潘庄煤层气集输工艺设计.docx

潘庄煤层气集输工艺设计2009-10-22叶健摘要：以晋城潘庄煤层气开发项目地面集输系统为例，根据煤层气的基本特性，从采气井场、采气管网、集气站、集气干线、集中处理增压站等方面介绍了煤层气地面集输工艺设计方案。关键词：煤层气；地面集输；工艺设计Design of Panzhuang Coal-bed Gas Gathering ProcessYE JianAbstract：Taking the surface gathering system of Panzhuang coal-bed gas exploitation project for example，based on the basic characteristics of coal-bed gas，the design scheme of the surface gathering system of coal-bed gas is introduced in terms of gas withdrawal well site，gas withdrawal network，gas gathering station，gas gathering main line，centralized processing booster station and so on.Key words：coal-bed gas；surface gathering；process design1 概述 我国煤炭和煤层气资源非常丰富，浅煤层气资源量达到30×1012m3，居世界第3位[1]。但与欧美发达国家相比，我国煤层气的开发利用率相对较低，比如美国2003年煤层气产量达到450×108m3，约占美国当年天然气产量的7.9%，而我国同期煤层气产量还不足50×108m3。对煤层气开发利用，除了可以提供有价值的燃气资源外，还可以改善采煤条件，增强煤炭生产的安全性，减少大气污染[2]。 中原油田很早就瞄准了这一潜力巨大的煤层气勘探开发工程市场，自2002年开始，其钻井、作业等施工队伍利用油气田技术优势；就已在陕西、山西等地的多处煤层气工程建设工地夹显身手。中原油田设计院也于2003年开展煤层气地面集输系统的设计工作，经不断探索、完善，取得了成熟的技术和宝贵的经验。 与天然气气田相比，煤层气气田具有低渗透率、低压力、低产量等特点[3]，而且气井井距小，井深浅，单井产量及井口压力较低，气井数量多且分散，煤层气中水和氧气含量高。因此，采用常规的天然气田集输工艺和相关设备不能满足煤层气集输需要，需进行专门的管道模拟、工艺计算和设备选型设计。2 工程概况 山西晋城潘庄煤层气项目位于山西省晋城市西北约80km处，隶属沁水县管辖。本项目新开发100口煤层气井，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，主要完成煤层气的集气、净化、分离、调压、外输等集输工艺。3 集输工艺设计3.1 设计依据 ① 气源 根据煤炭科学研究总院西安分院所作地质报告及对30口井及全气田的产能预测，确定集输部分单井产气量为2400m3/d，井口压力为0.15～0.30MPa，井口温度为20℃?② 气质?煤层气组成见表1表1 煤层气组成组分CH4C2H6CO2N2O2体积分数/%94.5170.0100.3013.8161.356 煤层气的密度为0.6982kg/m3，相对密度为0.5789，高热值为37.505MJ/m3，低热值为33.812MJ/m3。 ③ 规模 本项目分二期实施，其中一期开发30口井，二期开发70口井，实现100口煤层气井的规模。根据总工艺流程设置原则，每10～15口井设集气站1座，整个项目设置集气站8座，每座集气站处理能力为4.0×104m3/d(考虑了一定的裕量)。设置1座集中处理站对煤层气进行净化、计量，最后将煤层气增压后外输销售。考虑节约占地，便于管理，将增压部分与集中处理站合建，称为集中处理增压站，设计处理能力为30×104m3/d。?④ 执行的主要规范 由于目前国内对于煤层气的开采还处于起步阶段，集输处理工程尚无专门的设计、施工验收规范，但煤层气在气质构成和基本特性上类同于天然气，因此借鉴并执行油气田类似工程的设计、施工验收规范，主要的规范有：《石油天然气工程设计防火规范》(GB 50183—2004)，《油气集输设计规范》(GB 50350—2005)，《石油天然气站内工艺管道工程施工及验收规范》(SY 0402—2000)。3.2 集输工艺设计?① 总体布局?因煤层气低压、低产，为了尽可能减少井间不利影响，提高煤层气产气量，经对多种模型进行软件模拟，结合油气田低压采气经验，最终确定集输管网采用二级布站模式，即集气站和集中处理增压站两级增压，使压力逐级增加，以满足煤层气输送要求