国内煤层气地面集输系统现状及简析薛 岗 许 茜 王红霞 王遇冬 刘子兵(西安长庆科技工程有限责任公司,陕西 710021)摘 要:本文通过对山西沁水盆地樊庄区块、郑庄区块、潘河和潘庄区块,韩城鄂东煤层气田、柳林煤层气田及山西宁武盆地煤层气田地面集输工艺和韩渭西、临县-柳林-临汾煤层气管道的分析说明,总结了我国煤层气田开发的部分经验,同时提出了具体的措施和建议,希望能对今后煤层气工程的建设提供一定的借鉴。

关键词:煤层气 集输 沁水盆地 低压集气 单井串接Current Situation and Analysis on CB M Surface Gathering andTransportation System in ChinaXue Gang,Xu Qian,Wang Hongxia,Wang Yudong,Liu Zibing (Xi an C hangqing Technology Engineering Co ,Ltd ,Shaanxi 710021)Abstract:On the basis of analyzing the surface gathering and transportation process at Fangzhuang block,Zhengzhuang bloc k,Panhe and Panzhuang block in Shanxi Qinshui Basin,E dong and CB M field in Hancheng,Liulin CB M field,and Ning wu Basin CB M field in Shanxi,as well as the illustration of the Hancheng -Weinan -Xi an CB M pipeline and Linxian -Liulin -Linfen CB M pipeline,the paper summarizes part of the experience c oncerning the development of CB M field in China,and proposes concrete measures and sugges -tions which may provide reference for the construc tion of CB M surface gathering and transportation system in the future.Keywords:CB M;surface gathering and transportation;Qinshui Basin;low pressure gas gathering;single -well series connection自2005年以来,国内煤层气田特别是山西沁水盆地煤层气田开发建设速度明显加快。

2009年11月,我国首个数字化规模化的煤层气田示范工程在沁水建成投产,商品煤层气源源不断地输入国家西气东输一线管道,实现了我国第一个煤层气田的规模化商业运营。

这是我国煤层气田勘探开发史上里程碑式的示范工程,也是我国非常规油气资源开发建设的典型代表。

目前,中石油郑庄区块9 108m 3/a 产能即将建成,同时在建的煤层气田建设项目还有鄂东煤层气田韩城区块、柳林煤层气田、宁武盆地煤层气田工程,及韩渭西(韩城-渭南-西安)和临县-柳林-临汾煤层气长输管道等项目。

与此同时,国内其他各煤层气田的开发建设也分别形成了具有自身作者简介 薛岗,男,工程师,2002年毕业于西南石油大学油气储运专业,现任职于西安长庆科技工程有限责任公司天然气设计部,从事天然气和煤层气工程设计和研究工作。

第8卷第5期 中国煤层气 Vol 8No 52011年10月 CHINA COALBED METHANE October 2011特点的煤层气集输工艺,如串接集气、分散增压和集中处理等,下面以中石油樊庄和郑庄区块煤层气田为重点,同时结合国内其他典型煤层气田开发建设实践,简要介绍其集输系统。

1 我国典型煤层气田集输系统1 1 中石油沁水盆地樊庄及郑庄区块煤层气集输系统(1)集输系统构成目前,樊庄区块6 108m 3/a 产能的集气系统及30 108m 3/a 中央处理厂(一期10 108m 3/a,体积计量标准为:20 ,101 325kPa,下同)已经建成投产,实现了年产煤层气6 108m 3。

该区块共建直井522口,水平井48口,集气站6座,采气管线332km,集气管线43 5km 。

郑庄区块共在建集气站5座,集气管线46 64km,采气管线410 88km,计划2012年全部建成投产。

两个区块具体建设示意图见图1,图2。

图1樊庄区块煤层气集输系统示意图图2 郑庄区块煤层气集输系统示意图(2)主体工艺技术两个区块集输系统总流程为:通过排水采气采出的低压煤层气,经井间串接汇集到采气干管进入集气站,在集气站经过分离、增压、计量后进入集气支线,各支线最后通过集气干线进入中央处理厂,经二次增压和集中脱水满足外输压力(5 7MPa)和水露点(夏季5 /冬季-15 )要求后进入西气东输一线沁水压气站,详见图3。

总体工艺流程可以概括为 排水采气、井口简易计量、串接与阀组相结合,低压集气、站场二级分离、两地增压、集中处理 。

经近两年在沁水盆地的应用,认为该技术管理方便、施工快捷、流程合理、运行平稳、安全可靠、环境保护措施得当,并且已获得国家实用新型专利3项。

(3)集气站工艺流程集气站采用 采气干管来气 分离器(过滤分离) 压缩机(增压) 二次分离(过滤分离) 外输 的工艺流程,详见图3。

图3 集气站典型集气工艺流程示意图(4)中央处理厂工艺流程山西沁水盆地煤层气中央处理厂又称为中石油山西煤层气处理中心。

设计总处理规模30 108m 3/a 。

2009年一期工程建成的规模为10 108m 3/a,目前正在进行二期工程建设。

主要设备有:增压装置用的电驱往复式压缩机组4台(电机功率为4800kW 和1600kW 各两台,单机排量分别为150104m 3/d 和50 104m 3/d 。

其中,4800kW 电动机驱动的煤层气往复式压缩机组是亚洲最大功率的煤层气往复式压缩机);三甘醇脱水装置2套(单套处理规模150 104m 3/d)及相应的公用和配套系统。

厂内采用先增压后脱水的主体工艺流程。

各区块集气干线来气首先进入集配气系统清管接收,再进入过滤分离系统进行气液分离,然后进入增压装置,将压力由1 0MPa (绝压,下同)增压至6 0MPa 后进入三甘醇脱水装置脱水,以确保外输气的水露点,最后经计量后输往西气东输一线管道。

1 2 潘庄煤层气田集输系统山西晋城潘庄煤层气项目位于山西省晋城市西北约80km 处,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。

整个项目设集气站8座,每座集气站处理能力为4 0 104m 3/d;集中处理增压站1座,设计处理能力41第5期 国内煤层气地面集输系统现状及简析为30 104m 3/d 。

主体工艺流程为: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、集中处理增压站(脱水、处理、调压、计量、二级增压)、外输管道。

压力级制:集气站前管网操作压力为0 1~0 3MPa,集气站至集中处理增压站管网操作压力为0 9~1 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)。

集气站:一般情况下,集气站只设置1台分离器,煤层气经采气干管直接进入分离器分离。

若采气干管分高、低压分别进站,则站内设高、低压分离器各1台。

低压采气干管煤层气进入低压分离器分离,高压采气干管煤层气进人高压分离器分离并调压后与低压煤层气汇合进入集气汇管,再经压缩机增压(一级增压,电动螺杆压缩机组)、计量后去集气支干线。

集气站工艺流程见图4。

图4 潘庄集气站工艺流程框图集中处理增压站:集中处理增压站的功能主要是将来自集气站的煤层气进行分离、处理后分为两路:一路去已建的C NG 站;另一路进行增压、脱水和计量后进入外输管道。

集中处理增压站工艺流程见图5。

图5 潘庄集中处理站工艺流程框图1 3 鄂东煤层气田韩城区块煤层气集输系统鄂东煤层气田韩城区块煤层气位于陕西韩城板桥乡和薛峰乡,距韩城10km 。

规划产能建设规模5108m 3/a,水平井产能为17000m 3/d,直井产能为2500m 3/d;正在建设的有集气站1座,采气管线209 5km,集气联络线5 06km,中央处理厂1座。

集输系统采用 单井计量、多井串接、二地增压、集中处理 的主体工艺流程,见图6。

图6 韩城煤层气集输系统工艺流程框图中央处理厂处理能力为10 108m 3/a,远期预留规模为10 108m 3/a,采用与山西沁水盆地煤层气中央处理厂相同的集输工艺,即先增压后脱水的主体工艺流程。

全厂共设往复式压缩机组5套,其中50 104m 3/d 两台,100 104m 3/d 3台;三甘醇脱水装置2套(100 104m 3/d 、200 104m 3/d 装置各1套)。

2 国内典型煤层气长输管道系统2 1 西气东输一线沁水煤层气管道该工程是我国开工建设的首条煤层气输气管道,管道地处山西沁水县境内,管道起点为山西沁水煤层气中央处理厂(端氏首站),终点为沁水压气站(沁水末站),与西气东输一线管道相接。

线路全长35km,钢管采用 610mm 8 8mm 65材质的螺旋缝埋弧焊钢管,干线设计压力6 3MPa 。

管道外防腐均采用聚乙烯三层结构防腐层。

2 2 陕西韩渭西煤层气管道工程韩渭西(韩城-渭南-西安)煤层气管道起点为陕西韩城首站,终点为西安高陵的西安末站,工程分为两期建设。

其中,一期建设1条干线和2条支线。

干线管道全长191 6km,管径为 559mm,设计压力4 0MPa 。

临渭潼(临潼 渭南 潼关)支线,起点位于干线管道的大荔分输站,管道全长42中国煤层气第5期96km,管径 273mm,设计压力1 6MPa。

蒲白(蒲城 白水)支线,起点位于管道干线的卤阳湖分输站,终点为白水末站,管道全长48km,管径 219 1mm,设计压力1 6MPa。

一期工程设计输量为14 6 108m3/a,其中蒲白支线设计输量为1 0 108m3/a,临渭潼支线为1 4 108m3/a;二期工程设计输量为19 5 108m3/ a。

2 3 山西林县-柳林-临汾煤层气管道工程管道位于山西省吕梁市和临汾市境内,初期接收陕京三线管道天然气,为下游用户供应天然气,伴随吕梁和临汾境内煤层气的开发,管道将用于输送煤层气。