煤层气集输.docx

1、煤层气集输单位代码:10615西南石油大学硕士学位论文论文题目:煤层气开采与集输工艺研究硕士生:肖燕导师:袁宗明(教授)学科专业:油气储运工程研究方向:油气集输工艺2007年4月摘要随着常规天然气资源的不断减少,能源需求的不断增加,特别是对环境保护要求的日趋严格,煤层气作为巨大的潜在资源在我国能源消费中的地位也逐步提高。在我国,目前对于煤层气的开采还有一定的难度,并且煤层气的集输还只是处于起步阶段,因此本文讨论了煤层的排水采气工艺以及地面钻井开采出的煤层气的集输问题,重点是集输工艺的研究。在排水采气工艺方面,对排水采气机理以及采气过程进行分析;简单介绍了几种常见采气设备的采气原理;提出了排水采

2、气工艺连续性的临界条件的合理的计算方法;为了取得最佳的排水采气量,提出了井筒液面的计算方法;提出了气井的防砂工艺、工艺参数设计方法以及相应的计算框图。在集输方面,只考虑井场到集气站的工艺,重点研究气体的集输。井场不设置节流阀,考虑将气液分离装置布置在井场,且采用两个分离器,并在分离器出口的气管线和水管线分别布置一个除杂设施;将压气站、脱水站合并到集气站进行气体的预处理,考虑到脱水的经济性,将增压站布置在脱水站的前面;对于含氧量超标的煤层气考虑脱氧操作;建立了集气站位置确定模型,并对简化模型进行求解;对于采气管线沿途凝析水的收集考虑在采气管线上安装凝析水收集装置或者在压缩机入口处设置专门的气液分

3、离器;最后提出了不同水质的采出水的处理工艺。在集输设备选择方面,通过多种设备的比较对采出气分离、采出水分离、采气管线上的凝析水收集装置、增压装置及增压装置前的凝析水收集装置、脱水系统设备以及气管线、水管线、压缩机前的固相杂质控制设备进行了选择并列出设计参数的计算方法和相应的计算框图;提出了适合地面钻井开采出的煤层气的脱氧工艺;对压缩装置中水的凝析情况进行了预测,根据工程热力学方法和实际气体状态方程对析水量的计算公式进行了推导;经过比较,推荐出集输系统中气体和水的计量装置。最后,应用本文提出的煤层气集输工艺,通过Hysys软件和Matlab编程以及Exoel拟和等对一组四口井的煤层气田进行工艺计

4、算、设备选型等,并作出了井口到集气站的流程图。本文对煤层气这种低压、含水量大以及杂质多的气体的集输工艺进行了系统的研究,研究结果对于现场作业具有一定的指导意义和参考价值。关键词:排水采气集输工艺集输设备固相控制采出水处理AbstraCtWiththedeereaseofnormalnaturalgassoureeandtheeonstantinereaseofenergydemand,esPeeiallytherigorousdemandtoenvironmenialProteetion,CBMPlaysanmoreandmoreimPo比川troleinenergyeonsumPtionas

5、hugeandPotentialresourees.TheCBMexPloitationinoureoUntryhassomediffieultyandthegatheringteehnologyforCBM15onlyatthePrimarystage,therefore,thePaPerhasdiseussedthedrainageteehnologyandgatheringteelinologyofCBMexPloitedbysurfacewelldrilling,andfocusedongatheringteehaology.Onwaterdrainageteehnology,theP

6、aPerhasanalysedthemeehanismandgasProeess;introducedthegastheoryofgasaPParatus;raisedtheeritiealeonditionofwaterdrainageandliquidlevelealculationofwellbore;thePaPeralseraisedthesandeontroltechnologyandPar田刀eterealeulation.Ongasgathering,thePaPerhasconsideredtoloeatethesegregating画tinwellfield叨deonsid

7、eredtotwoseParator,oneforProducedgas,theotherforProdueedwater;incorporatedboosterstationanddehydratingstationintogatheringstation,andloeatedtheboosterstationbeforedehydratingstationineonsiderationWithconunereialeffieieneyofde衍dration;eonsidereddeoxidizationProcesswhentheoxygeneonteni15morethanl%.The

8、PaPerhasbuiltuPloeationmodelofgatheringstationandraisedtheresolutionProeedure:eonsideredtoinstalleondensedliquideollectoronthewayoffiowline;raisedeontrolwaytosolideontaminant,ineludinggaswell,娜line,waterlineandinletPortofeomPressor.ThePaPeralsoresearchedtheProdueedwatertreatmentbythewayofeonsultinga

9、greatquantityofdoetunentsathomeandabroad.OngatheringequiPment,thePaPerhasehoosedProdueedgasandProdueedwaterseParator,boosterequiPmentanddehydrationequiPment;raisedfeasibledeoxidizationProeess,andealeulationProeedureofcondensedliquidCollector;summeduPmeteringPractieeofProducedgasandProducedwaterinsin

10、glewellorsinglelayerFinaily,thePaPerhaseonductedealculationandequiPmeniseleetiontoafour-welleoalbedmethanefieldbythewayofHysys,MatlabandExcel.Atlast,draweduPProeessflowdiagr田肛fromwellheadtogatheringstation.仆15耐elehasresearehedonthegatheringteehnologyofCBM,thefindingshavecertainguidingandrefereneeval

11、ueforthefieldoPeration.Keywords:waterdrainage,gatheringteelmology,gatheringequiPmeni,solideoniarnin呱eontrol,Produeedwatertreatment目录绪论1.1研究目的和意义.,1.2国内外煤层气集输工艺现状.1.3本文的研究思路和目标.1.4本文的主要工作.2煤层气的开采工艺.2.1煤层气与常规天然气比较.2.2煤层气采气过程分析.,.92.3煤层气排采工艺参数控制.112.4气井的防砂技术,.142.5本章小结.,.183煤层气的集输工艺研究.193.1井场工艺系统.,.193.2煤层气集输系统.21,.253.3集气站工艺设计.263.4本章小结.284主要工艺设备及工艺计算.304.1分离单元设备选取.304.2集输管线工艺.344.3脱氧方法选择.424.4增压单元工艺.434.5脱水设备选取及主要工艺参数设计.524.6水合物的预测及抑制方法.554.7地面计量方法选择.554.8采出水处理工艺.574.9本章小结.595某煤层气田集输设计实例.615.1基础数据.615.2集输设计.616结论及建议.70致谢.、.72参考文献.73附录A.