氣田單井移動計量分離器橇裝技術的應用劉永茜 ,秦興述(中國石油工程設計有限公司西南分公司 ,四川 成都 610017)摘 要 :通過對某氣田單井移動計量分離器橇裝技術的應用研究 ,提出降低氣田地面工程投資的突破點 ,形成針對多井數的單井集氣工藝的特殊建設模式和技術 ,為國內氣田地面建設 探索簡化流程 、優化設計的新思路和方法 。關鍵詞 :單井移動計量分離器橇裝 ;單井集氣工藝 ;計量分離方法文章編號 :100625539 (2005) 0520001203文獻標識碼 :B等外 ,在單井站內采用移動計量分離器橇具有開創性的意義 。本研究以觀念更新來尋找技術突破口 , 跳出了目前國內氣田開發地面工程的傳統模式 ,針 對具體氣田地面工程的特點 ,提出降低投資的突破 點 ,形成針對于多井數的單井集氣工藝 、特別是采用 混輸工藝的特殊建設模式和技術 ,采用移動式單井 計量設施代替永久計量分離設施 ,從而減少設備的 數量 ,極大地降低了工程投資 ,氣田集輸工藝技術水 平得到了提高 ,為國內氣田地面建設探索出簡化流 程 、優化設計的新思路和方法 。0前言某天然氣區塊總面積 1 588 km2 ,位于西北某省區 ,分 為 兩 個 開 發 區 域 , 第 一 開 發 區 ( A 區 ) 面 積1 411 km2 ,第二開發區 (B 區) 面積 177 km2 。該氣 田地面設施包括 23 座單井站及從 23 座井站至中央 處理廠的天然氣采集氣管道系統和中央氣體處理 廠 。氣田設計產能為 30 108 m3 / a ( 20 , 1011325 k Paa) ,氣油比 8 10012 948 m3 / m3 。傳統的氣田開發地面建設工程目前還無法跳出 井口 、采氣管線 、集氣站 、集氣干線 、中央氣體處理廠( CP F) 和輸氣首站的模式 ,集氣站的工藝流程也停 留在井口節流 、加熱 (或注醇) 、分離 、計量的水平 ,要降低氣田開發地面建設工程投資的要求 ,除了優化 氣田開發模式 、優化集氣站工藝流程 、優化管理模式1氣田集氣工藝方案說明該氣田氣井分布呈長條形 ,其范圍為東西長約66 km ,南北寬約 16 km ,大部分氣井間距達到 5 10 km ,詳見圖 1 :圖 1 氣田氣井布置圖收稿日期 :2005207229 ;修回日期 :2005208208作者簡介 :劉永茜 (19632) ,女 ,四川德陽人 ,高級工程師 ,畢業于西南石油學院油氣儲運專業 ,主要從事石油天然氣油氣儲運設計工作 。電話 : (028) 86014912 。天然氣與石油22005 年由于該氣田氣井分布呈狹長形 ,若采用多井集氣 ,集氣支線將很長 ,且流向不順 ,投資高 ,故不考慮 放射狀的多井集氣工藝方案 。根據該氣田生產氣井井位分散 、氣井沿氣田東 西軸線均勻布置和呈狹長形的特點 ,采用枝狀集氣管網的單井集氣工藝方案 ,使東西集氣干線盡量靠 近氣井沿構造長軸布置 ,將兩側各氣井的天然氣經 集氣支線納入集氣干線并輸至 CP F 集氣裝置 ,不僅 單井集氣的支線比多井集氣的支線短 、投資省 ,而且 流向順暢 ,有利于氣田滾動開發和分期建設 。該氣田處于沙漠 ,自然條件惡劣 ,各井站采用無 人值守 、有人巡檢的管理模式 。氣田采用枝狀集氣 管網 、單井節流降壓 、各井場就地孔板連續計量 、移 動式計量分離器橇適時進行計量比對 ,井口注醇 、氣 液混輸的單井集氣工藝流程 。分離器對天然氣分離后進行液體計量 ,按各井氣量大小折算各井產液量 。做法 2 :每口井設 1 套就地孔板流量計連續對 單井進行計量 。當就地孔板流量計的數據變化較大 時 ,可采用車載移動臥式氣液計量分離橇 ,利用橇體 上安裝的超聲波流量計對就地天然氣孔板流量計計 量的天然氣進行計量比對 ,利用質量流量計對折算 產液量進行計量比對 。優點 :可連續記錄氣井的各種參數 ,精度高 。 缺點 :設備較 多 , 管 理 維 護 不 便 。特 別 是 做 法1 ,按各井氣量大小折算各井產液量準確度差 。21112方案二 :計量管道 + CPF 集氣裝置輪換計量 適用條件 :適用于單井集氣流程 。做法 :氣田各單井站不設就地計量 ,敷設專用的 計量管道與集氣管道同溝敷設至 CP F 集氣裝 置 。在集氣站內少于 10 口單井時可設置 1 臺計量分離器 ,每口單井間隔 510 d 測試一次產量 ,連續測量 時間不少于 24 h ,目的是通過測量 , 記錄氣井 24 h 之內的產氣 、產液量 ,了解產氣 、產液波動情況 ,并計 算 24 h 內的瞬時產量和平均產量 。優點 :設備少 ,占地面積小 ,計量高度集中 ,管理維護方便 。缺點 :不能連續記錄每口井的各種參數 ,需敷設 專用計量管道 ,投資高 。21113方案三 :單井非連續分離計量 適用條件 :適用于單井集氣流程 。做法 : 單井站采用車載移動臥式氣液計量分離 器 、間歇對各井分離計量 。每座單井站計量周期一般為 510 d ,每次計量的持續時間不少于 24 h 。計 量采用氣液計量 ,含液天然氣分離后氣計量為連續 計量 ,液計量為間歇放液計量方式 。優點 :井場流程簡單 ,投資最省 。缺點 :操作復雜 ,勞動強度大 。由于高壓快開接 頭頻繁操作 ,容易造成泄漏 。21114方案四 :站內輪換計量 適用條件 :適用于多井集氣流程 。做法 : 多口單井在集氣站內設置 1 臺計量分離 器 ,每口井每隔 510 d 測試一次產量 ,連續測量時間不少于 24 h ,目的是通過測量記錄氣井 24 h 之內 的產氣 、產液量 , 了解產氣 、產液波動情況 , 并計算24 h 的瞬時產量和平均產量 。優點 :設備少 ,占地小 ,投資省 ,管理維護方便 。 缺點 :不能連續記錄每口井的各種參數 。2固定/ 移動井計量分離器工藝方案比選為評估氣井儲層性質 、分析氣井生產能力 、了解 氣藏動態 、進行氣藏地質開發評價 ,按照中華人民共 和國氣田集氣工程設計規范S Y/ T 0010 - 96 的規定1:為滿足測試氣井的周期性 , 對天然氣計量的周期即是每計量一次的循環時間 ,亦即每隔 510 d對氣井測量一次計量 。計量持續時間是每次測量氣 井產量的連續時間 ,連續測量時間不少于24 h ,目的是通過測記氣井 24 h 之內的產氣量 ,了解其產氣的波動情況 ,并計算 24 h 內的瞬時產量和平均產量 。 井站分離器的設置是為了有效分離天然氣中的雜質 ,保證計量裝置的計量精度 。另外 ,通過分離器將天然氣中的氣相 、液相分開以便于對氣井生產的 物流分別計量 。因此 ,分離器的設置方式必須與采 用的計量工藝緊密結合起來進行選擇 。211分離計量工藝方案簡介由于氣井的測試并不要求具有持續性 ,針對該 氣田采用混輸集氣工藝 ,氣井的計量通常有單井連 續分離計量 、單井非連續分離計量 、站內輪換計量 、 計量管道 + 站內輪換計量等計量方案 。21111方案一 :單井連續分離計量適用條件 :適用于單井或多井集氣流程 。做法 1 :每口井設 1 套就地孔板流量計 ,連續對 單井進行天然氣計量 。在 CP F 集氣裝置通過氣液劉永茜 ,等 :氣田單井移動計量分離器橇裝技術的應用3第 23 卷第 5 期212固定/ 移動計量分離器工藝方案比選由于該氣田井數多 、井口為無人值守 ,采用單井 混輸集氣工藝 ,單井站計量方案選擇分析如下 :21211單井連續分離計量做法 1 :利用 CP F 集氣裝置通過氣液分離器對 天然氣分離后進行液體計量 ,按各井氣量大小折算各井產液量準確度差 ,可操作性較差 ,不推薦采用 。做法 2 :每口井設 1 套就地孔板流量計 ,采用車 載移動臥式氣液計量分離器進行計量比對 。該方案可連續記錄氣井的各種參數 , 精度高 , 參與方案比選 。21212單井非連續分離計量適用條件 :適用于單井集氣流程 。做法 : 單井站采用車載移動臥式氣液計量分離 器 、間歇對各井分離計量 。由于高壓快開接頭頻繁 操作 ,容易造成泄漏 ,安全性較差 ,不推薦采用 。21213站內輪換計量適用條件 : 不適用于單井集氣 流 程 , 不 推 薦 采 用 。21214計量管道 + CP F 集氣裝置輪換計量 適用條件 :適用于單井集氣流程 。設備少 ,占地面積小 ,計量高度集中 ,管理維護方便 ,參與方案比 選 。該氣田計量方案比選見表 1 。3移動計量分離器橇目前國內外油氣井計量技術主要采用以分離器為主 ,配相應的計量儀表 ,達到油氣兩相計量或油氣 水三相計量的目的 ,是油氣集輸工程的核心部分 。移動分離計量橇包括氣液分離器 、氣體流量計 、液體流量計 、管件 、油水分析儀 、相關閥門及儀表 ,它 們均集成于拖車上 。移動分離計量橇與天然氣管道連接采用高壓管道進行現場連接 。311 技術思路橇底座采用移動式底盤 ,對井口含液天然氣進 行兩相分離 ,自動排液 。計量采用兩相計量 ,氣相計量為連續計量 ,采用氣體超聲流量計對分離后的濕天然氣進行計量 ,計量準確度控制為 1 % 3 % ; 液 相計量為間歇放液計量 ,采用質量流量計對分離后的含水凝析油進行計量 。質量流量計能夠直接測量流體質量和密度 ,可計算出含水率和純油量 ,計量準 確度控制為 5 % 8 % 。分離器采用臥式兩相分離 器 。312技術方案31211分離器結構分離器采用重力沉降加分離構件分離的結構 , 主筒體底部設積液包 。分離器內構件分為進口緩沖 元件和內部分離構件 。緩沖元件采用波紋板 ,波紋 板結構簡單 ,可以整流氣流和沉降液滴 。分離構件 采用不銹鋼絲網結構 ,能有效地清除霧沫夾帶和進 一步分離液相 。單井移動計量分離器橇流程見圖 2 。表 1 計量方案比選表方案一單井連續分離計量(就地孔析計量 + 移動 計量分離器)方案二計量管道 + CPF 集氣裝置輪換計量項目PN16M PaDN80就地孔板計量/ 套PN16M Pa 車載移 動計量分離器/ 臺PN16M Pa 800氣液分離器/ 臺108 9 計 量 管 道 (西干線) / km159 12 計量管 道 (東干線) / km投資/ 萬元232200212130201508002 667圖 2 單井移動計量分離器橇流程示意圖從表 1 比選結果可以看出 ,采用方案一投資最省 ,管理方便 ,因此每口井設 1 套就地孔板流量計 , 采用車載移動臥式氣液計量分離器的方案能夠滿足 氣田開發要求 。31212移動式底盤計量橇的移動采用帶牽引的四輪移動式拖車 ,特點是 :天然氣與石油Natural Ga s And Oil第 23 卷第 5 期2005 年 12 月Vol . 23 ,No . 5Dec. 2005用高斯積分法計算混油濃度周立峰 ,吳明(遼寧石油化工大學 ,遼寧 撫順 113001)摘 要 :在成品油順序輸送過程中 ,兩種油品的交界面上勢必會產生混油 。為了減少由混油造成的損失 ,一方面應優化輸送設計方案 ;另一方面在混油切割時應采取最佳處理方法 ,其 關鍵是要準確了解混油段內的混油濃度 。對成品油現有混油濃度的計算方法進行了分析 ,提 出了用高斯積分法計算成品油混油濃度的新方法 ,并且用 VisualC + + 編制了混油濃度模擬計 算軟件 ,利用軟件可以計算出不同油品順序輸送的混油濃度 。高斯積分法不但計算準確 ,而且 數值穩定 ,可用于實際的成品油混油切割 。關鍵詞 :成品油 ;順序輸送 ;濃度 ;高斯積分法文章編號 :100625539 (2005) 0520004203文獻標識碼 :A文從擴散理論出發推導出混油量計算公式 ,并用高斯積分法進行了求解 ,得到了與實際情況比較吻合 的結果 。0前言隨著順序輸送時間的推移和混油段長度的不斷增加 ,其混油段內濃度分布狀況也將不斷改變 。掌 握混油濃度隨時間和位置的變化規律 ,對管道終點 油庫及混油處理裝置的設計極為重要 ,是管道初步 設計時比較幾種方案經濟效果的重要依據 ,也是研究順序輸送技術 、指導作業調度和正確實施管道終 端切換的重要條件 。各國對順序輸送時在管道內形 成的混油量的研究 ,有的是從生產實測數據出發 ,有 的是從理論分析和推導出發并經實驗數據修正 ,本混油濃度分析1 2假定全程平均流速為 v , 計算距終點距離 x 處 的混油濃度 。為了便于研究 ,采用運動坐標系 ,其原 點位于混合區的中央 ,它沿管道以平均流速向前流 動 ,兩油品濃度相等 。運動坐標系與以管道起點為原點的固定坐標系 之間的關系 (見圖 1) 為 :1a) 牽引 :采用活動式掛鉤 ,360轉盤 、轉向靈活 、確保行駛中的安全 。b) 制動 :同時具有可靠的氣剎接口和手搖式剎 車系統 。c) 支撐 :配有 4 只機械或液壓支撐裝置 ,能保證操作時的穩定性 。用混輸單井集氣工藝間歇計量方式生產的氣田 ,使用移動式分離計量橇能夠滿足分離計量要求 ,可以 大大節約工程投資 ,簡化單井工藝流程 ,實現單井站 場的無人值守 ,是一種值得推廣的方案 。參考文獻 :1S Y/ T 0010 - 96 . 氣田集氣工程設計規范 S .4結束語對于氣田井數多 、采用單井集氣工藝 、特別是采收稿日期 :2004207215 ;修回日期 :2004208230作者簡介 : 周 立 峰 ( 19792) , 男 , 遼 寧 撫 順 人 , 在 讀 碩 士 , 主 要 從 事 成 品 油 順 序 輸 送 的 研 究 與 設 計 工 作 。電 話 。NATURAL GAS AND OIL(B IMONTHL Y)Vol . 23 No . 5De c . 2005S EL EC TED AB 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) :123ABSTRACT : 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 hering 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 hodCalculating 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 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. 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 applied 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 hwest 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 sectio 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 ho 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 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 , 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 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 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 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