设备等。1 1、常温分离集气站常温分离集气站 常温分离集气站的功能是收集气井的天然气;对收集的天然气在
13、常温分离集气站的功能是收集气井的天然气;对收集的天然气在站内进行气液分离处理;对处理后的天然气进行压力控制,使之满足站内进行气液分离处理;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;计量。集气管线输压要求;计量。我国目前常用的常温分离集气站流程有以下几种:我国目前常用的常温分离集气站流程有以下几种:(1)(1)常温分离单井集气站流程常温分离单井集气站流程 图图 3 33 3 常温分离单井集气站原理流程图常温分离单井集气站原理流程图(一一)1 1从井场装置来的采气管线;从井场装置来的采气管线;2 2天然气进站截断阀;天然气进站截断阀;3 3天然气加热炉;天然气加热炉;4 4分离器压力
14、调控节流阀分离器压力调控节流阀;5;5气、油、水三相分离器;气、油、水三相分离器;6 6天然气孔板计量装置;天然气孔板计量装置;7 7天然气出站截断阀天然气出站截断阀;8;8集气管线;集气管线;9 9液烃液烃(或水或水)液位控制自动放液阀;液位控制自动放液阀;1010液烃液烃(或水或水)的流量计的流量计;1111液烃液烃(或水或水)出站截断阀;出站截断阀;1212放液烃管线;放液烃管线;1313水液位控制自动放液阀;水液位控制自动放液阀;1414水流量计;水流量计;1515水出站截断阀;水出站截断阀;1616放水管线。放水管线。图图 3 34 4 常温分离单井集气站原理流程图常温分离单井集气站
15、原理流程图(二二)1 1从井场装置来的采气管线;从井场装置来的采气管线;2 2天然气进站截断阀;天然气进站截断阀;3 3天然气加热炉;天然气加热炉;4 4分离器压力调控节流阀分离器压力调控节流阀;5 5气、油、水三相分离器;气、油、水三相分离器;6 6天然气孔板计量装置;天然气孔板计量装置;7 7天然气出站截断阀天然气出站截断阀;8;8集气管线;集气管线;9 9液烃或水的液位控制自动排放阀;液烃或水的液位控制自动排放阀;1010液烃或水的流量计;液烃或水的流量计;1111液烃或水出站截断阀;液烃或水出站截断阀;1212放液烃或放水管线。放液烃或放水管线。储运工程系储运工程系 曹学文曹学文152
16、023-2-13四、气田集输站场工艺流程四、气田集输站场工艺流程 常温分离单井集气站分离出来的液烃或水,根据量的多少常温分离单井集气站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,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。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,后者为气液分离器,因此其使用条件各不相同。前者适用于天然气中气液分离器,因此其使用条件各不相同。前者适用
17、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。烃较多和微量水的气井。(2)(2)常温分离多井集气站流程常温分离多井集气站流程 图图 3 35 5 常温分离多井集气站原理流程图常温分离多井集气站原理流程图(一一)图图 3 36 6 常温分离多井集气站原理流程图常温分离多井集气站原理流程图(二二)储运工程系储运工程系 曹学文曹学文182023-2-13四、气田集输站场工艺流程四、气田集输站场工艺流程 常温分离多井集气站一般有两种类型,如常温分离多井集气站一般有两种类型,如图图35和图和图36所所示。两种流
18、程的不同点在于前者的分离设备是三相分离器,后者示。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。多的水或较多的液烃的气田。图图35和图和图36所示仅为所示仅为两口气井的常温分离多井集气站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长度不
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