提高页岩气平台转水效率技术研究

马骥 尚涛涛

摘要：本文针对西南采气厂标准化平台建设周期长、费用高问题， 开展技术对策研究，包括方案制定、方案优化等，确定探索移动式转水泵橇为最优化方案，对并转水泵选型、基座材质和尺寸以及工艺管线材质、流程及连接方式等优化设计，现场实施取得较好效果，满足了油田公司地下、地上一体化建设要求，可为同行提供借鉴经验。

关键词：页岩气平台  转水效率   技术研究

1.概况

西南采气厂标准化地面生产工艺（包括试气工艺生产、以采代试工艺、外围井零散气销售工艺生产）均具备气管输和气田水管输条件，但标准化平台建设周期长，且平台内缺少转水装置，影响平台正常转水，无法满足油田公司地下、地上一体化建设要求，即完钻、压裂1口井，试气、投运1口井，实现页岩气产销最大化，为此亟需开展提高页岩气平台转水效率技术研究，为公司提质增效、节能降耗提供重要保障。

2.转水流程存在问题

转水流程建设主要存在建设周期长，建设费用高问题，页岩气平台出水量随着生产时间增加波动变化，导致生产后期转水泵不是处于最优工况运行。经过采气厂气井生产前期排水量、转水流程建设周期及费用统计分析，生产前期出水量约50m³/h，建设周期约11天，建设费用约4.6万，具体见表1。

3 技术对策研究

3.1技术方案

方案1：优化转水流程建设工序，方案优点：优化工序后预计节约施工周期2天，节约人工费1万;方案缺点：工序优化受施工队伍自身管理水平影响较大，不能规模推广运用;

方案2：优化罐车转泄水模式，方案优点：转运方式灵活;缺点：受路况、环境、外协等因素影响，安全性相对较低，且经济效益差。

方案3：探索移动式转水泵橇，方案优点：可根据台出水量的变化移动搬迁，适应性强，施工周期短;缺点：一次性投资费用高。

3.2方案优选

从高效性、经济型、安全性、可操作性、适应性五个方面对三个方案进行打分，得出结论方案三“探索移动式转水泵橇”为最佳方案，具体见表2。

3.2 方案优化设计

移动式转水泵橇的主要由转水泵、基座、工艺构成， 需要对转水泵选型、基座材质和尺寸以及工艺管线材质、流程及连接方式等优化设计。

（1）转水泵选型

为满足山区地势起伏特点，对单多级离心泵优缺点进行分析，其中单级离心泵扬程较低，而气井扬程高度差在200m左右，选有多级离心泵能满足扬程要求，但造價费用较高，根据2019年废旧物资清单，核算后选用450m多级离心泵作为改装对象。

（2）基座材质

根据轻便、稳固、适用动载荷工况的选用标准，对工字钢、槽钢、H型钢进行对比，在等重量前提下，相比H型钢，工字钢、槽钢的截面抗弯能力、X轴Y轴的惯性矩等都相对较差，为此基座材质选用H型钢。

（3）基座尺寸

根据尽可能减少基座尺寸、利于搬迁的选用标准，设计橇座大小为4.5m*2.1m，5t随车吊车厢净尺寸为4.6m*2.2m，利于日常移动搬迁，同时利用有限的基础集成工艺、设备、电气等流程，满足现场实际运行要求。

（4）管线材质

根据耐高压、强度高、通用加工工艺的选用标准，对聚乙烯管、钢塑复合管、钢管优缺点进行分析，最终选用钢管。

（5）工艺流程

根据满足转水需求，保护泵的完整性的选用标准，避免固体杂质对泵配件的磨损，在泵前加小型过滤器。

（6）对外连接方式

根据便于多次拆卸，安装简单的选用标准，对焊接、法兰连接、卡套连接、卡箍连接进行对比，最终选用卡箍连接。

4 实施效果

在上述技术对策指导下，通过方案深化研究讨、备料、组装等流程后，进现场启泵试运行，取得较好效果，相比现场建设转水流程，施工周期由11天降为2天，建设费用由4.6万元降为3.8万元，降低17.4%，节约生产成本，实现提质增效目的。

5 结论

（1）标准化平台建设周期长、费用高，无法满足油田公司地下、地下一体化建设要求。

（2）开展技术对策研究，包括方案制定、方案优化以及方案优化设计等，现场实施取得较好效果，施工周期由11天降为2天，建设费用由4.6万元降为3.8万元。

（3）本文在提高页岩气平台转水效率方面取得的成果及认识，可为同行提供借鉴经验。

参考文献：

[1]何超.页岩气井人工举升排采工艺及螺杆泵人工举升排采工艺介绍[J]. 机电信息. 2020（27）.

[2]袁庆洪. 天然气研究院成功研制首套页岩气开发供水工程用输水橇[J]. 石油与天然气化工. 2015（02）.

[3]范宇.长宁页岩气田采气工艺实践与效果[J].天然气与石油. 2020（02）.

作者简介：马骥，男，1988年2月出生甘肃，汉族，2018年毕业于中国石油大学，现于中国石油天然气股份有限公司浙江油田分公司从事天然气开采工作。

中国石油天然气股份有限公司浙江油田分公司西南采气厂