气田单井移动计量分离器橇装技术的应用

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1、气田单井移动计量分离器橇装技术的应用刘永茜 ,秦兴述(中国石油工程设计有限公司西南分公司 ,四川 成都 610017)摘 要 :通过对某气田单井移动计量分离器橇装技术的应用研究 ,提出降低气田地面工程投资的突破点 ,形成针对多井数的单井集气工艺的特殊建设模式和技术 ,为国内气田地面建设 探索简化流程 、优化设计的新思路和方法 。关键词 :单井移动计量分离器橇装 ;单井集气工艺 ;计量分离方法文章编号 :100625539 (2005) 0520001203文献标识码 :B等外 ,在单井站内采用移动计量分离器橇具有开创性的意义 。本研究以观念更新来寻找技术突破口 , 跳出了目前国内气田开发地面工

2、程的传统模式 ,针 对具体气田地面工程的特点 ,提出降低投资的突破 点 ,形成针对于多井数的单井集气工艺 、特别是采用 混输工艺的特殊建设模式和技术 ,采用移动式单井 计量设施代替永久计量分离设施 ,从而减少设备的 数量 ,极大地降低了工程投资 ,气田集输工艺技术水 平得到了提高 ,为国内气田地面建设探索出简化流 程 、优化设计的新思路和方法 。0前言某天然气区块总面积 1 588 km2 ,位于西北某省区 ,分 为 两 个 开 发 区 域 , 第 一 开 发 区 ( A 区 ) 面 积1 411 km2 ,第二开发区 (B 区) 面积 177 km2 。该气 田地面设施包括 23 座单井站及

3、从 23 座井站至中央 处理厂的天然气采集气管道系统和中央气体处理 厂 。气田设计产能为 30 108 m3 / a ( 20 , 1011325 k Paa) ,气油比 8 10012 948 m3 / m3 。传统的气田开发地面建设工程目前还无法跳出 井口 、采气管线 、集气站 、集气干线 、中央气体处理厂( CP F) 和输气首站的模式 ,集气站的工艺流程也停 留在井口节流 、加热 (或注醇) 、分离 、计量的水平 ,要降低气田开发地面建设工程投资的要求 ,除了优化 气田开发模式 、优化集气站工艺流程 、优化管理模式1气田集气工艺方案说明该气田气井分布呈长条形 ,其范围为东西长约66 k

4、m ,南北宽约 16 km ,大部分气井间距达到 5 10 km ,详见图 1 :图 1 气田气井布置图收稿日期 :2005207229 ;修回日期 :2005208208作者简介 :刘永茜 (19632) ,女 ,四川德阳人 ,高级工程师 ,毕业于西南石油学院油气储运专业 ,主要从事石油天然气油气储运设计工作 。电话 : (028) 86014912 。天然气与石油22005 年由于该气田气井分布呈狭长形 ,若采用多井集气 ,集气支线将很长 ,且流向不顺 ,投资高 ,故不考虑 放射状的多井集气工艺方案 。根据该气田生产气井井位分散 、气井沿气田东 西轴线均匀布置和呈狭长形的特点 ,采用枝状集

5、气管网的单井集气工艺方案 ,使东西集气干线尽量靠 近气井沿构造长轴布置 ,将两侧各气井的天然气经 集气支线纳入集气干线并输至 CP F 集气装置 ,不仅 单井集气的支线比多井集气的支线短 、投资省 ,而且 流向顺畅 ,有利于气田滚动开发和分期建设 。该气田处于沙漠 ,自然条件恶劣 ,各井站采用无 人值守 、有人巡检的管理模式 。气田采用枝状集气 管网 、单井节流降压 、各井场就地孔板连续计量 、移 动式计量分离器橇适时进行计量比对 ,井口注醇 、气 液混输的单井集气工艺流程 。分离器对天然气分离后进行液体计量 ,按各井气量大小折算各井产液量 。做法 2 :每口井设 1 套就地孔板流量计连续对

6、单井进行计量 。当就地孔板流量计的数据变化较大 时 ,可采用车载移动卧式气液计量分离橇 ,利用橇体 上安装的超声波流量计对就地天然气孔板流量计计 量的天然气进行计量比对 ,利用质量流量计对折算 产液量进行计量比对 。优点 :可连续记录气井的各种参数 ,精度高 。 缺点 :设备较 多 , 管 理 维 护 不 便 。特 别 是 做 法1 ,按各井气量大小折算各井产液量准确度差 。21112方案二 :计量管道 + CPF 集气装置轮换计量 适用条件 :适用于单井集气流程 。做法 :气田各单井站不设就地计量 ,敷设专用的 计量管道与集气管道同沟敷设至 CP F 集气装 置 。在集气站内少于 10 口单

7、井时可设置 1 台计量分离器 ,每口单井间隔 510 d 测试一次产量 ,连续测量 时间不少于 24 h ,目的是通过测量 , 记录气井 24 h 之内的产气 、产液量 ,了解产气 、产液波动情况 ,并计 算 24 h 内的瞬时产量和平均产量 。优点 :设备少 ,占地面积小 ,计量高度集中 ,管理维护方便 。缺点 :不能连续记录每口井的各种参数 ,需敷设 专用计量管道 ,投资高 。21113方案三 :单井非连续分离计量 适用条件 :适用于单井集气流程 。做法 : 单井站采用车载移动卧式气液计量分离 器 、间歇对各井分离计量 。每座单井站计量周期一般为 510 d ,每次计量的持续时间不少于 2

8、4 h 。计 量采用气液计量 ,含液天然气分离后气计量为连续 计量 ,液计量为间歇放液计量方式 。优点 :井场流程简单 ,投资最省 。缺点 :操作复杂 ,劳动强度大 。由于高压快开接 头频繁操作 ,容易造成泄漏 。21114方案四 :站内轮换计量 适用条件 :适用于多井集气流程 。做法 : 多口单井在集气站内设置 1 台计量分离 器 ,每口井每隔 510 d 测试一次产量 ,连续测量时间不少于 24 h ,目的是通过测量记录气井 24 h 之内 的产气 、产液量 , 了解产气 、产液波动情况 , 并计算24 h 的瞬时产量和平均产量 。优点 :设备少 ,占地小 ,投资省 ,管理维护方便 。 缺

9、点 :不能连续记录每口井的各种参数 。2固定/ 移动井计量分离器工艺方案比选为评估气井储层性质 、分析气井生产能力 、了解 气藏动态 、进行气藏地质开发评价 ,按照中华人民共 和国气田集气工程设计规范S Y/ T 0010 - 96 的规定1:为满足测试气井的周期性 , 对天然气计量的周期即是每计量一次的循环时间 ,亦即每隔 510 d对气井测量一次计量 。计量持续时间是每次测量气 井产量的连续时间 ,连续测量时间不少于24 h ,目的是通过测记气井 24 h 之内的产气量 ,了解其产气的波动情况 ,并计算 24 h 内的瞬时产量和平均产量 。 井站分离器的设置是为了有效分离天然气中的杂质 ,

10、保证计量装置的计量精度 。另外 ,通过分离器将天然气中的气相 、液相分开以便于对气井生产的 物流分别计量 。因此 ,分离器的设置方式必须与采 用的计量工艺紧密结合起来进行选择 。211分离计量工艺方案简介由于气井的测试并不要求具有持续性 ,针对该 气田采用混输集气工艺 ,气井的计量通常有单井连 续分离计量 、单井非连续分离计量 、站内轮换计量 、 计量管道 + 站内轮换计量等计量方案 。21111方案一 :单井连续分离计量适用条件 :适用于单井或多井集气流程 。做法 1 :每口井设 1 套就地孔板流量计 ,连续对 单井进行天然气计量 。在 CP F 集气装置通过气液刘永茜 ,等 :气田单井移动

11、计量分离器橇装技术的应用3第 23 卷第 5 期212固定/ 移动计量分离器工艺方案比选由于该气田井数多 、井口为无人值守 ,采用单井 混输集气工艺 ,单井站计量方案选择分析如下 :21211单井连续分离计量做法 1 :利用 CP F 集气装置通过气液分离器对 天然气分离后进行液体计量 ,按各井气量大小折算各井产液量准确度差 ,可操作性较差 ,不推荐采用 。做法 2 :每口井设 1 套就地孔板流量计 ,采用车 载移动卧式气液计量分离器进行计量比对 。该方案可连续记录气井的各种参数 , 精度高 , 参与方案比选 。21212单井非连续分离计量适用条件 :适用于单井集气流程 。做法 : 单井站采用

12、车载移动卧式气液计量分离 器 、间歇对各井分离计量 。由于高压快开接头频繁 操作 ,容易造成泄漏 ,安全性较差 ,不推荐采用 。21213站内轮换计量适用条件 : 不适用于单井集气 流 程 , 不 推 荐 采 用 。21214计量管道 + CP F 集气装置轮换计量 适用条件 :适用于单井集气流程 。设备少 ,占地面积小 ,计量高度集中 ,管理维护方便 ,参与方案比 选 。该气田计量方案比选见表 1 。3移动计量分离器橇目前国内外油气井计量技术主要采用以分离器为主 ,配相应的计量仪表 ,达到油气两相计量或油气 水三相计量的目的 ,是油气集输工程的核心部分 。移动分离计量橇包括气液分离器 、气体

13、流量计 、液体流量计 、管件 、油水分析仪 、相关阀门及仪表 ,它 们均集成于拖车上 。移动分离计量橇与天然气管道连接采用高压管道进行现场连接 。311 技术思路橇底座采用移动式底盘 ,对井口含液天然气进 行两相分离 ,自动排液 。计量采用两相计量 ,气相计量为连续计量 ,采用气体超声流量计对分离后的湿天然气进行计量 ,计量准确度控制为 1 % 3 % ; 液 相计量为间歇放液计量 ,采用质量流量计对分离后的含水凝析油进行计量 。质量流量计能够直接测量流体质量和密度 ,可计算出含水率和纯油量 ,计量准 确度控制为 5 % 8 % 。分离器采用卧式两相分离 器 。312技术方案31211分离器结

14、构分离器采用重力沉降加分离构件分离的结构 , 主筒体底部设积液包 。分离器内构件分为进口缓冲 元件和内部分离构件 。缓冲元件采用波纹板 ,波纹 板结构简单 ,可以整流气流和沉降液滴 。分离构件 采用不锈钢丝网结构 ,能有效地清除雾沫夹带和进 一步分离液相 。单井移动计量分离器橇流程见图 2 。表 1 计量方案比选表方案一单井连续分离计量(就地孔析计量 + 移动 计量分离器)方案二计量管道 + CPF 集气装置轮换计量项目PN16M PaDN80就地孔板计量/ 套PN16M Pa 车载移 动计量分离器/ 台PN16M Pa 800气液分离器/ 台108 9 计 量 管 道 (西干线) / km1

15、59 12 计量管 道 (东干线) / km投资/ 万元232200212130201508002 667图 2 单井移动计量分离器橇流程示意图从表 1 比选结果可以看出 ,采用方案一投资最省 ,管理方便 ,因此每口井设 1 套就地孔板流量计 , 采用车载移动卧式气液计量分离器的方案能够满足 气田开发要求 。31212移动式底盘计量橇的移动采用带牵引的四轮移动式拖车 ,特点是 :天然气与石油Natural Ga s And Oil第 23 卷第 5 期2005 年 12 月Vol . 23 ,No . 5Dec. 2005用高斯积分法计算混油浓度周立峰 ,吴明(辽宁石油化工大学 ,辽宁 抚顺

16、113001)摘 要 :在成品油顺序输送过程中 ,两种油品的交界面上势必会产生混油 。为了减少由混油造成的损失 ,一方面应优化输送设计方案 ;另一方面在混油切割时应采取最佳处理方法 ,其 关键是要准确了解混油段内的混油浓度 。对成品油现有混油浓度的计算方法进行了分析 ,提 出了用高斯积分法计算成品油混油浓度的新方法 ,并且用 VisualC + + 编制了混油浓度模拟计 算软件 ,利用软件可以计算出不同油品顺序输送的混油浓度 。高斯积分法不但计算准确 ,而且 数值稳定 ,可用于实际的成品油混油切割 。关键词 :成品油 ;顺序输送 ;浓度 ;高斯积分法文章编号 :100625539 (2005)

17、 0520004203文献标识码 :A文从扩散理论出发推导出混油量计算公式 ,并用高斯积分法进行了求解 ,得到了与实际情况比较吻合 的结果 。0前言随着顺序输送时间的推移和混油段长度的不断增加 ,其混油段内浓度分布状况也将不断改变 。掌 握混油浓度随时间和位置的变化规律 ,对管道终点 油库及混油处理装置的设计极为重要 ,是管道初步 设计时比较几种方案经济效果的重要依据 ,也是研究顺序输送技术 、指导作业调度和正确实施管道终 端切换的重要条件 。各国对顺序输送时在管道内形 成的混油量的研究 ,有的是从生产实测数据出发 ,有 的是从理论分析和推导出发并经实验数据修正 ,本混油浓度分析1 2假定全程

18、平均流速为 v , 计算距终点距离 x 处 的混油浓度 。为了便于研究 ,采用运动坐标系 ,其原 点位于混合区的中央 ,它沿管道以平均流速向前流 动 ,两油品浓度相等 。运动坐标系与以管道起点为原点的固定坐标系 之间的关系 (见图 1) 为 :1a) 牵引 :采用活动式挂钩 ,360转盘 、转向灵活 、确保行驶中的安全 。b) 制动 :同时具有可靠的气刹接口和手摇式刹 车系统 。c) 支撑 :配有 4 只机械或液压支撑装置 ,能保证操作时的稳定性 。用混输单井集气工艺间歇计量方式生产的气田 ,使用移动式分离计量橇能够满足分离计量要求 ,可以 大大节约工程投资 ,简化单井工艺流程 ,实现单井站

19、场的无人值守 ,是一种值得推广的方案 。参考文献 :1S Y/ T 0010 - 96 . 气田集气工程设计规范 S .4结束语对于气田井数多 、采用单井集气工艺 、特别是采收稿日期 :2004207215 ;修回日期 :2004208230作者简介 : 周 立 峰 ( 19792) , 男 , 辽 宁 抚 顺 人 , 在 读 硕 士 , 主 要 从 事 成 品 油 顺 序 输 送 的 研 究 与 设 计 工 作 。电 话 :13504275479 。NATURAL GAS AND OIL(B IMONTHL Y)Vol . 23 No . 5De c . 2005S EL EC TED AB

20、 S TRA C TSO IL & GAS TRA NSPO RTATIO N A ND STO RA GEAppl ication of Remova ble Skid2mounted Single Well Metering Separator in Gas Fiel dLiu Yo ngqian , Qin Xingshu ( China Pet roleum Engineering Co . , L t d. Sout hwest Co mpany , Chengdu , Sichuan , 610017 , China)NGO , 2005 , 23 ( 5) :123ABSTRAC

21、T : Based o n applicatio n research o n removable skid2mounted single well metering separator in certain gas field , a break2t hrough point is p ut forward for reducing gas field surface engineering invest ment , developed are special co nst ructio n mode and tech2 nology of single well gas gat heri

22、ng in multiple2well clusters gas field , which are new t hought and met hod of op timizing design and simplif ying flow of gas field surface engineering in China .KEY WO RDS : Removable skid2mounted single well metering separator ; Single well gas gat hering technique ; Metering separatio n met hodC

23、alculating Conta minated Concentration with Gauss Integral MethodZhou Lifeng , Wu Ming (Liao ning U niversit y of Pet roleum and Technology , Fushun , Liao ning , 113001 , China) NGO , 2005 , 23( 5) : 426ABSTRACT : In batch t ransportatio n of p roduct oil , t wo kinds of p roduct oils may be mixed

24、toget her . To reduce lose resulting f ro mt his co nditio n , o n o ne hand , t ransportatio n design scheme shall be op timized , o n t he ot her hand , op timum met hod shall be selected int he p rocess of incisio n , for which , accurately making out co ntaminated co ncent ratio n is necessary.

25、Af ter analysis o n existing met hod ,a new met hod , Gauss integral met hod , is p rovided for calculating co ntaminated co ncent ratio n. Moreover , a sof t ware is given for cal2 culating co ntaminated co ncent ratio n of different oils. This met hod , wit h more accurate calculatio n , can be ap

26、plied in act ual co ntami2 nated p roduct incisio n.KEY WO RDS : Product oil ; Batch t ransportatio n ; Co ncent ratio n ; Gauss integral met hodTechn ique of Fill ing The Section of“West2to2East Gas Pipel ine”Located in XinjiangChen J in , Yuan Zo ngming , J in Xin , Zhao Yun , Zhang Lina ( Sout hw

27、est Pet roleum Instit ute , Chengdu , Sichuan , 610500 , China) Zhao L ai hui ( China Oil & Gas Pipeline Stock Co mpany L t d. , L angfang , Hebei , 065000 , China) NGO , 2005 , 23 ( 5) :728ABSTRACT : Filling pipeline wit h water is an important step for hydrostatic test . The landform alo ng t he s

28、ectio n of“West2to2EastGas Pipeline”located in Xinjiang is co mplicated and geograp hical co nditio ns are abo minable , t his part of t he pipeline is lo ng , wit hlarge diameter , it is very difficult to fill it . In additio n , t here is no successf ul experience in filling so lo ng pipeline at h

29、o me and abroad. Int roduced are t he p roblems and solutio ns to fill t he above2mentio ned pipeline.KEY WO RDS : Water2filling ; Nat ural gas pipeline ; Water2filling p ump ; PigAnalysis on Factors Aff ecting on Pressure Drop and L iquid Hol dup in Multi2phase Flo wZhang Youbo , Li Changjun , Yang

30、 J ing ( Sout hwest Pet roleum Instit ute , Chengdu , Sichuan , 610500 , China) NGO , 2005 , 23 ( 5) :9212ABSTRACT : Pressure drop and liquid holdup are very important in technique calculatio n of multi2p hase flow , main factors affecting o n p ressure drop are temperat ures , pipeline diameters ,

31、pipe roughness and gas & liquid flow rate. Main factors affecting o n liquidholdup are p ressures , pipeline diameters and gas & liquid flow rate. St udied are factors affecting o n p ressure drop and liquid holdup by means of various calculatio n models , at t he same time , p repared is a p rogram

32、 for calculating p ressure drop and liquid holdup .KEY WO RDS : Multi2p hase flow ; Pressure drop ; Liquid holdup ; Affect factor ; AnalysisCO RROSIO N A ND CO RROSIO N P ROTECTIO NFault Tree Analysis on Corrosion Fa ilure in Buried Gas Pipel ineYi Yunbing , Yao Anlin ( Sout hwest Pet roleum Instit

33、ute , Chengdu , Sichuan , 610500 , China) NGO , 2005 , 23 ( 5) : 13216ABSTRACT : Corrosio n is a main factor resulting in buried gas pipeline leak and rup t ure. Based o n systematic analysis o n corrosivefailure factors of gas pipeline , t he fault t ree of corrosive failure of buried gas pipeline

34、is p ut forward. In additio n , o n t he basis of corro2 sio n t heory of gas pipeline and t he fault t ree analysis met hod , relevant measures are p resented in order to imp rove t he reliability of buried gas pipeline.KEY WO RDS : Buried gas pipeline ; Corrosio n failure ; Fault t ree analysisRes

35、earch on Automatic Testing Technology f or Cathodic Protection Potential in Long Distance Pipel ineWu Ling , L an Xiang , Liu J un ( Pet roChina Sout hwest Oil and Gas Field Co mpany Gas Transportatio n Depart ment , Chengdu , Sichuan , 610215 , China) NGO , 2005 , 23 ( 5) :17219ABSTRACT : Based o n

36、 research o n low power co nsump tio n filter and switch2off potential auto2diagnosis technology of lo ng distancepipeline , made is a plan for auto2diagnosis and acquisitio n of cat hodic p rotectio n switch2o n potential and switch2off potential under low pipeline power co nsump tio n co nditio ns

37、. In2site test is satisfied , and t he sample is developed. The technology will enhance cat hodic p rotectio n co nt rol o n operating pipelines , make cat hodic p rotectio n measures more perfect and ensure pipelines operate p roperly. As a result , assessment of cat hodic p rotectio n will be more accurate and scientific. The technology will bring significant benefit s eco no mi2cally and socially.KEY WO RDS : Lo ng distance pipeline ; Cat hodic p rotectio n ; Potential ; Auto2diagnosis