页岩气地面工程标准化设计
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页岩气开发利用工作方案以页岩气开发利用工作方案为题,本文将从页岩气资源概况、开发技术、环境影响和经济效益等方面进行阐述。
一、页岩气资源概况页岩气是一种以页岩为储层岩石的天然气,其主要成分是甲烷。
页岩气广泛分布在全球各地,尤其在美国、中国、加拿大等国家和地区拥有丰富的页岩气资源。
据估计,全球页岩气储量约为600万亿立方米,其中中国拥有约40万亿立方米的页岩气储量,居世界首位。
二、页岩气开发技术页岩气开发主要采用水平井钻探和压裂技术。
首先,通过钻探水平井,提高气井的产能;然后,运用压裂技术,将压裂液注入井孔,使岩石裂缝扩大并释放气体,最后通过管道输送气体。
这些技术的应用使得页岩气的开采效率大大提高,同时也带来了更多的经济效益。
三、环境影响页岩气开发对环境可能会产生一定的影响。
首先,开采过程中需要大量的水资源,可能会导致水资源的过度开发和短缺。
其次,压裂技术可能会导致地下水和地表水受到污染。
此外,气井的建设和运营也可能对周围的生态环境造成破坏。
因此,在页岩气开发过程中,应采取适当的环境保护措施,确保开发利用的可持续性。
四、经济效益页岩气开发利用对经济具有重要意义。
首先,页岩气资源的开发能够减少对传统能源的依赖,提高能源供应的多样性。
其次,页岩气开发可以促进相关产业的发展,创造就业机会,提升地方经济水平。
此外,页岩气的开采还可以增加国家的能源储备,提高能源安全性。
页岩气开发利用工作方案包括通过水平井钻探和压裂技术提高开采效率,采取环境保护措施减少对环境的影响,以及实现经济效益的最大化。
在实施过程中,需要充分考虑资源潜力、技术可行性、环境影响和经济效益等因素,制定出科学合理的开发方案,推动页岩气资源的可持续开发和利用。
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论页岩气田地面工程进展及工艺页岩气田是指以页岩为主要储集岩石的天然气田。
与传统天然气田相比,页岩气田的开发具有地质条件复杂、开采技术复杂、投资额大、环境保护压力高等特点。
地面工程是页岩气田开采过程中的重要组成部分,包括钻井、压裂、采气、油气处理、输气等环节。
本文将从页岩气田地面工程的进展及工艺方面进行探讨。
页岩气田地面工程的进展主要体现在以下几个方面。
钻井技术的不断创新和提高。
钻井是页岩气田开采过程的第一步,钻井质量直接影响到后续的开采效果。
近年来,钻井技术不断创新,从钻井设备的改进到钻井液的优化,大大提高了钻井的效率和质量。
采用水平井和多级压裂技术能够有效提高页岩气田开采的效果。
压裂技术的发展。
压裂是页岩气田开采的关键环节,通过压裂可以将页岩岩石中的天然气释放出来。
近年来,压裂技术不断创新,从传统的液态压裂到液气混输裂,再到超临界二氧化碳压裂,不断提高了压裂的产能和效果。
油气处理技术的提高。
由于页岩气田开采出的气体含杂质较高,处理难度较大。
油气处理技术的提高对于页岩气田的开发至关重要。
目前,利用物理、化学和生物等方法对气体进行处理已经成为常规做法,如脱硫、脱氮、脱水等处理工艺的不断改进,提高了气体的质量和净化效果。
输气技术的完善。
页岩气田开采出的气体需要通过管道输送到市场,因此输气技术的完善对于开采过程的顺利进行非常重要。
近年来,采用新型管道材料和技术,如塑料管道、聚酯薄膜管道、无缝钢管等,大大提高了输气的效率和质量。
在页岩气田地面工程的工艺方面,主要包括钻井、压裂、采气、油气处理和输气等环节。
钻井是指通过钻井设备将钻头沿井孔逐渐下钻到目标层位。
钻井工艺主要包括井眼质量控制、钻头选型和钻井液的选用等。
井眼质量控制是保证钻井质量的关键环节,可以采用合适的钻头和钻井液,控制井眼直径和井筒形态,提高钻井效率和质量。
压裂是指通过注入高压液体或气体来破碎页岩岩石,释放储层中的天然气。
压裂工艺主要包括施工工艺和压裂液的选用等。
第四届全国大学生油气储运工程设计大赛推荐进入决赛作品名单公示经专家评委评审、组委会审核,拟推荐53件作品入围第四届全国大学生油气储运工程设计大赛决赛,其中赛题一20件作品,赛题二33件作品。
现公示如下(排名不分先后):赛题一(某海上油田A区块地面工程):序号学校团队账号团队成员学历指导教师1滨州学院TD040304李莹屏、刘琳、张晨、张含笑本科李玉浩2长江大学TD040405郑度奎、王旭东、郭枭驰、卓柯研究生程远鹏3常州大学TD040504陈锋、朱珠、易鉴政、乔丹本科吕晓方4重庆科技学院TD040601余雨晗、涂夕、王世豪、熊明林本科王大庆5重庆科技学院TD040602李洪波、李嘉庭、相志鹏、张钦研究生孟江6重庆能源职业学院TD040701徐文君、朱灿灿、颜强、贾停专科王波7东北石油大学TD041002常泰、王雨新、李泓霏研究生孙巍8广东石油化工学院TD041101林东成、周金弟、陈捷璇、柯兰茜本科文江波9兰州石化职业技术学院TD041701孙强、史国庆、杨佳佳专科赵状10辽宁石油化工大学TD041802李新迪、刘霞、白子阳、李林本科王国付11宁波工程学院TD041901杨展程、钟彤、李天雄、倪凯阳本科郑艳12宁波工程学院TD041906马乾隆、李天宇、张宇杭、邵展宇本科俞小勇13青岛科技大学TD042004朱乐乐、金睿珠、李慧瑶研究生王鸿雁14青岛科技大学TD042006孙子贻、李文昊、谭更彬、孙国靖研究生胡德栋15西安石油大学TD042501刘丹、吴学谦、李文康、常明亮研究生李睿16西安石油大学TD042502文子彦、李瑾、肖恩楠、丁昊鹏研究生吴刚17西南石油大学TD042602孙学峰、罗佳琪、曾润、张聪聪研究生张杰18浙江海洋大学TD042805朱振强、林晚欣、黄红玲、陈飞本科高建丰19中国石油大学(华东)TD043101郭丹、张磐、吴超、张骞荣研究生曹学文20中国石油大学(华东)TD043102尤元鹏、任静、张春影、赫松涛研究生何利民赛题二(某页岩气地面集输工程):序号学校团队账号团队成员学历指导教师1滨州学院TD040306郭伟、尚玉函、李双双、董家志本科孙花珍2滨州学院TD040301王睿、张临、张敏、李颖楠本科耿孝恒3长江大学TD040402刘羽珊、王智慧、张轩豪、林建新研究生程远鹏4长江大学TD040401刘梅梅、任昕、赵轩康、廖加栋研究生张引弟5常州大学TD040502吕英杰、梅苑、李智伟、王潇研究生彭浩平6承德石油高等专科学校TD040802海永玺、张胜举、何伟强、李冰专科李江飞7重庆科技学院TD040605胡连兴、卢海东、蒋欣、郭瑜研究生梁平8重庆科技学院TD040604李亚茜、王鸿达、邓俊哲、黄睿雪研究生田园9大庆师范学院TD040902王帅、赵连庆、王雷、秦赞淞本科刘超10东北石油大学TD041003王乙竹、张宇飞、刘鑫璐研究生刘承婷11哈尔滨商业大学TD041201张闳楠、李悦、陈雨昕、王亚军本科李荣娟12吉林化工学院TD041401马梓萌、窦庆元、常淦、于淼本科邵慧龙13兰州城市学院TD041501纪翔、王朝伟、岳生玉、雷玲卷本科徐菁14兰州理工大学TD041601齐杰、刘鹏、李延虎本科胡宗武15辽宁石油化工大学TD041803任中波、刘志权、徐冰、刘成威研究生刘德俊16辽宁石油化工大学TD041804成志星、李新建、刘超广、张文政本科王国付17宁波工程学院TD041904黄俊、周婧、肖雁云、李永强本科张金亮18宁波工程学院TD041902朱铁汉、夏起、蔡欣悦、王霞本科俞小勇19沈阳工业大学TD042201崔美涵、耿龙龙、赵益、李刚刚本科刘达京20太原科技大学TD042301张晶、龙钰、张震本科马纪伟21武汉理工大学TD042402张朝欣、张涛、姜钦、吴云钦本科曾喜喜22西安石油大学TD042503邬高翔、王全德、王建伟、巢皓文研究生王寿喜23西南石油大学TD042606熊好羽、叶若愚、鲁玉婷、吕雪营研究生马国光24西南石油大学TD042603何杰、郭雨莹、徐倩、潘婷本科李长俊25西南石油大学TD042607陈迪、覃敏、刘诗桃、杨磊研究生廖柯熹26榆林学院TD042703张玲玲、付智豪、孙会娜、徐静本科毕智高27浙江海洋大学TD042801孙省身、袁安、胡伟利、袁辰本科高建丰28中国石油大学(北京)TD043002李金潮、李国豪、冯兴、刘胜男研究生邓道明29中国石油大学(北京)TD043003刘莹莹、兰文萍、李立、肖亚琪研究生宫敬30中国石油大学(北京)TD043008范霖、张静宇、刘昊、周希骥研究生李鸿英31中国石油大学(华东)TD043106张旭、刘萌、杨紫晴、陈彤研究生刘刚32中国石油大学(华东)TD043105唐森、叶凯旋、唐国祥、李雅欣研究生李自力33中国石油大学胜利学院TD043201王冲、吴佳惠、边家辉、贾立新本科代晓东如有团队信息不准确请将团队账号、团队成员姓名、负责人联系方式及指导教师姓名发到大赛官方邮箱:nogstedc@。
2019年32期设计创新科技创新与应用Technology Innovation and Application页岩气地面工程标准化设计杨洲(四川科宏石油天然气工程有限公司,四川成都610000)前言页岩气不同于油气田所产天然气,其多以游离和吸附状态存在,其所存储的条件导致其开采寿命和开采周期都较长,且页岩气的压力和产能衰减速率都较快,页岩气的这些特性导致了页岩气地面工程与常规气田的地面工程有着较大的不同。
结合页岩气的开采特点在页岩气地面工程的设计中将以“标准化设计、模块化建设”作为页岩气地面工程的设计理念实现页岩气的规模化和高效化的开采,以较低的成本完成页岩气的开采。
1页岩气地面工程设计所面临的难点相对于传统的油气田开采页岩气开发仍是一个新的领域,现今应用于页岩气的开采技术多借鉴与传统天然气的开发流程与模式,而页岩气开采的特殊性使得其需要与之相配套的页岩气地面工程,由于缺乏可供借鉴的经验致使页岩气地面配套技术仍处于探索与经验总结阶段,待妥善解决好页岩气地面工程设计中所面临的一系列问题将确保页岩气地面工程满足页岩气开采所需。
1.1集输规模未有明确界定。
页岩气由于其分散的存储条件在页岩气开采过程中会出现开采前期产气量高但不持续,在一段时间后快速衰落,页岩气开采前后期产量剧烈变化。
据美国页岩气开采数据显示,美国页岩气单井产量前期较高,其约占总量近8成的产量能够在不到10年的时间内快速开采完,而剩余的部分则需要长期、持续的开采。
与常规油气田稳定、持续的模式大为不同。
这就为界定页岩气地面工程集输规模带来了较大的难度。
1.2管网和场站布局变动性较大。
与常规油气田持续、稳定开采不同的是,页岩气开采具有较强的爆发性,其这一特想导致了为了获得较高的产量需要结合页岩气产能变化的特点适时的调整地面集输规模和场站布局,用以满足页岩气开采需求。
由于管网和场站布局变动性较大,将会对页岩气地面工程设计带来较大的影响。
1.3工程设备配套难度大。
页岩气开发的地质与工程一体化技术一、绪论1.1 研究背景1.2 研究意义1.3 研究目的1.4 研究内容1.5 研究方法二、页岩气地质勘探技术2.1 页岩气地质特征及分布规律2.2 地球物理勘探技术2.3 地震勘探技术2.4 测井技术2.5 岩石学分析技术三、页岩气井的钻井与完井技术3.1 页岩气井的钻井技术3.2 页岩气井的完井技术3.3 工程钻井与地质勘探的一体化技术3.4 页岩气井施工总成本的影响因素及对策分析四、页岩气开发与生产技术4.1 页岩气开发模式4.2 页岩气生产技术4.3 页岩气增产技术4.4 页岩气生产过程中遇到的问题及解决方案五、页岩气环保技术5.1 页岩气开发对环境的影响5.2 页岩气环保技术研究进展5.3 页岩气环保技术现状与发展趋势5.4 页岩气环保技术的应用六、总结与展望6.1 研究结果总结6.2 研究成果的应用6.3 研究的局限性和不足之处6.4 展望未来的研究方向。
一、绪论1.1 研究背景页岩气是指自然存在于页岩中的天然气储备资源,是伴随着人类社会的发展而不断增长的一种不可再生能源。
在能源资源充足、价格廉宜的基础上,页岩气对于现代能源体系的构建和经济社会的发展具有重要意义。
近年来,随着人们对传统化石能源的限制和环境保护的呼声越来越高,页岩气被广泛认为是一种清洁、低碳的新能源,具有优化能源结构、改善环境质量的双重作用。
1.2 研究意义页岩气开发处于资源探明和可商业开发的初期,开发难度较大,需要运用先进的技术手段进行勘探开发。
地质与工程一体化技术是页岩气开发的重要技术之一。
通过对页岩气储层的地质知识、钻井技术、完井技术和生产技术等方面的研究和应用,提高气井的产能,保障资源可持续开发利用,降低生产成本,进一步促进了页岩气产业的发展。
1.3 研究目的本文旨在探究页岩气开发中的地质与工程一体化技术,研究气井的地质勘探、钻完井,生产技术及环境保护技术等方面,以及如何加强工程和地质一体化,提高页岩气开发效率。
论页岩气田地面工程进展及工艺页岩气资源是近年来备受关注的新型能源,能够实现对传统煤炭等化石能源的替代,其勘探和开发成为了当今全球石油行业追逐的热点。
要想实现页岩气资源的高效利用,优化地面工程进展及工艺至关重要。
地面工程进展地面工程包括钻井、完井、试产、分离等一系列的加工工艺,其优化可以降低生产成本,提高采收率。
而对于页岩气田而言,其特殊的地质环境、岩石力学特性等因素使得地面工程面临着许多困难与挑战。
针对这些问题,目前国内外的研究人员正在积极探索,取得了一些重要进展。
1.页岩气地面工程钻井技术页岩气地质条件极为复杂,钻井过程中地面与井下之间的沟通十分关键。
随着技术的发展,基于硬层、中软-硬层混合地质条件等的定向侧钻技术、多级封隔技术、连续钻进技术等相继提出。
如通过多级封隔及套管井段设置,可有效地解决井下水窜、泥浆失控等问题;合理的井斜控制可以提高储层接触的产气面积,促进页岩气的释放。
完井技术是指在钻完井并进行地下设备安装的工程。
针对页岩气储层特点,国外开始采用了人工压裂、液体新技术等进行处理,例如,在压裂过程中加入一定比例的天然气、石油和其他类似材料,以增加压裂效果和增产效果;或者通过一种叫做“干压裂”的新技术,使压裂剂强制进入岩石裂缝,并迅速膨胀,从而增加石油、天然气的流动量。
同时,国内外甚至还引入了人工智能技术等高新技术作为完井技术中的优化方案。
3.试产与增产技术对于刚刚进入试产阶段的页岩气田而言,如何提高采收率成为了生产运营的重要课题。
面对页岩气田的特殊环境,目前国内外研究人员结合人工智能、大数据等技术,提出了一些有效的生产增产方案,例如目前已广泛采用的人工压裂技术和成熟度研究技术等。
4.页岩气田分离等处理工艺页岩气田生产过程中产生的天然气与含硫化合物、水等杂质混合,需要经过分离、净化等处理工艺后才能投入市场。
传统分离处理设备成本高,能源消耗大,对页岩气等不含石油等油气田而言,其能源损耗更加显著。
页岩气开发地面配套集输工艺技术分析
页岩气是一种嵌入在坚硬页岩岩石中的天然气资源,开采难度大、成本高。
目前页岩气的开发一般经历以下几个阶段:勘探、开采、压裂和集输。
其中地面配套集输工艺技术是页岩气开发的重要环节,其主要任务是将从页岩气井中产出的气体进行处理、净化和输送。
1. 气体处理技术
页岩气中含有大量的杂质气体,例如二氧化碳、硫化氢等,这些杂质气体对生产设备和管道有腐蚀作用,因此需要进行气体处理。
通常采用脱硫、脱水、除尘等技术对页岩气进行处理,使其达到输送要求的纯净度。
2. 压缩技术
由于页岩气地质条件复杂,产气量低、开采难度大,因此需要将产出的页岩气进行压缩,以提高气体的压力,便于输送。
3. 运输技术
页岩气通常需要远距离运输,因此需要设计合理的输气管道和气体运输车辆,确保气体运输的安全和高效。
4. 储存技术
页岩气的需求量随季节和市场变化,因此需要设计合理的储气设施,以便在需求高峰时段进行调剂。
5. 控制技术
为了保证页岩气开发地面配套集输工艺技术的安全稳定运行,需要设计合理的控制系统,对各个工艺环节进行精确控制。
1. 自动化技术
随着自动化技术的不断发展,页岩气开发地面配套集输工艺技术也将逐渐实现自动化控制,提高生产效率和安全性。
页岩气开发地面配套集输工艺技术将逐渐引入节能、环保技术,降低能耗和环境污染。
四、结论
页岩气开发地面配套集输工艺技术是页岩气开发的重要环节,其发展已成为行业的一个重要趋势。
未来,随着技术的不断进步和发展,页岩气开发地面配套集输工艺技术将迎来更好的发展前景,为页岩气产业的发展贡献力量。
论页岩气田地面工程进展及工艺页岩气田的开发是目前天然气产业领域最重要的技术革命之一。
地面工程的进展和工艺的不断优化是保障页岩气田可持续发展的关键。
一、地面工程进展1. 由单井开采到集群开采随着页岩气田开发的深入,单井开采逐渐向集群开采转变。
集群开采不仅可以提高产量,还能减少开采成本和环境影响。
2. 露天水池逐渐被深度处理方式替代传统的页岩气田地面工程总体上是露天水池式处理,这种方式对环境污染和资源浪费都有不良影响。
目前,深度处理方式逐渐替代露天水池。
深度处理方式包括重力沉降、微生物酸化、反渗透等处理方式,能够有效减少水资源消耗。
3. 安全管控更加完善页岩气田开采中,由于地下水层的压力变化、水质变化、地面沉降等原因,可能引发地质灾害和环境污染等问题。
为了保证开采安全和环境保护,开采企业在监测开采区域的同时,采取很多措施,如加强防水等,以保证地表安全稳定和环境保护。
二、工艺技术进步1. 水力压裂技术水力压裂技术一直是页岩气田开采的难点。
通过改进压裂液的配方、增强钻孔公差和砂水比,水力压裂技术的效率得到了显著提高,压裂液回收和再利用也已得到广泛推行。
2. 人工智能技术人工智能技术的应用可以帮助开采企业提高开采效率,减少因误操作等因素导致的安全事故。
人工智能技术能够识别设备状态,自动识别故障,为安全运作提供保障。
另外,人工智能技术还可以优化生产安排,实现自动化生产,提高生产效率。
3. 转向完整产业链发展页岩气田的开采需要涉及到地质调查、钻探、压裂、储存、输送等多个环节。
因此,开采企业应该面向整个产业链进行发展,通过多元化的投资和产业并购,构建完整的产业链。
这样不仅能够更好地优化资源利用,还能够更好地规避风险。
总之,页岩气田地面工程的进步和工艺的优化,将为页岩气田的可持续发展提供坚实的保障。
未来,随着技术的不断进步和应用场景的不断扩大,页岩气田的开采将会更加高效和环保。
页岩气地面工程标准化设计作者:杨洲来源:《科技创新与应用》2019年第32期摘; 要:页岩气是贮藏在地层中的天然气,其储量丰富是现今各国油气开采的新领域。
相对于一般的油气开采页岩气开采的技术难度与技术要求更高,页岩气藏的特殊物性决定了页岩气地面工程的设计、建设需要采用标准化的流程与标准。
在我国现今的页岩气地面工程设计中面临着集输规模不确定性强、管网和站场布局适应性差、工业设备配套难度大等的难点,为做好页岩气地面工程设计工作需要以“标准化设计、模块化功能分区、撬装化设备选型、集约化场地设计、数字化生产管理”为目标完成页岩气地面工程的标准化设计。
文章在分析页岩气地面工程设计难点和要点的基础上对页岩气地面工程标准化设计进行了分析阐述。
关键词:页岩气地面工程;标准化;设计中图分类号:TE4 ; ; ; 文献标志码:A 文章编号:2095-2945(2019)32-0082-02Abstract: Shale gas is natural gas stored in strata, and has rich reserves, and so it is a new field of oil and gas exploitation in many countries. Compared with the general shale gas production,the technical difficulty and technical requirements of shale gas exploitation are becoming higher. The special physical properties of shale gas reservoir determine that the design and composition of shale gas surface engineering need to be done in a standardized process and meet a certain standard. In the current shale gas ground engineering design in China, there are some difficulties, such as strong uncertainty of collection and transportation scale, poor adaptability of pipe network and station layout, difficult matching of industrial equipment and so on. In order to improve the design of shale gas surface engineering, it is necessary to complete the standardized design of shale gas surface engineering with the goal of "standardized design, modular functional zoning, prying equipment selection, intensive site design and digitized production management". Based on the analysis of the difficulties and key points in the design of shale gas surface engineering, this paper analyzes and expounds the standardized design of shale gas surface engineering.Keywords: shale gas surface engineering; standardization; design前言頁岩气不同于油气田所产天然气,其多以游离和吸附状态存在,其所存储的条件导致其开采寿命和开采周期都较长,且页岩气的压力和产能衰减速率都较快,页岩气的这些特性导致了页岩气地面工程与常规气田的地面工程有着较大的不同。
结合页岩气的开采特点在页岩气地面工程的设计中将以“标准化设计、模块化建设”作为页岩气地面工程的设计理念实现页岩气的规模化和高效化的开采,以较低的成本完成页岩气的开采。
1 页岩气地面工程设计所面临的难点相对于传统的油气田开采页岩气开发仍是一个新的领域,现今应用于页岩气的开采技术多借鉴与传统天然气的开发流程与模式,而页岩气开采的特殊性使得其需要与之相配套的页岩气地面工程,由于缺乏可供借鉴的经验致使页岩气地面配套技术仍处于探索与经验总结阶段,待妥善解决好页岩气地面工程设计中所面临的一系列问题将确保页岩气地面工程满足页岩气开采所需。
1.1 集输规模未有明确界定。
页岩气由于其分散的存储条件在页岩气开采过程中会出现开采前期产气量高但不持续,在一段时间后快速衰落,页岩气开采前后期产量剧烈变化。
据美国页岩气开采数据显示,美国页岩气单井产量前期较高,其约占总量近8成的产量能够在不到10年的时间内快速开采完,而剩余的部分则需要长期、持续的开采。
与常规油气田稳定、持续的模式大为不同。
这就为界定页岩气地面工程集输规模带来了较大的难度。
1.2 管网和场站布局变动性较大。
与常规油气田持续、稳定开采不同的是,页岩气开采具有较强的爆发性,其这一特想导致了为了获得较高的产量需要结合页岩气产能变化的特点适时的调整地面集输规模和场站布局,用以满足页岩气开采需求。
由于管网和场站布局变动性较大,将会对页岩气地面工程设计带来较大的影响。
1.3 工程设备配套难度大。
页岩气存储分散,为保障产量在页岩气的开采过程中将主要采用大面积、规模化的开采流程,通过连续化、高效化的“工厂”作业实现对于页岩气田的开采。
由于开采前、后期页岩气产量变化较大,无法明确确定工业设备的配套标准,为满足页岩气开采需求,在页岩气地面工程设计中需要采用一种适应性较强的工艺设备。
通过采用标准化、模块化且便于组合搬迁的撬装设备将能够有效的解决上述问题,增强页岩气开采工艺设备的适应性。
1.4 需要设计增压设备。
页岩气开采前期处于“爆发期”,产量大、压力高,而在开采的后期页岩气的压力衰减较大并将长期处于低压生产状态,为满足开采所需需要对页岩气地面工程的集输系统和开采压力适当的进行调整,用以平衡各气站之间的气量。
2 页岩气地面工程设计标准化页岩气地面工程标准化设计将有助于缩短页岩气地面工程建设周期、降低成本、提高页岩气开采效率。
在页岩气地面工程标准化设计中将结合地面具体实际情况以统一标准、规范完成标准化、模块化设计,并形成相应的图样,以确保页岩气地面工程场站布局、工艺流程和装置设备选配更加合理、高效。
页岩气地面工程标准化设计核心在于以“丛式场井-集气站-中心处理站-外输”流程为纲,并辅助以“高压采气、井丛来气进站、集中脱水、增压”等的技术、配套工艺及设备。
2.1 井场布局标准化。
页岩气开采主要以“井工厂”作业模式为主,结合井场规模及地形特点设置2-6丛式水平井平台,在井场布局设计上在满足使用的基础上通过对井场布局进行标准化规划(集气站位置、规模、配套设备及场地标识等)。
通过规范流程及工艺和设备,完成标准现场建设。
2.2 工艺流程标准化。
页岩气开采以“井工厂”作业模式,场区内布置标准化丛式井场,为实现高效集输的目标对各场井的集输设备将采用标准化的工艺和工艺流程,确保井场和集气站具有统一的工艺流程和建设规模,通过标准化的流程、设备、工艺方便后期规划、调配。
2.3 功能分区模块化。
在采用标准化工艺、流程及配套设备的基础上,对场站各功能分区进行模块化设计,以丛井式平台和集气站的功能为主将其划分为独立、小规模的功能模块,各模块在最大限度保留功能性的同时完成标准化、模块化的组合,通过不同模块的组合可以快速、高效的完成功能分区的组合、搭建。
2.4 撬装化设备选型标准化、模块化。
撬装化设备能够方便快速的进行组合、移动,具有较为良好的适应性。
结合页岩气开采特点,页岩气地面工程需要具有良好的适应性,通过选用撬装设备将能够实现工艺设备的高效利用。
撬装化设备选型时需要规范化、标准化,选用外形尺寸、功能及技术参数都一样的管阀配件,方便快速拆卸、组装。
2.5 系列化的装置组合。
由于无法明确页岩气地面集输规模,在页岩气地面工程设计时可以设计系列化的工艺装置,通过标准化、模块化结构方便不同系列之间的快速组装与拆卸,用以满足页岩气生产工艺的快速配置。
3 某页岩气地面工程项目的标准化设计以某一页岩气地面工程项目为例对页岩气地面工程标准化设计进行说明。
在页岩气地面工程设计中采用分期滚动建设的模式,遵循“满足一期、照顾后期、分期建设、上下游科学合理规划”的设计原则,通过标准化流程、选用通用化撬装化设备、功能分区模块化,提高页岩气地面工程的采集功效。
3.1 页岩气地面工程集输标准化。
在页岩气地面工程设计中所采用的集输流程如下:集气站→两级加热→两级节流→出站→集气干线→中心处理站(分离、加热、TEG脱水)→输送。
页岩气输送时采用湿气输送工艺,并在集气站对页岩气进行加热除湿,避免生成天然气水合物,并在集气站预设注醇接口。
页岩气丛井井口使用除砂工艺并使用轮换式计量。
对于集气站脱水所形成的污水将回收至二次泵站进行重复利用。
集输管网中所使用的各种工艺设备将采用模块化和撬装式设计,方便快速拆卸和组装。
页岩气地面建设设计时为提高页岩气的开采效率,适应页岩气压力变化所带来的不确定性,在设计时可以采用“辐射+环形”的管网布局方式,采用这一管网布局方式适应性较好,灵活度较高能够满足页岩气气压大幅度变化所带来的问题。
尤其是这一管网布局方式能够使得脱水站之前的气量分布更加均衡,符合“一次建设、长远布局”的設计思想。
3.2 集输场站模块化设计。
井场设计可以采用模块化和撬装化模式,通过标准化模块和方便撬装提高集输场站的适应性。
设计时将井口、集气站中功能相同的区域划分为功能模块,并尽可能的集中化和小型化,并在各模块之间的连接阀口采用标准化的接口(形式、尺寸),用以连接相互独立的功能模块,以便于页岩气地面工程建设时根据设计要求进行功能模块的定制。
3.3 系列化脱水装置的设计。
由于采用湿气输送模式,在集气站需要对页岩气进行脱水,将进入集气站的页岩气导入脱水站后对其进行脱水,使用TEG脱水装置完成对于页岩气的脱水作业。