板南储气库地面注采工艺设计

张辉 蔡维国 王东军 张红勤 中国石油大港油田分公司

板南储气库地面注采工艺设计

张辉 蔡维国 王东军 张红勤 中国石油大港油田分公司

为满足京津冀地区用气和季节调峰需求，2010年利用板南枯竭油气藏改建成板南储气库。板南储气库是与陕京二、三线配套建设的地下储气库，设计有效工作气量为4.27×108m3，注气装置规模240×104m3/d、采气装置规模400×104m3/d。该工程包括板南集注站、板G1库井场、白6库井场、白8库井场等4座地面站场，并建设配套的公用与辅助系统。

注气压缩机；露点控制；乙二醇再生；集注站；板南储气库

自1999年起，在大港油田相继建设了大张坨、板876、板中北高点和板中南高点、板808、板828地下储气库，但仍不能满足京津冀地区的用气和季节调峰需求。2010年在中石油统一部署下，决定利用板南枯竭油气藏改建成板南储气库。板南储气库是与陕京二、三线配套建设的地下储气库，设计有效工作气量为4.27×108m3，注气装置规模240×104m3/d、采气装置规模400×104m3/d。该工程包括板南集注站、板G1库井场、白6库井场、白8库井场等4座地面站场，并建设配套的公用与辅助系统。

1 平面布置

板南储气库集注站东西方向长200m，南北方向长132m，场区沿进站路布置，集注站共分为5个区块：综合办公及辅助生产区、注气装置区、采气装置区、放空区及35kV变电所。

板南储气库设备布置方式主要有橇装化布置和直接座落于地面上两种方式。橇装化布置方式具有结构紧凑、占地面积小、管道短，可实现工厂预制，减小现场工作量等优点；同时取消橇装化布置方式所需的钢底座，降低工程投资。橇装化布置方式主要应用于小型设备如甲醇注入橇、自用气调压橇、乙二醇再生橇。设备直接座落于地面上的布置方式，其优点主要是设备安装投资较省、设备管道维护维修方便、安装方式灵活，适用于大型设备如生产分离器、低温分离器、热媒炉、空冷器等。

2 注气系统工艺流程

在注气期，港霸线来气经调压到3.5～4.5MPa后，进入分输站，经天然气双向输气管线输至板南储气库集注站。进站天然气经进站旋风分离器和过滤分离器除去粉尘和杂质后，再进入注气压缩机组一级入口缓冲罐，经三级压缩至11～30MPa，进空冷器冷却至65℃后。一部分通过板G1库井场注采管线输往板G1库井场，后经注气汇管输至注气阀组分配并计量后注入板G1地下储气库；另一部分通过白6库、白8库井场注采管线输至白6库、白8库井场，后分别经白6库、白8库注气汇管，输至注气阀组分配并计量后再注入白6库、白8库注采井。

注气压缩机入口设两级除尘过滤，使气体中粉尘粒径≤3μm，可保证压缩机入口气体的清洁。为减少压缩机出口天然气携带的润滑油对地层渗透率产生的不利影响，要求压缩机厂家保证在压缩机出口的天然气中润滑油含量不超过1mg/L。在注气压缩机房内建1套润滑油系统，包括1具气缸润滑油储罐、1具机身润滑油储罐、1台气缸润滑油泵和1台机身润滑油泵，分别为3台注气压缩机自带的气缸及发动机润滑油罐补充润滑油。

3 采气系统工艺流程

（1）工艺主流程。在采气期，板G1库、白6库和白8库井场断块地层中储存的天然气由注采井采出，各注采井产出流物经油嘴节流后，通过单井计量橇进行计量，所有注采井产出流物汇合后进生产分离器进行三相分离、计量，并进入露点控制装置系统和乙二醇再生系统进行处理，脱去气中的水，形成干气，同时乙二醇再生重复利用。

（2）露点控制装置系统。板G1库、白6库和白8库井场所有注采井产出流物进露点控制装置，经生产分离器进行三相分离，分出的凝析油和水分别计量后进凝液管线。生产分离器分出的天然气，经管道过滤器过滤后，进入预冷器冷却至25℃，在甘醇雾化器中与乙二醇混合后进换热器与低温分离器分出的天然气换冷后，节流至-10℃进低温分离器。低温分离器分出的气相经聚结过滤器进一步净化后，进天然气换热器复热后经过计量外输至大港分输站。低温分离器底部设加热盘管，分离出的凝液去凝液管线，富乙二醇水溶液去乙二醇再生系统再生。

（3）乙二醇再生系统。根据露点控制要求，计算露点控制装置乙二醇防冻剂注入量为400kg/h。乙二醇低温分离出来富乙二醇节流至0.6MPa，经过滤器过滤后，先与乙二醇再生塔塔顶水蒸气换热至50℃，然后进闪蒸分离器，分出的低压气进放空系统，分出的液体与塔底乙二醇贫液换热至95℃后进乙二醇再生塔。再生塔塔底操作温度120℃，采用导热油供热。再生塔塔底乙二醇贫液经贫液冷却器冷却至75℃后，由乙二醇注入泵提升，经甘醇雾化器雾化后，注入到预冷器后的气相中循环使用。

4 辅助系统

（1）甲醇注入系统。甲醇主要注入到预冷器前、后原料气及管壳式换热器前原料气注、采管线收球筒气相出口中，防止原料气在低温状态下冻堵管线。

（2）仪表风及制氮系统。仪表风系统主要为露点控制装置、注气装置气动仪表、阀门提供气源，注气压缩机配套的电机提供正压通风用于压缩空气。氮气系统主要为露点控制装置、注气装置及其他配套装置提供置换气。仪表风系统包括空气压缩机2台、干燥橇2台、制氮机2台、仪表风储罐和氮气储罐各1具。

（3）排放系统。集注站内主要工艺设备的排污均排入闭式排放罐，当闭式排放罐达到一定液位后，利用闭式排放罐输液泵将罐内污水与污油增压后输至白一站进行处理。该站设计闭式排放系统，建1具闭式排放罐（PN1.6MPa，d=2000mm× 6000mm）；2台闭式排放罐输液泵，单台排量10m3/h，扬程180m。

（4）燃料气系统。集注站设置燃气调压橇，主要为600kW热媒加热系统、燃气发电机、燃气采暖炉、放空筒点火提供燃料气。燃料气采用干气，带流量计量装置。燃料气经燃气调压阀橇调压至0.4MPa后供给各用户，经燃气调压橇二级调压至0.25MPa后供燃气发电机使用。

（5）热媒加热系统。热媒加热系统主要为生产分离器、低温分离器、闭式排放罐及乙二醇再生装置提供热负荷，总净热负荷约为530kW。本工程设置1套600kW的热媒加热系统为工艺装置供热。

（6）放空系统。集注站建1套放空系统，带点火功能。在事故状态下将井口和分输站出站紧急切断阀切断，将集注站、井场至集注站管道、集注站至分输站管道的压力在15min时间内降至0.7MPa，最大放空量为93.2×104m3/d。本工程放空系统设计放空量为96×104m3/d，包括1具放空筒和1具放空分液罐。

5 结论

（1）板南储气库集注站利用天然气注气压缩机组，经过三级压缩压力降至11～30MPa（根据地层压力变化），通过空冷器冷却至65℃后，注入储气库板G1库、白6库和白8库井场注采井内。

（2）板南储气库板G1库、白6库和白8库井场地层中储存的天然气由注采井采出后，经生产分离器进行三相分离并计量，通过露点控制装置脱去气中的水，形成干气，同时乙二醇再生重复利用。

（3）板南储气库注采工艺简单易于操作、方便管理、经济性好，可以推广利用。

（栏目主持 张秀丽）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.12.021