潘庄煤层气集输工艺设计

1、潘庄煤层气集输工艺设计2009-10-22 叶健分享到： QQ 空间新浪微博开心网人人网摘要： 以晋城潘庄煤层气开发项目地面集输系统为例，根据煤层气的基本特性，从 采气井场、采气管网、集气站、集气干线、集中处理增压站等方面介绍了煤层气地 面集输工艺设计方案。关键词： 煤层气；地面集输；工艺设计Design of Panzhuang Coal-bed Gas Gathering ProcessYE JianAbstract： Taking the surface gathering system of Panzhuang coal-bed gas exploitat ion project fo

2、r example， based on the basic characteristics of coal-bed gas， the de sign scheme of the surface gathering system of coal-bed gas is introduced in term s of gas withdrawal well site，gas withdrawal network ，gas gathering station， gas gathering main line ， centralized processing booster station and so

3、 on.Key words： coal-bed gas； surface gathering； process design1 概述我国煤炭和煤层气资源非常丰富，浅煤层气资源量达到30X1012m3,居世界第3位1。但与欧美发达国家相比，我国煤层气的开发利用率相对较低，比如美国2003年煤层气产量达到 450X108m3,约占美国当年天然气产量的7.9%，而我国同期煤层气产量还不足50X108m3。对煤层气开发利用，除了可以提供有价值的燃气资源外， 还可以改善采煤条件，增强煤炭生产的安全性，减少大气污染2。中原油田很早就瞄准了这一潜力巨大的煤层气勘探开发工程市场，自 2002年开始，其钻井、作

4、业等施工队伍利用油气田技术优势；就已在陕西、山西等地的多处煤层 气工程建设工地夹显身手。 中原油田设计院也于 2003 年开展煤层气地面集输系统的 设计工作，经不断探索、完善，取得了成熟的技术和宝贵的经验。与天然气气田相比，煤层气气田具有低渗透率、低压力、低产量等特点3 ，而且气井井距小，井深浅，单井产量及井口压力较低，气井数量多且分散，煤层气中水 和氧气含量高。因此，采用常规的天然气田集输工艺和相关设备不能满足煤层气集 输需要，需进行专门的管道模拟、工艺计算和设备选型设计。2 工程概况山西晋城潘庄煤层气项目位于山西省晋城市西北约 80km 处，隶属沁水县管辖。 本项目新开发 100口煤层气井

5、，地面集输系统主要包括采气井场、集气管网、集气 站和集中处理增压站 4 个部分，主要完成煤层气的集气、净化、分离、调压、外输 等集输工艺。3 集输工艺设计3.1 设计依据 气源根据煤炭科学研究总院西安分院所作地质报告及对30 口井及全气田的产能预测，确定集输部分单井产气量为2400m3/d,井口压力为0.150.30MPa，井口温度为20 C 气质煤层气组成见表1表1煤层气组成组分CHC2F6COQ体积分数/%94.5170.010 ().301 3816 1.3运6煤层气的密度为 0.6982kg/m3,相对密度为 0.5789，高热值为37.505MJ/m 3，低热 值为 33.812MJ

6、/m3。 规模本项目分二期实施，其中一期开发30 口井，二期开发70 口井，实现100 口煤层气井的规模。根据总工艺流程设置原则，每1015 口井设集气站1座，整个项目设置集气站8座，每座集气站处理能力为4.0 104m3/d（考虑了一定的裕量）。设置1座集中处理站对煤层气进行净化、计量，最后将煤层气增压后外输销售。考虑节约占 地，便于管理，将增压部分与集中处理站合建，称为集中处理增压站，设计处理能 力为 30104m3/d。 执行的主要规范由于目前国内对于煤层气的开采还处于起步阶段，集输处理工程尚无专门的设计、施工验收规范，但煤层气在气质构成和基本特性上类同于天然气，因此借鉴并执行 油气田类

7、似工程的设计、施工验收规范，主要的规范有：石油天然气工程设计防 火规范（GB 501832004），油气集输设计规范（GB 503502005），石油天然气站内工艺管道工程施工及验收规范（SY 0402 2000）。3.2集输工艺设计 总体布局因煤层气低压、低产，为了尽可能减少井间不利影响，提高煤层气产气量，经对 多种模型进行软件模拟，结合油气田低压采气经验，最终确定集输管网采用二级布 站模式，即集气站和集中处理增压站两级增压，使压力逐级增加，以满足煤层气输 送要求。总工艺流程为：采气井场（初步分离、计量）、采气管网、集气站（二次分离、调压、计量、一级增 压）。集气支线、集气干线、集中处理增压

8、站（脱水、净化、调压、计量、二级增压）、 外输管道、用户。压力级制：集气站前管网操作压力为0.10.3MPa,集气站至集中处理增压站管网操作压力为0.91.2MPa（一级增压），集中处理增压站后管网操作压力为6.0-7.0MPa（二级增压）。 采气井场由于煤层气开发初期井口排采产水量较多，约30m3/d左右，为提高管道集输效率，减少沿程压力损耗，在每个井场都装备有气液两相分离器和集水沉降池，对煤层气 中游离水进行初步分离。为监控各井单井产气能力，分离后的煤层气经简易计量后 再去集气站。为适应煤层气的特性和大规模开发需要，经比选试验，采气井场选用 维护方便、简单易行的旋进旋涡流量计作为煤层气的计

9、量仪表，以适应其低产、低 压的特点。另外，考虑煤层气排采后期煤层气井场压力可能会大幅降低（小于0.15MPa），煤层气无法进入集气管网，气井产量必将下降，因此借鉴油田降压采气工艺技术，在井 场设置压缩机组将煤层气升压外输，可降低压缩机前采气管网末端压力，提高煤层 气的排采量。因此各井场先预留压缩机组位置。 采气管网因煤层气井口压力低（0.150.30MPa），为克服沿程摩阻，提高集输效率，通过 应用输气管道计算软件 TGNET模拟比较，以最小路径为原则，采用成组型集气管 网流程较为合适，即每1015 口井为1组，设置集气站1座，并且根据各井井口压 力，若压差较大，采用高一低压分输的集输技术，即压力 0.2MPa的煤层气进入低压采气总管，压力0.2MPa的煤层气进入高压采气总管，这样可尽量减少井间相互影响，提高单井采收率。各单井采气管道由远