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儲氣庫地面工程建設技術發展及建議

來源:網絡|發布時間:2021-03-24|瀏覽次數:
儲氣庫地面工程建設技術發展及建議 摘要儲氣庫的調峰能力對保證冬季用氣和輸氣管網平穩、高效運行起著關鍵作用。近年來,在吸收國外儲氣庫成熟建設經驗的基礎上,我國儲氣庫地面工程建設技術取得了巨大發展。根據我國已建儲氣庫的注采氣周期運行特點和規律,初步劃分了儲氣庫類型,確定了合理的設計規模;提出了注采井口標準化流程,并給出注采管網優化設置和材質選擇建議;初選了采出氣高效處理技術;提出了儲氣庫關鍵設備選型與配置方案;同時,提出了全新的“先關斷后放空”理念,可有效降低放空規模。提出的建議對今后我國儲氣庫地面工程建設具有指導作用。

關鍵詞儲氣庫;地面工程;設計技術;發展建議

儲氣庫的調峰能力對保證冬季用氣和輸氣管網平穩、高效運行起著關鍵作用。近年來,在吸收國外儲氣庫成熟建設經驗的基礎上,我國儲氣庫地面工程建設技術取得了巨大發展。截至2015年底,我國已建和在建儲氣庫共21座,總設計庫容497.43×108m3,總設計工作氣量220.88×108m3。其中,中國石油下屬儲氣庫17座,總設計庫容384.96×108m3,總設計工作氣量173.82×108m3,工作氣量占全國的78.7%,對提高我國的儲氣庫調峰能力起到了決定性作用。

1儲氣庫地面工程特點

與氣田建設相比,凈化工程www.schrjh.com,儲氣庫具有大進大出、注采循環、氣量波動大、運行壓力高、使用壽命長、投資高等特點。產能10×108m3/a的氣田與工作氣量10×108m3的儲氣庫地面工程特點對比見表1。儲氣庫地面工程的設計和建設應緊緊圍繞儲氣庫特點,優選地面配套工藝及性能可靠的材料和高效設備。

2儲氣庫地面工藝技術發展建議

2.1儲氣庫分類與設計規模的確定

為了便于儲氣庫的建設和管理,潔凈室www.hrjhgs.com,根據儲氣庫的特點,建議按照儲氣庫工作氣量將儲氣庫分為四類:工作氣量≤5×108m3,為小型儲氣庫;5×108m3<工作氣量≤10×108m3,為中型儲氣庫;10×108m3<工作氣量≤30×108m3,為大型儲氣庫;工作氣量>30×108m3,為超大型儲氣庫。為了充分發揮儲氣庫的調峰能力,成都實驗室裝修www.vnnu.cn,儲氣庫設計規模應留有余地,應考慮適當的設計系數,即“設計日處理能力/平均日處理能力”,該系數應根據上下游供氣能力及調峰需求綜合分析確定。一般情況下,對于中、小型調峰儲氣庫,注氣系統設計系數宜取1.2~1.5,采氣系統設計系數宜取1.5~2.0;對于大型、超大型調峰儲氣庫及戰略儲氣庫,注氣系統設計系數宜取1.1~1.2,采氣系統設計系數宜取1.2~1.5。不同類型的儲氣庫,應在注采管網設置、注氣壓縮機組配置、采出氣處理技術等方面,分類進行優化。

2.2井口標準化流程

國外儲氣庫注入氣氣質組分基本等同于采出氣,其井口設置簡單[1],多采用單管注采合一、不分離雙向計量工藝,同時,設置大曲率彎頭防沖蝕和降噪音。我國已建儲氣庫注采井口流程差別較大,存在一些需要改進之處[2]。注采井口流程應盡可能簡單實用,注氣、采氣都要具備調節流量的功能,建議井口標準化流程如下:(1)對于干氣藏型儲氣庫,井口工藝流程建議采用注采合一、雙向計量。可采用軸流式雙向調節閥和超聲波雙向流量計(或靶式雙向流量計)實現精準注采功能。(2)對于油藏、凝析氣藏型儲氣庫,井口工藝流程建議采用注采分開。為實現精準注采,注氣計量采用調節球閥+流量計,采氣采用多井輪換、角式節流閥+兩相分離計量方式。建議進一步開展帶液計量研究,以進一步優化計量流程。

2.3注采管網設置與選材

2.3.1注采管網設置通過對不同注氣、采氣規模,不同集輸距離下的注采管道投資對比,對注采管網的設置建議如下:對于中、小型儲氣庫,且集輸距離20km以內,注氣規模小于1000×104m3/d或采氣規模小于1500×104m3/d,注采管道宜合一設置;對于大型、超大型儲氣庫,注采管道宜分開設置。2.3.2注采管網管材優選若注采管道分開設置,注氣管道因輸送常溫干氣,具有腐蝕性低、操作壓力高的特點,可選用L415、L450等調質高強度無縫鋼管,以有效降低管道壁厚,可節省投資約8%。采氣管道操作壓力一般不小于10MPa,當CO2含量3%時,CO2分壓大于0.3MPa,有水時即為強腐蝕環境,且開井初期溫度小于-30℃,管材選擇需要考慮耐腐蝕和耐低溫,可選用316L雙金屬復合管或L415、L450等調質高強度無縫鋼管+緩蝕劑方式。若注采管道合一設置,則管材選擇遵循采氣管道工況需求。

2.4注氣壓縮機組配置

目前,我國儲氣庫注氣壓縮機全部采用往復式壓縮機組,而國外儲氣庫基本采用離心式壓縮機配置。與往復式壓縮機相比,離心式壓縮機具有投資低和運行維護簡單等優點,二者主要技術參數對比見表2。注氣壓縮機組配置應大小搭配,兼顧采氣增壓工況,并應具有靈活的串聯、并聯流程。對于不同規模的儲氣庫,注氣壓縮機組配置建議:小型儲氣庫壓縮機功率小于12MW,可配置2~3臺往復式壓縮機;中型儲氣庫壓縮機功率為12~25MW,可配置1~2臺離心式壓縮機和1臺往復式壓縮機;大型儲氣庫壓縮機功率為25~100MW,可配置2~4臺離心式壓縮機和1臺往復式壓縮機;超大型儲氣庫壓縮機功率大于100MW,可配置多臺離心式壓縮機,分期建設。

2.5采出氣高效處理技術

國外儲氣庫通過地下地上一體化控制采出物中不含重烴組分,其采出氣處理只考慮脫水[3]。脫水工藝一般采用三甘醇脫水和硅膠脫水。脫水裝置處理能力普遍較大,一般設多套處理裝置,單套處理規模大小搭配設置。我國已建儲氣庫采用的處理裝置往往單套裝置建設規模小、裝置數量多,給生產運行和管理帶來較多不便與困難[4]。天然氣烴露點、水露點控制主要采用J-T閥(一種節流閥)+注防凍劑法、三甘醇吸收法和硅膠吸附法等。對于不同類型及規模的儲氣庫采氣處理工藝,其烴、水露點控制工藝推薦做法具體見表3。

2.6放空系統設置

國外儲氣庫一般井場無放空立管,集注站采用分區延時泄放,以減少放空量。和國外相比,我國儲氣庫放空系統按照全量放空設計,存在設計規模偏大、放空量偏大、火炬安全區域占地面積較大等問題[5]。應摒棄“全量放空”的設計理念,秉持“先關斷后放空”的全新放空理念來計算放空規模,以有效降低放空系統設計規模。在保證儲氣庫安全的前提下,應加強管理,盡量減少放空次數和放空量,放空系統設計應遵循以下原則:一是,對于大型儲氣庫可采用分區延時泄放,以降低最大放空速率和設計規模;二是,井場不設放空立管,集注站可分別設置高、低壓放空系統;三是,放空系統計算應包括最大瞬時放空速率、放空管道直徑、各節點背壓、關鍵設備規格尺寸和防火間距。

3結論與建議

經過近20年的發展與研究,我國儲氣庫地面工程建設總體技術路線、集輸處理工藝與國外基本一致,但在運行安全性、穩定性、可靠性和經濟性等細節技術上仍有提升空間。建議如下:一是,建議持續進行儲氣庫集輸系統優化研究,尤其針對采出氣計量流程的復雜性,建議開展帶液計量裝置的研究與發明,進一步優化集輸流程。二是,建議開展儲氣庫專用注氣壓縮機系列研究,提高注氣壓縮系統的運行水平。三是,對于已建儲氣庫,建議做好放空系統工況統計和分析工作,包括投運以來的放空次數,每次放空原因、放空位置、放空壓力和放空氣量等,以積累運行管理經驗。四是,儲氣庫的平穩運行與用戶、上游氣田、輸氣管道的具體情況息息相關,直接受到自然條件、偶然事件的影響,生產上接受油田公司、管道公司、調控中心的調度指揮,運營指標受制于國家氣價政策。因此,為了提高運營效率,取得經濟效益,建議開展多方聯動綜合運營管理機制研究。

參考文獻:

[1]劉人瑋,程濤,萬宇飛.枯竭油氣藏地下儲氣庫地面工程技術研究[J].當代化工,2013,42(8):1131-1133.

[2]周學深,孟凡彬.大張坨地下儲氣庫地面工程設計[J].天然氣工業,2003,23(增刊):139-142.

[3]李鐵,張永強,劉廣文.地下儲氣庫的建設與發展[J].油氣儲運,2000,19(3):1-8.

[4]陽小平,王鳳田,邵穎麗,等.大張坨地下儲氣庫地面工程配套技術[J].油氣儲運,2008,27(9):15-19.

[5]張旭.儲氣庫放空系統優化技術研究[J].天然氣與石油,2014,32(3):5-7.

作者:王春燕 單位:中國石油天然氣股份有限公司規劃總院 在线看日本免费不卡资源,日本免费网址大全在线观看,日本不卡免费一区二区

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