储气库地面工艺技术.ppt
《储气库地面工艺技术.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《储气库地面工艺技术.ppt(47页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、天然气地下储气库技术 储气库地面工艺技术 * 第六章 储气库地面工艺技术 n6.1 储气库地面工艺设计原则 地下储气库地面工程的工艺设计,除应遵循天然 气储运设计的原则外,还应强调以下三点: (1)应将地下储气库作为一个子系统放在整个天 然气输配系统的大系统中,根据总投资和总消耗功率 相对最低的原则,优选大系统中各环节间相互制约的 基本参数和储气库地面工艺流程。 如果在已建过部分建成的输配气系统中新建地 下储气库,则应与已建部分尽可能的协调一致。 Date 2 第六章 储气库地面工艺技术 (2)地下储气库的地面工程必须与所处地层的勘 探、开发、监测和动态分析密切结合。地面工程设计必 须以可靠的
2、地质资料为依据,而地层情况需要在工程投 产后,通过生产实践和对地层的监测、分析来检验和修 正。储气层所能承受最大注气压力及最大库容量等基本 参数需要通过一定的注采周期才能确定,所以储气库的 地面工程常分期建成,一期工程具有试探性(设计的库 容量约为最大库容量的70%),经过试采,取得必要的 数据后,再决定是否上二期工程;原定的设计规模是否 需要调整等。 Date 3 第六章 储气库地面工艺技术 在工程设计中还须考虑到保护地层,即天然气 注入地层前须经过净化处理,以免将润滑油和其它杂 质代入地层中,影响地层渗透率。 (3)设计中必须充分考虑近期与远期工程的结合 ,在一期工程的总图设计中,必须为二
3、期工程预留场 地;在流程设计中,要考虑前后的衔接和统一。 Date 4 第六章 储气库地面工艺技术 n6.2 储气库地面工艺设计参数 n6.2.1最高储气压力与最大储气容量 储气库气藏储气容量按下式计算 储气层压力可以同改变注气压力进行人为控制的 。储层压力与储层容量成正比,对具有一定几何结构 和物理性质的储气层,提高储层压力可以增加储气容 量,但压力过高又会破坏储气层封闭圈的密封性,导 致储气泄漏。因此在确定最大注气压力时,既要充分 利用储气层的储气能力,又要保护密封性。 Date 5 第六章 储气库地面工艺技术 井口处的最大注气压力可参考以下经验数据: (1)可取与储气层平均深度等高的水柱
4、静压头, 当有5m以上厚度的粘土盖层时,可取压头的1.31.5 倍; (2)可取储气层的原始压力或原始压力的1.15 1.20倍。根据国外经验,实际最大注气压力和相应的 最大储气容量应通过注气实践才能确定。在地地下储 气库投运的前几个注采周期内,最大注气压力一般取 最大允许压力理论值的70左右,通过几个注采周期 ,在观测、分析和评价储气层密封性的基础上,再确 定最大注气压力以及相应的最大储气容量。 Date 6 第六章 储气库地面工艺技术 n6.2.2 最低采气压力及相关参数 最低采气压力与储气层的最低压力是一致的,它与下列 参数密切相关。 (1)垫底气量和有效工作气量 (2)采出气外输压力
5、采出气外输压力主要取决于储气库与输气干线之间连接 管道的摩阻和节点处的压力。而两者都可以随设计条件而变化 ,所以确定外输压力时,应该(也有可能)兼顾最小采气压力 的取值。当外输距离不太长时(包括储气库至输气干线的节点 ,节点至城市门站或配气站),应使最小采气压力高于外输压 力,利用地层压力将采出气输进输气干线;当采出气外输距离 很长,需要遇过增压来达到必要的外输压力时,外输压力、最 小采气压力应与压缩比相匹配。 Date 7 第六章 储气库地面工艺技术 (3)采气井井数 采气井井数取决于储气库的日供气量和单井产 气量。前者由整个输配气系统的供、需物料平衡来确 定,后者则与采气压力密切相关。显然
6、采气压力越高 则单井产量越高,在总供气量一定的前提下,采气井 井数就可以减少,钻井费用,井场及管网设施的投资 均可相应减少。但最小采气压力是靠垫底气来维护的 ,要减少来气井井数就得增加垫底气量,所以采气井 井数同最小采气压力一样与垫底气量之间存在着相互 制约的关系。 Date 8 第六章 储气库地面工艺技术 n6.2.3 压缩比 在地下储气库地面工程中,用于天然气增压的压 缩机是最大的动力消耗,适宜的压缩比对节能降耗和合 理分配压缩级数都很重要。一般地下储气库都设置注气 压缩机。井口处的最大注气压力是由地层的特性决定的 ,此压力可以推算注气压缩机出口压力。出口压力一定 ,通过优选入口压力来确定
7、适宜的压比。压缩机入口压 力与输气干线至储气库节点处的管压相对应,节点处的 管压既要与输气干线系统协调一致,又要兼顾注气压缩 机合理的压比。在多数情况下输气干线与储气库之间通 过单线连接,接点处的压力左右着采出气的外输压力, 也影响着最小采气压力。 Date 9 第六章 储气库地面工艺技术 n6.3 储气库地面工艺流程 储气库地面工艺包括井口工艺、注气工艺、采 气工艺以及输气干线工艺。 n6.3.1 储气库井口工艺流程 这里所说储气库的井口工艺流程是指从井口装置 到净化工艺系统入口(采气工艺)以及从压缩机出口汇 管到注气井井口装置(注气工艺)这部分工艺流程和设 备。这部分工艺流程有时也称为集输
8、工艺流程。 目前储气库注采井井口工艺流程方案大致可分为两 类。 Date 10 第六章 储气库地面工艺技术 第一类井口工艺流程 每口单井敷设一条 注(采)管线至集注站 ,注采阀组及选井计量 阀组设在集注站内。 第二类井口工艺流程 第二类是将所有注采井口集 中到一钻井平台上,钻井平台 敷设一条采气汇管、一条注气 汇管以及一条单井计量管线至 集注站,注采阀组及选井计量 阀组建在钻井平台上。 Date 11 第六章 储气库地面工艺技术 第一类工艺流程的优点是注采及计量阀组建在 集注站内,便于集中管理与控制,但是由于每口注采 井均需敷设一条单井管线,因此其投资比第二类工艺 方案要高,储气库系统采用注采
9、同井的工艺方案会造 成干湿气混用一条管道,且为了满足注气要求,管线 设计压力较高,但若为了避免干湿气混用一条管道而 对每口井均建一条注气管道和集气管道,则将使集输 系统的投资大大的增加。因此对于第一类工艺方案适 用于集注站与注采井距离较近而且注、采气气质比较 接近(干湿气可以混用一条管道)的场合。 Date 12 第六章 储气库地面工艺技术 第二类井口工艺方案避免了第一类井口工艺方 案干湿气共用一根管道可能造成的管线堵塞问题,而 且由于钻井平台与集注站之间只需敷设一条采气汇管 、注气汇管以及一条单井计量管线,因此在同等情况 下其投资比第一类方案的投资少。其主要缺点是注采 及计量阀组建设在钻井平
10、台上,不便于集中管理。因 此第二类井口工艺方案适用于井口布置相对比较集中 或者注采井口距注采站较远的场合。 Date 13 第六章 储气库地面工艺技术 究竟采用何种集输工艺流程需要经过技术经济 论证加以确定。一般来说,为了适应储气库强注强采 的工艺要求,储气库注采井通常布置在构造的高部位 以保持较高的采气速度,因此其井口装置相对比较集 中。随着钻井技术的发展,完全可以将所有的注采井 井口集中在一钻井平台上,而通过打大位移水平井或 斜井的方式到达注采的目的层。另外自控设备和远程 控制技术的提高,对于储气库钻井平台各阀组的控制 将不成问题,因此对于储气库注采工艺系统我们倾向 于采用第二类工艺流程。
11、 Date 14 第六章 储气库地面工艺技术 井口工艺流程还与井流物的压力、温度以及性 质有关,主要是在井口需不需要采取防冻措施。其可 以根据极限工况下预测的井口温度以及节流后的温度 是否形成水合物来确定。但即便是预测温度高于水合 物形成温度在实际中也有可能形成水合物,如我国的 大张坨地下储气库,由于井口开停比较频繁,低温条 件下开井时,地层温度场的形成需要一定的时间,在 开井初期由于井口温度达不到预测的温度,井流物节 流后存在单井管线冻堵现象,因此在大张坨二、三期 工程中井口均采取了防冻措施,在钻井平台建设甲醇 注入橇一套。 Date 15 第六章 储气库地面工艺技术 典型的第二类井口工艺
12、流程 (文96地下储气库) Date 16 第六章 储气库地面工艺技术 从井口来的天 然气经过井口过滤分离 器,过滤分离出与气体 中所携带的有机碳、液 烃、水等杂质。为避免 气井井筒冻堵和过滤分 离器的净化效果达到外 输要求,再通过气井井 口加药装置,适当向井 筒的采气套管和采气单 管内加入一定量的甲醇 ,加药过程与过滤分离 过程同步进行。当管线 运行一定周期,通过井 口投球清管装置,对单 井管线进行清扫,以清 理管道变径节流的死角 。 第一类井口工艺流程 Date 17 第六章 储气库地面工艺技术 n6.3.2 储气库注气工艺流程 注气流程有两种基本形式 (1)靠注气压缩机增压注气 (2)靠
13、输气干线的管压注气 压缩机增压注气流程管压注气流程 Date 18 第六章 储气库地面工艺技术 两种流程的差别在于是否设注气压缩机,这需要结合 整个输配气系统全面考虑,只有当储气库与输气干线连接处 的管压高于最大注气压力时,才能不设注气压缩机;显然, 在大多数情况下需要设注气压缩机。当储气库与输气干线的 增压站相隔不远时,可考虑将注气压缩机放在增压站,共用 水、电等配套工程以简化储气库的流程和节约整个输配气系 统的总投资。 注气压缩机 针对储气库用注气压缩机出口压力波动大、注气压 力高的特点,往复式压缩机与离心式压缩机相比,注气量受 排气压力影响小,且操作弹性大,而离心式压缩机因存在喘 振现象
14、,操作弹性小,往复式压缩机从适应性、运行上都较 离心式压缩机高,因此储气库压缩机均推荐采用往复式压缩 机。 Date 19 第六章 储气库地面工艺技术 两种流程的差别在于是否设注气压缩机,这需要结合 整个输配气系统全面考虑,只有当储气库与输气干线连接处 的管压高于最大注气压力时,才能不设注气压缩机;显然, 在大多数情况下需要设注气压缩机。当储气库与输气干线的 增压站相隔不远时,可考虑将注气压缩机放在增压站,共用 水、电等配套工程以简化储气库的流程和节约整个输配气系 统的总投资。 注气压缩机 针对储气库用注气压缩机出口压力波动大、注气压 力高的特点,往复式压缩机与离心式压缩机相比,注气量受 排气
15、压力影响小,且操作弹性大,而离心式压缩机因存在喘 振现象,操作弹性小,往复式压缩机从适应性、运行上都较 离心式压缩机高,因此储气库压缩机均推荐采用往复式压缩 机。 Date 20 第六章 储气库地面工艺技术 对于注气压缩机的驱动方式一般有两种:电动机驱动 和燃气驱动,电动机驱动适用于机组运行工况比较稳定的情 况,具有启动时间短、控制精度高、维修费用低等优点,其 缺点是变工况运行时调速电动机投资较高,控制复杂。电机 负荷随出口参数的变化(联轴的扭力变化频繁,幅度大), 将对当地电网造成不利影响。燃气驱动方式直接利用天然气 作为动力源,运行费用低,且气源来源可靠,能量利用合理 。若采用燃气发动机驱
16、动,需配置一套燃料供气系统。燃气 发动机驱动对外界的依赖小,可通过调节燃气发动机的转速 与压缩机相匹配,从而满足注气工况的要求。 电动机驱动的优点在于可靠性较高,停机后再启动 比较容易,而且日常维护工作量较小。而燃气发动机驱动的 优点主要表现在能源综合利用率较高上。究竟采用何种驱动 方式需经过技术经济分析论证。 Date 21 第六章 储气库地面工艺技术 n6.3.3 储气库采气净化工艺流程 储气库的采气净化工艺部分是指在采气阶段将采 出的天然气进行处理使之达到外输气要求的这部分工艺 装置和设备。一般来说,注气阶段注入储气库的干天然 气经过气藏一段时间的储存在采气阶段采出,受气藏性 质的影响,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 储气库 地面 工艺技术
链接地址:https://www.31doc.com/p-3021447.html