[00142800]苏里格气田总体增压综合技术研究

一、概要 苏里格气田位于鄂尔多斯盆地西北部,勘探面积4×104km2,天然气地质资源量3.8×1012m3,是世界级超万亿的大气田,规划总规模为249×108m3/a。 苏里格气田是典型的“低压、低渗、低丰度”三低气田,开发难度大,有效开发是世界级难题。其单井产量低,气井平均产量1.0×104m3/d,稳产能力差,不到3年;压力下降快,不到半年压力降低至1.0MPa,绝大部分时间处于低压生产状态。因此,增压工艺是苏里格气田开发的核心,是降低投资和运行成本的关键所在。 增压工艺涉及的因素极多,与地面集输工艺、净化工艺和压力系统、集输管网、压缩机选型等息息相关,必须综合考虑,确定最优方案。主要研究内容包括：适应苏里格气田合作开发的总体增压工艺模式,低压气田整体开发压缩机综合选型技术,气田增压管网仿真、优化运行技术,无基础压缩机优化设计技术,压缩机降噪技术等内容。 实现苏里格气田经济有效开发,是实现把长庆油区发展建设成为“四个基地一个中心”的关键,对于长庆油田实现5000万吨发展规划具有重要意义,是长庆油田“发展大油田、建设大气田”的基本要求。 二、创新点 1、国内首次应用两地多级增压技术,形成国内第一套气田合作开发增压模式。该技术具有投资低、运行费用低、运行灵活的特点,该技术通过合理分配压比,最大限度的降低能耗,延长工艺流程的适应性,提高气井的采收率,是苏里格气田实现低成本开发的关键技术之一,是适应苏里格气田开发的国内第一套气田合作开发增压模式。 2、首创“分体+整体”、“进口+国产”组合式压缩机组选型技术,单台机组功率3531KW,达到国内最大值。集气站压缩机增压规模小,数量多,功率较小,运行环境较差,要求运行维护简单,选用国产整体式燃气往复式压缩机为主;而处理厂压缩机气量大、数量少、功率大、运行条件好,选用进口的大功率分体式燃气往复式压缩机,从而形成了“分体+整体”、“进口+国产”组合式压缩机选型技术,处理厂选用的进口压缩机组单台功率为3531KW,达到国内燃驱压缩机功率的最大值。 3、充分利用地层压力能,夏季不增压,变工况运行的节能减排技术。苏里格气田压缩机数量多,超过200台压缩机在运行,增压占总能耗的70%以上。优化压缩机的运行可在节能降耗方面有突出的贡献。针对夏天环境温度高、生产任务不重和不易生成水合物的有利因素,停运集气站压缩机,提高气井天然气运行压力,天然气井口压力由冬季的1.3MPa提高到4.0MPa,通过集气站压缩机变工况运行,每天气田节约燃料气消耗费用在100万元以上。 4、首次提出了天然气管网增压优化仿真模拟技术,开发了国内第一套用于天然气管网增压优化、运行优化的大型软件SPOGF。以苏里格气田为基础,提出了天然气管网增压优化、运 行优化的通用数学模型,同时基于Windows 平台,用Visual C++开发了气田管网增压优化计算软件SPOGF,可为低压气田、气田后期开发的增压集输方案的确定提供辅助决策,对天然气管网优化调度也具有指导意义。该软件通用性强,是国内第一套用于天然气管网增压优化、运行优化的大型软件,在公开文献上,国外还未见有相关技术的报道。 5、国内首次研制与应用压缩机无固定连接基础技术,填补国内空白。苏里格气田集气站广泛应用了整体式压缩机,由于往复式压缩机振动较大,一般的桩基础或者大块式钢筋混凝土基础体积大,耗钢量大,建设周期长,安装费用高,需要二次灌浆,不方便相互调用。采用此技术后单台压缩机基础投资节约30万元,按气田320台计算,总计可节约9600万元,单台施工周期缩短8天,是苏里格气田实现低成本开发的一项重要技术,获国家发明专利,使长庆油田成为国内唯一研制与应用无基础整体式压缩机组的油田,目前在苏里格气田得到广泛应用。 6、压缩机组减振降噪技术。采取的措施主要有：墙面、屋面安装保温降噪体,降噪量≥48dB（A）,面密度≤72kg/m2;采用隔声门窗,降噪量≥48dB（A）;排烟消声器安装消声围护结构,消声量≥30dB（A）;压缩机基础外围地下安装隔振聚苯板。压缩机基础采用减振沟隔振降噪,在压缩机及空冷器周围预埋一圈聚苯板。管道与压缩机采用柔性连接。 7、首次大功率、多数量和大范围燃气往复式压缩机总体设计技术。在苏里格5座处理厂,大型压缩机数量都达到7台,功率也达到该机型的极限,3531kW,为国内最大,7台3531kW燃驱往复式压缩机组的联合布置设计在国内为第一次。 三、应用推广情况 目前,苏里格气田的增压工艺技术已形成了一种标准化模式,在其300亿的地面建设总规模下,采用两地多级增压工艺,形成了“中低压”集气模式,已建产能169亿方/年,已建集气站95座,集气站安装各类压缩机203台,其中DPC系列110台,ZTY系列44台, 2RDSA-2/G3512机组42台,Ariel-JGT4/G3516 机组6台,金星压缩机1台。已安装基础无固定连接压缩机组48台,其中Ariel-JGT4/G3516分体机式压缩机6台、DPC2803整体式压缩机42台;建处理厂5座,安装卡特彼勒（CATERPILLAR）的G3616燃气发动机+ ARIEL/JGZ6压缩机34台。 靖边气田55亿规模的总体增压工艺也借鉴了苏里格气田的增压工艺技术,采用了区域增压为主,单站增压为辅的模式。子洲气田15亿、神木气田20亿的总体增压工艺也将借鉴了苏里格气田的增压工艺技术。榆林南储气库得到了推广应用。 山西沁水盆地煤层气郑庄17亿、樊庄6亿产能同样为低压低产气田,总体增压工艺也借鉴了苏里格气田的两地多级增压总体工艺模式。 苏里格气田总体增压优化技术通过在以上工程和气田的实际应用,证明符合该技术低压低产气田的实际情况,有效解决了低压低产气田开发的增压技术难题,对低压低产气田低成本、高效开发起到了积极的推动作用,将来还可以气田开发中后期总体增压以及非常规能源页岩气、煤层气田等领域有更大的应用。 四、经济效益 （1）机组国产化—苏里格集气站共安装压缩机203台,其中国产和国内成橇压缩机197台,平均单台较进口机组降低136万元,共计节约工程投资26792万元。 （2）集气站不设备用机组,减少装机功率—苏里格集气共安装压缩机203台,总装机功率98928kW,若集气站设备用机组,则总装机功率为113950kW。不设备用机组减少装机功率15022kW,减少工程投资18538万元。 （3）机组基础简化,降低投资-集气站DPC2803压缩机采用无固定连接基础,单台节约投资30万元,节约42台×30万元/台＝1260万元; Ariel-JGT机组6台,单台节约投资40万元,节约6台×40万元/台＝240万元;处理厂压缩机34台,单台节约投资48万元,节约34台×48万元/台＝1632万元;共计节约投资3132万元。 （4）超前产气—集气站压缩机基础简化缩短施工周期20天,按新投产集气站每天生产20万方,2010年～2011年新建22座集气站,则提前实现经济效益20万方/天·座×22座×20天×0.8元/方＝7040万元。 （5）压缩机优化运行,减少燃料气消耗-苏里格气田集气站压缩机203台,按照每台压缩机每天消耗原料气0.32万方计算,每年压缩机从4～9月共计6 个月停运,则每年减少燃料气消耗约1.17亿方;采用管网仿真技术,优化处理厂压缩机运行工况,减少燃料气消耗0.35亿方/年;共计减少燃料气消耗1.52亿方/年,减少运行费用1.52亿元/年。 五、社会效益 该工程的实施,不仅提高了北京等下游城市居民的生活质量,促进了内蒙古等省市利用天然气发电、天然气汽车及天然气化工的发展,同时对于保证北京、天津等城市的平稳供气具有非常重要意义,对于我国天然气利用发展、能源结构的改善具有积极的促进作用。 目前气田按年产169×108m3的合格天然气,以每家每天使用1m3计算,则可使4630万户家庭使用1年,每家年减少家庭劳务时间7.5小时,年替代燃煤1910万吨,年减少烟尘量6.8万吨,年减少SO2排放量15.2万吨。因此,它具有很好的社会效益。