“枝上枝”集輸工藝在蘇里格氣田應用前景分析

王 勝 ，李 培 ，董易凡 ，張 磊 ，高銀山

（1.中國石油長慶油田分公司第四采氣廠，內蒙古鄂爾多斯 017300；2.中國石油長慶油田分公司第五采油廠，陜西西安 710021）

蘇里格氣田是典型的低孔、低滲、致密天然氣藏，其地質情況復雜,非均質性強,開發建設難度大。此外，單井產量低、壓力遞減速度快，穩產能力差,具有低滲、低壓、低產、低豐度的“四低”特點。該氣田天然氣中CH4含量在90%（體積分數）以上，H2S含量小于20 mg/m3，CO2含量小于 3%，除含一定（2%～8%）的C2～C6外，還含有少量 C7+重烴，平均 1×104m3天然氣每天約可產0.02 m3凝析油，屬低碳硫比、低含凝析油的濕天然氣[1]。

1 “枝上枝”集輸工藝與傳統蘇里格集輸工藝技術

1.1 “枝上枝”集輸工藝與傳統蘇里格集輸工藝簡介

1.1.1“枝上枝”集輸工藝技術簡介 “枝上枝”集輸工藝采用集氣閥組代替傳統的集氣計量站，井口天然氣通過采氣管道輸送到集氣閥組，再通過集氣管道輸送到集氣增壓站增壓后外輸或去處理廠集中處理。閥組在天然氣集氣支線與大量采氣支線之間形成結點，通過這個節點將若干條采氣管道中的天然氣集中到集氣支線中。集氣增壓站的外輸管道就像是樹干，閥組到集氣增壓站的集氣支線就象是樹枝，每個閥組就像是樹枝上的結點，而所有與結點連接的采氣管道就像是小的樹枝，因此稱之為“枝上枝”[2]?！爸ι现Α奔敼に嚵鞒淌疽鈭D（見圖1）。

1.1.2 傳統蘇里格集輸工藝簡介 傳統蘇里格集輸工藝采用單井井間串接，通過采氣管道輸送到集氣站，再通過集氣管道輸送到處理廠進行處理。傳統蘇里格集輸工藝流程示意圖（見圖2）。

1.2 “枝上枝”集輸工藝與傳統蘇里格集輸工藝對比

國內外氣田所采用的集氣工藝流程主要有單井集氣和多井集氣兩種。所采用的集氣管網主要有樹枝狀、放射狀和環狀三種集氣管網[3]?；旧嫌删?、采氣管道、集氣站、集氣支線和集氣干線構成，集輸的天然氣去外輸首站或處理廠。

傳統集輸工藝通常分為分散增壓和集中增壓兩種。分散增壓系統流程為：井口產天然氣首先通過采氣管道進入集氣增壓站，計量、分離、增壓后的天然氣外輸，增壓站內設有計量閥組、分離器、天然氣壓縮機、發電機、污水罐、清管設施等。集中增壓系統流程為：井口產天然氣首先通過采氣管道進入集氣計量站，天然氣經計量、分離后通過集氣管道去集氣增壓站集中增壓后外輸。分散增壓和集中增壓系統布站方案的相同點是集氣的節點均為集氣站，區別是分散增壓系統設有多座集氣增壓站，集中增壓系統則只設一座集氣增壓站。集中增壓“枝上枝”系統流程為：井口產天然氣首先通過采氣管道進入集氣閥組，再通過集氣支線輸到集氣增壓站增壓外輸。

“枝上枝”集輸工藝將集氣站改為閥組，將工藝流程大大簡化，省去了傳統流程中集氣計量站中的分離器、壓縮機、污水罐、供水、供電、值班用房等生產及輔助設施，最主要的特點是集氣閥組不需要設固定的操作人員，只需定期巡檢即可，對于地處沙漠地區條件艱苦的蘇里格氣田尤其適用。

1.3 “枝上枝”集輸工藝與傳統蘇里格集輸工藝應用

1.3.1 “枝上枝”集輸工藝技術在蘇10井區應用 “枝上枝”集輸技術已經成功應用于蘇里格氣田蘇10井區，蘇10-3集氣站及其所轄閥組的生產建設是按照集中增壓“枝上枝”閥組布站方案的設計思想來進行的，集氣系統設計有機地融合了2006年建成并投產的一期工程的集氣管道和蘇10-1集氣站、蘇10-2集氣站。

采用集中增壓“枝上枝”閥組布站方案，通過井間串接工藝，將3～5口氣井串聯通過采氣管道輸往集氣閥組，井間串接半徑控制在4 km以內。該井區共布置9個集氣閥組（1?！?＃閥組）、1座集氣站（蘇10-2站）、1座集氣交接站（蘇10-1站）、1座集氣增壓站（蘇10-3站）。9個集氣閥組中的1#～7#集氣閥組進入蘇10-3站，8#～9#集氣閥組進入已建的蘇10-2站，天然氣在集氣站中經氣液分離增壓后，計量外輸至第二、三處理廠。蘇10井區集氣系統示意圖（見圖3）。

1.3.2 傳統蘇里格集輸工藝在蘇6井區應用 傳統蘇里格集輸工藝已經成功應用于蘇6井區，蘇6目前所轄的13座集氣站都是按照“井下節流、井口不加熱、不注醇、井間串接、帶液計量、中低壓集氣、常溫分離、二級增壓、集中處理”的集輸工藝流程。

采用傳統蘇里格集輸工藝布站方案，通過井間串接工藝，一般以集氣站為圓心，以5公里為集氣半徑，呈放射狀向8個方向輻射8條φ114 mm集氣干管，在每條集氣干管上串接6～8口單井，通過集氣干管輸往集氣站增壓后，計量外輸至第一、二、三處理廠。蘇6井區集氣系統示意圖（見圖4）。

2 “枝上枝”集輸工藝的優缺點

2.1 投資省、見效快

集中增壓“枝上枝”閥組布站方案同傳統蘇里格集輸模式相比，在相同的產能建設規模條件下，蘇6井區所需設備相對較多，具體設備使用量（見表1）實踐中，采集氣系統可以與集中增壓站同時建設，與分散增壓方案相比，建站速度可提高一倍以上，集中增壓站位置的唯一性避免了分散增壓需要的規劃與實際結合、集氣系統與外輸系統結合所需要的漫長論證過程。集中增壓“枝上枝”閥組布站方案充分顯示了其優越性。

表1 井區設備使用量統計表

2.2 減少用工數量，便于精細管理

同蘇6井區相比，蘇10井區操作管理人員均集中在增壓站內，集氣閥組與采氣井口只采取定期巡檢的方式，減少了操作管理人員的數量，而且生活設施集中設置，極大地簡化了生產和日常生活的管理工作。

2.3 設備集中分布，便于維護

同蘇6井區相比，蘇10井區設備集中設置在集中增壓站一處，減少大型設備的數量，同時減少操作人員數量，方便管理，尤其對于大型設備如天然氣壓縮機組和燃氣發電機組的維修，專業維修隊伍在一處便可完成全部維修工作。

2.4 支線運行平穩，冬季未發生凍堵

2010年，蘇6井區4條支線出現壓差高（超過0.5 MPa），分別為蘇6-3站集氣支線、蘇6-4站集氣支線、蘇36-3站集氣支線、蘇6-7站集氣支線。而蘇10井區的蘇10-3站于2007年底投產，蘇10-1集氣交接站天然氣壓縮機于2008年底投產，天然氣在蘇10-1、蘇10-3站均經過4級分離后增壓外輸。投產以來，集氣增壓站及各投產閥組運行平穩，未出現閥組干管及站間支線凍堵情況。壓縮機進氣壓力0.5 MPa左右，各閥組壓力為0.6～0.7 MPa左右，井口壓力不高于1.2 MPa。已投運的 1#～7#閥組到蘇 10-3 站、8#～9#閥組到蘇10-2站的集氣管道未進行過清管，根據威莫斯公式計算，壓差始終在理論值范圍內。

2.5 氣田開發建設靈活

同蘇6井區相比，蘇10井區最大優點是建設靈活，管轄井數量大，經過生產實踐與理論模擬計算，根據地形條件的不同，每個閥組管轄井數可以從幾口到幾十口，集氣規?？梢詮膸兹f方到幾十萬方，適應天然氣田滾動開發的特點。作為“樹干”的集中增壓站和輸氣管道建成后，作為“樹枝”的采氣管道以及作為“樹枝與樹干結點”的閥組，可隨時根據鉆井、完井工作的進度進行地面建設，實現了完成一個閥組投產一個閥組的建設方式。在不影響正常生產運行的情況下實現了不斷擴大生產規模，提高整個氣田產量的目的。

2.6 集中增壓“枝上枝”閥組布站利于后期氣田的生產

隨著氣井地層能量的衰減，井筒內的積液僅靠地層能量是無法舉出，為了獲取更大的采收率，必須采取措施進行助排，而我們目前使用的泡排棒、泡排劑、柱塞、連續油管都是依靠地層能量的，可通過外界力量如氣舉和壓縮機抽吸來實現加大壓差，排除井筒積液進行生產。使用壓縮機抽吸助排在閥組安裝可實現多口井排除積液，而在傳統蘇里格集輸模式只能在井組上舉液，綜合分析，集中增壓“枝上枝”閥組布站利于后期氣田的生產。

“枝上枝”集輸工藝的弊端：場站規模較大，無形中增加了風險等級；流程切換較復雜，需要人數較多。

[1]劉煒，等.蘇里格氣田天然氣集輸工藝技術的優化創新[J].天然氣工業，2007，27（4）：139-141.

[2]裴紅，等.“枝上枝”集輸工藝在大型低滲、低產天然氣田及煤層氣田建設中的應用[J].石油規劃設計，2010，21（2）：12-15.

[3]鄭為，等.蘇里格氣田蘇20井區集輸管網設計[J].石油規劃設計，2010，21（2）：20－21，29.