靖边气田冬季高峰期供气适应性研究探讨

池 坤，周艳杰，邓展飞，苏海平，李 超

1.西安长庆科技工程有限责任公司，陕西西安 710018

2.长庆油田分公司规划计划处，陕西西安 710018

靖边气田冬季高峰期供气适应性研究探讨

池 坤1，周艳杰2，邓展飞2，苏海平1，李 超1

1.西安长庆科技工程有限责任公司，陕西西安 710018

2.长庆油田分公司规划计划处，陕西西安 710018

靖边气田是长庆气区主力区块，随着最近几年长庆气区下游用户不断增多，特别是冬季高峰期用气量快速增加，靖边气田原料气最高产量已超过 2 000 万 m3/d，气田调峰压力大，责任重。为此，根据气田冬季用气高峰期生产计划，从靖边气田集输管网、天然气净化厂、部分调产井、非计划关井等方面进行了适应性分析，有针对性地提出改造措施和调整建议，从而保证气田冬季安全、平稳供气，保证优势区块的产能发挥，满足冬季高峰期用气的迫切需要。

供气；集输管网；净化厂；用气高峰期；适应性

1 气田建设现状

靖边气田地跨陕西省和内蒙古自治区，南北长约320 km，东西宽约 50 km，呈狭长带状分布，南部地处黄土高原，北部地处毛乌素沙漠南缘，海拔高度为 1096 ～1 823 m。

气田采用常温集输工艺模式，以高压集气、集中注醇、多井加热、间歇计量、小站脱水、集中净化为主体技术，概括为“三多、三简、两小、四集中”[1]。压力系统为单井进站不大于25MPa、集气站内加热节流压力不大于 5.8 MPa，天然气经分离、计量、脱水后通过集气干线输至天然气净化厂。集气站正常生产时最大出站压力5.8MPa，冬季用气高峰期时最大出站压力6.0MPa。

靖边气田 2004 年建成55 亿 m3/a 规模并稳产至今。到2011年底，气田建成气井838口，集气站97座，集气支线 86 条，建成集气干线10 条，总长 393.4km，建成净化厂 3 座，总设计能力 75 亿 m3/a，其中第一净化厂与第二净化厂之间由北干线及北二干线连通，第二净化厂以北有北三干线，第一净化厂与第三净化厂之间由南干线及南二干线北段、南三干线、南四干线连通，第三净化厂以南有南二干线南段。靖边气田集气干线连接如图1所示。

图1 靖边气田集气干线连接示意

2 气田生产情况

2.1 冬季高峰期产气量

靖边气田供气高峰期主要在每年的11月至次年2月，2004 年后每年高峰期供气量都在1700 万 m3/d 以上，2011年高峰期井口最大产量已超过1800 万 m3/d，高峰期集气量占全年总产气量的 47.66%。

2.2 存在问题分析

2.2.1 集输管网运行方面

（1）统 5 区块。该区块位于靖边气田北部，属于靖边气田产能优势区块，目前北只有北三干线，集气能力为16.7 亿 m3/a，在冬季高峰期供气时，在保证外输压力不大于 6MPa 条件下，已经有约50万m3/d原料气无法输出，考虑到后期北区仍有产能接入，建设规模已经超过规划规模，管网运行压力特别是冬季时压力较大。

（2）苏里格下古原料气接入问题。苏里格气田与靖边气田北区交界地带有约 200 万 m3/d 下古原料气，为满足冬季高峰期供气需求，需通过靖边北区管网接入净化厂净化，但由于靖边北区建设规模已经超过规划规模，不能满足其接入需求。

（3）龙州区块。该区块位于靖边气田中部偏东，冬季高峰期供气整体压力过高。

（4）南-44集气站附近。该集气站位于靖边气田南部，最大生产气量约 24 万 m3/d，为保证外输压力不超过 6.0 MPa，需将产能限制在 14 万 m3/d。

2.2.2 净化系统运行方面

冬季供气高峰期存在的主要问题为：由于气质指标的变化，净化厂实际处理能力小于设计能力，净化厂硫磺回收装置硫转化率偏低、净化厂设备（管道）腐蚀严重、净化装置胺液换热器管束堵塞严重。

2.2.3 部分调产井调产能力下降

冬季供气高峰期间，由于地层压力下降、产水等因素的影响，21 口调产井调产能力下降较大，高峰期配产减少 65 万m3/d。

2.2.4 非计划关井影响供气

（1）地面管道堵气井。冬季供气高峰期地面管道堵井数多，由于持续低温时间长、地面管道裸露、弯头多和起伏大等因素影响，致使气井解堵难度大、关井时间长。冬季供气高峰期平均日堵气井 15 口。

（2）井筒积液井。目前情况下，15 口井井筒积液配产19.6 万m3/d，按复产优先级进行复产；计划修井 3 口配产 7.0 万m3/d，修井后进行复产。

（3）站场设备因腐蚀及突发性故障影响气井正常生产。随着气田不断开发，产水气井数量（2005年57口、2010 年 97 口）及其产水量不断增加，且产出水矿化度普遍较高，部分井产出水矿化度达 200～300g/L，属高浓度水，集气站站场内关键设备负担日益加重、腐蚀现象日益频繁。

3 冬季高峰期供气适应性分析及解决措施

3.1 集输管网运行分析及调整

3.1.1 统 5 区块

根据靖边冬季用气高峰期配产方案，靖边气田进净化厂原料气将超 2 000 万 m3/d，经核算，在气田统 5 区块需新建北四干线，可以解决如下问题 ：

（1）有效缓解靖边气田北三干线运行压力，保证气田北区管网安全、平稳运行，发挥气田北区产能优势。

（2）可以满足苏里格气田下古原料气接入靖边北区集输管网。

在北四干线建成投产的前提下，北干线、北二干线在二净内截断，二净以南原料气全部输往一净；北四干线在二净内与北干线和北二干线联通，输往一净；北 11 至乌 6 管道断开，北 9 至北四干线断开，可以满足二净以北的任务输量。

在南-4 集气站将南干线截断，南-4 站北部原料气接入一净，南部原料气接入第三净化厂（简称“三净”），满足中区和南区的任务输量，只有南-20集气站存在超压，需对配产进行调整。

3.1.2 苏里格下古原料气接入

冬季用气高峰期苏里格下古原料气约 200 万 m3/d，经核算，需建设6条配套集气支线，将其接入北四干线中，然后输往二净进行净化。苏里格下古集气支线连接如图2所示。

图2 苏里格下古集气支线连接示意

3.1.3 龙州区块及南-44 集气站

为降低投资，在满足冬季高峰期供气前提下对龙州区块及南-44 集气站管网暂不做改造，适当调整配产以降低管网运行压力。

3.2 净化厂装置运行分析及调整

取纯培养的藻液20 μL置于无菌载玻片上，用结晶紫染色固定后在光学显微镜下观察微藻形态特征。参考《中国淡水藻类-系统、分类及生态》对微藻进行初步分类鉴定。

3.2.1 提高净化厂硫磺回收装置硫转化率

3.2.1.1 硫转化率降低的原因

（1）冬季生产时硫磺回收装置酸气 H2S 含量超设计值。一净、二净硫磺回收装置设计处理酸气浓度超过设计多，影响了硫磺回收装置的正常运行，造成硫转化率下降。

（2）硫磺回收装置的催化剂均超过使用年限。一净、二净硫磺回收催化剂设计使用年限均为3年，目前均已超过设计使用年限，催化剂超期使用造成性能下降，导致硫转化率降低。

3.2.1.2 解决措施

（1）更换催化剂。

（2）硫磺回收装置进行工艺技术升级。两套硫磺回收装置采用Clinsulf-Do工艺，设计硫回收率分别为89.72% 和 88%，为保证2015年后净化厂尾气 SO2达标排放需使硫回率达到 99.9%。因此需对一净、二净的硫磺回收装置进行技术升级改造，提高硫回收率。

3.2.2 降低净化厂设备腐蚀速率

3.2.2.1 设备腐蚀现状

（1）净化系统胺液再生系统设备腐蚀严重。主要表现：三净再生塔、重沸器腐蚀十分严重；一净有 1 套净化装置胺液再生塔塔壁出现裂纹，胺液贫富液换热器、胺液重沸器及酸气冷却器管束泄漏多，酸气分离器坑蚀重。

（2）二净甲醇回收装置空冷器管束、一净硫磺回收蒸汽冷凝器管束多处出现砂眼。

3.2.2.2 解决措施

（1）对三净腐蚀严重的再生塔、重沸器采用复合材料进行了更换。

（2）检修时对一净再生塔泄漏部位进行了封堵，并聘请专业队伍对全塔进行探伤检验，并进行安全评估。

（3）对一净净化装置的酸气分离器、二净甲醇回收空冷器进行更换。

（4）加强胺液净化工作，以减轻胺液的腐蚀性，目前正在开展胺液的净化工作。

3.2.3 降低净化厂管道腐蚀速率

3.2.3.1 管道腐蚀现状

在冬季运行中，净化厂管道由于腐蚀出现泄漏较多，主要表现在净化装置胺液管道、酸液管道、含醇污水管道、污水回注管道等。

3.2.3.2 解决措施

（1）对一净净化装置酸气管道、胺液富液管道以及净化装置的酸液管道进行更换。其他区的酸气、酸液及胺液管道计划逐年开展更换工作。

（2）对二净腐蚀较重的含醇污水管道采用柔性复合软管等防腐防垢新材料进行更换，同时对一净污水回注管道完成更换。

（3）加强净化装置设备及管道的腐蚀检测及安全评价工作。采用 RBI 技术对一净一区设备以及其他区易腐蚀管道开展了分析工作。

（4）对易腐蚀的管道开展定期更换工作。

3.3 非计划关井解决措施

3.3.1 气井管理

（1）加强低产低效气井管理，提高开井时率和产气贡献率，制定合理间歇井开井制度，采取提产带液、加注泡排棒和起泡剂等方式保证气井连续生产。采取井间互联、连续泡排和橇装式压缩机等方式开展井筒积液气井复产工作，优化站内工艺流程，保障复产成功后可连续生产。

（2）加强气井分级分类管理，最大限度发挥低产低效气井产能。

（3）充分利用检修技改时机动态监测配气量，并进行合理调配，选择合理时机安排调产井关井，恢复压力，保障其提产能力。

（4）对冬季生产运行过程中裸露且堵塞时间较长的气井管道，采取降管或掩埋加固等措施，降低管道堵塞频次，提高气井开井时率，确保冬季供气高峰期平稳供气。

3.3.2 设备检修及维护

加强设备检修及运行维护工作，提高检修质量和维护水平，重点对设备、管道、阀门的壁厚及硬度进行检测，发现问题及时组织整改，保障冬季供气高峰期设备平稳运行。

4 结束语

本文通过对气田冬季供气高峰期供气中单井、集输管网、净化厂等适应性进行逐一分析，有针对性地提出了一些改造及调整建议，目的在于保证气田冬季安全、平稳运行，保证优势区块产能充分发挥，满足用户冬季用气需求，从而为下游地区经济发展提供可靠的能源保障。

Discussion on Gas Supply Adaptability at Winter Peak Consumption in Jingbian Oilfield

Chi Kun1,Zhou Yanjie2,Deng Zhanfei2,Su Haiping1,Li Chao1
1.Xi’an Changqing Technology Engineering Co.,Ltd.,Xi’an 710018,China
2.Project Department of Changqing Oilfield Company,Xi’an 710018,China

Jingbian Gas Oilfield is the main gas production area of Changqing Oilfield.Along with increasing downstream consumers in recent years,especially at winter peak gas consumption,the maximum feed gas output of Jingbian Gas Oilfield is over 20 Mm3/d.So the burden of peak gas regulation on the gas field is heavy.This paper analyzes the gas supply adaptability according to the gas field production plan for winter peak comsumption,which includes the respects of gathering and transportation pipeline network,natural gas purification plant,partial wells for gas production regulation,nonscheduled well shut-in.It brings forward pertinent reformation measures and regulation proposals in order to guarantee the safe and steady gas supply at winter peak consumption.

gas supply;gas gathering and transportation pipeline network;peak gas consumption;adaptability;

10.3969/j.issn.1001-2206.2014.01.015

池 坤（1984-），女，甘肃天水人，工程师，2007年毕业于中国石油大学（华东）热工专业，现从事气田地面工程设计和研究工作。

2013-04-26