五百梯氣田集氣管網優化運行探討范文

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摘要：氣田開發后期氣井產量下降，各井地層壓力差異大，管網基本完善，為提高氣田采收率廣泛應用增壓工藝，可以有效降低井口回壓，提高氣井生產能力，是提高氣田采收率的重要措施。多個氣田后期增壓開發效果評價發現，實際開發效果與方案預測普遍存在偏差，其原因是方案編制主要考慮氣藏工程要素設計后期增壓工程，忽略了氣井-增壓機組是系統運行，尤其對于復雜管網，各井之間相互干擾，存在此消彼長的關系。通過對五百梯氣田管網優化運行分析，認識到氣井集中增壓處理量存在極值，氣田產量受到氣井產能特征、增壓機組處理能力的影響，優選氣井高低壓管網組合能夠實現氣田產量最大化。

關鍵詞：五百梯；氣田；管網；增壓；優化

氣田開發后期各氣井壓力下降程度不同，內部集氣管網的閉環已經形成，天然氣調配運行存在多樣性。后期氣井產量受增壓機組進機壓力影響明顯，由于滲透性、壓力、控制儲量差異，對壓差敏感程度不同，各井壓力、產量之間存在相互制約關系，只有整體系統分析才能準確評價氣田產能。目前對氣田產量最大化運行缺少分析方法，運行主要是考慮機組處理能力，未考慮氣井生產方式，難以預測調整后氣田、氣井產量變化及氣田產量最大化高低壓管網組合運行模式。

1五百梯氣田概況

五百梯氣田位于四川盆地東部大天池構造帶屬潛伏背斜構造，中型氣田，主力氣藏2個，生產井60口，目前采出程度65%。氣藏開發按照先中部高滲區后邊部低滲區分4批部署開發井及補充開發井，由于氣藏非均質性強，各井產能、壓力、采出程度差異大。先部署的開發井關井壓力已接近外輸壓力，采用增壓生產，后部署的補充開發井壓力高、產量高，高壓生產。氣田開發區域形狀近似橢圓形，沿氣田長軸建有2條輸氣干線，氣田內部建有71條集氣支線，9座干線閥室，6座區域集氣站，區域存在環形管網，建有東（4臺）、西（2臺）2座增壓站，目前低壓運行壓力3.0MPa左右，高壓外輸壓力6.0MPa左右。由于滾動式開發，氣田各區塊都有高低壓氣井并存的現象，高低壓氣井相互影響，主要通過增壓機組進行高低壓管網優化運行。

2管網優化運行分析方法

氣田開發后期產能整體評價及管網運行優化方法主要步驟如下：①準備工作主要是分析氣井、機組、地面工藝、管道、數據采集、計量系統動態，確保測試期間氣井不積液、機組正常運行、數據真實可靠。②機組運行壓力范圍內，選取3~4個機組組合運行模式，每個模式運行4h，記錄不同組合方式下各井井口壓力、進機壓力、排氣壓力、氣井產量、增壓處理氣量、燃料氣量。③繪制不同機組組合下進機壓力與理論處理氣量關系圖，并進行歷史數據擬合，分析可靠性。④繪制進機壓力-氣田氣量關系圖和各井井口壓力-氣井產量關系圖，分析氣田整體產能，評價氣井產量對壓差敏感性。⑤進機壓力作為節點，將不同機組組合進機壓力-理論處理氣量關系和進機壓力-氣田氣量關系繪制在同一張圖上，對機組-氣井優化組合模式及氣田最大產氣量分析。該方法能快速評價氣田整體產能、優選機組最佳組合模式，確定管網運行方式和氣田最大產量，對提高氣田開發效益有指導作用。

3應用實例分析

2016年5月30日至6月19日對五百梯氣田集氣管網優化運行開展試驗，對增壓機組4種組合模式、2種氣井組合模式進行分析，優選最優化運行模式。增壓機組進機壓力與增壓產量關系（圖1），試驗期間進機壓力波動范圍2.5~3.5MPa之間，增壓氣量在125~175萬方/天之間。

3.1氣田整體產能評價氣田60口生產井中10口井高壓生產，日產規模90萬方/天左右，50口井增壓生產，產氣量與增壓機組運行模式有關，擬導入低壓管網的2口氣井TD68、TD107高壓生產時產量20萬方/天。選取各增壓組合、氣井組合的壓力和產量數據點，同時對計劃調整的2口高壓氣井的產能進行評價。期間高壓外輸壓力不變，其他高壓管網生產井產量不變。對獲取的數據點進行擬合，得到增壓產量與進機壓力關系式，選取點進機壓力2.5~3.5MPa波動范圍小，產量與進機壓力近似成直線負相關關系，進機壓力越高產量越低（圖2）。2口井進入低壓生產后，增壓產量有明顯上升，兩條曲線斜率不同，進機壓力越低，增量越大，能夠簡便的分析某一進機壓力下的氣田產量和最大增加產量，如進機壓力3.0MPa下氣田產量170萬方/天，最大增加氣量23萬方/天，因此該進機壓力下，2口井低壓運行氣田最大增產3萬方/天。

3.2機組處理能力根據進機壓力和增壓產量的瞬時數據，擬合出進機壓力和增壓瞬量之間的函數方程式，該方程式對增壓機組進機壓力和增壓瞬量的變化起著重要的指導作用。進機壓力范圍2.8~3.6MPa作為參考，通過擬合的方程式可以得出增壓東站1、3號機組增壓瞬量在62.6~86.0萬方之間，增壓東站2號機組增壓瞬量在40.0~55.4萬方之間，增壓西站機組增壓瞬量在28.7~41.1萬方之間。在實際運行過程中，增壓東站1、3號機組隨著進機壓力的上漲，增壓瞬量增加幅度最大，增壓東站2號機組次之，增壓西站的機組增壓瞬量最小（圖3）。根據單臺增壓機組運行壓力和增壓瞬量關系式，可以預測增壓機組在不同的運行模式下，增壓瞬量和進機壓力的關系。

3.3管網優化運行分析根據機組運行調配，考慮5種常用運行模式作為預測參考進機壓力范圍2.0~4.0MPa。在同一張圖上繪制不同氣井組合氣田產量與進機壓力圖、不同機組組合處理氣量與進機壓力圖。以進機壓力為節點，氣田產能曲線為流入曲線，增壓機組處理曲線為流出曲線。每條流出曲線與流入曲線有兩個交點，即不同氣井高低壓管網組合下，同一機組運行組合的兩種狀態。通過對比兩種狀態下增壓產量的差值與調整前兩口井高壓管網生產下的產量，可以判斷管網調整后是否有增量。每條流入曲線與不同機組組合流入曲線有五個交點，即為同一氣井管網組合下，不同機組運行組合的五種狀態。通過各交點的產量和進機壓力對比，可選擇適合的機組運行組合模式，以達到對氣田產量規模及壓力的要求。從試驗來看，兩臺機組運行的組合模式，調整TD68、107井進入低壓管網生產氣田產量沒有增加，只有在增加增壓機組運行臺數、降低進機壓力才會有增量。原因是兩臺機組運行模式下氣田產量的增加量已低于2品質量很難得到保障，其中原料的成分不夠穩定、混煉的不夠均勻等問題都可能發生，我國僅有幾家螺桿泵生產企業能夠自主的進行橡膠產品的制作和開發，根據客戶需要的螺桿泵產品使用環境的不同，制作出適用于不同環境的橡膠產品。

3轉子配套及加工方式對生產組織的影響

國外的生產配套模式一般都是一套定子配套多種轉子使用，定子尺寸不變的情況下進行井況和橡膠耐介質的實驗分析和研究，通過獲得的數據信息進行轉子尺寸的確定，這種生產模式僅僅需要客戶提供定子的尺寸，就能進行流水線生產。國外的這種生產模式很好的滿足了市場的需求，還能有效的降低企業的成本，獲得更高的經濟效益。而我國的定子制作由于其穩定性較差，轉子的尺寸往往都是根據定子的尺寸結合現場經驗來確定的，轉子的加工和定子的生產有一定的先后順序，生產效率較低，往往會出現同尺寸的轉子之間性能也存在一定的差異，造成企業的成本升高。

4定、轉子過盈量分析設計

傳統的螺桿泵定子和轉子在進行過盈量分析設計的時候往往忽略了定子橡膠不同位置產生的變形量不同這一點，我們主要研究定子型線影響和定子橡膠均勻升溫條件下的溫度場分布，對螺桿泵的定子和轉子提出一項新的過盈量設計，通過調整定子橡膠不同區域定子和轉子的初始過盈量，保證統一截面定子和轉子過盈均勻，使螺桿泵的配合狀態更好，工作時的負載特性平穩，能效降低，使用壽命提高。5結論通過對螺桿泵的采油環境和運行特點進行充分了解和掌握，將螺桿泵的使用匹配性進行提高，為供應商和用戶創造雙贏的局面。結合實際應用的特點，提高我國螺桿泵定子和轉子的制作技術，進一步對螺桿泵產品質量進行提高，學習國外的先進螺桿泵制造模式，有效降低我國的螺桿泵制造成本，進而提高螺桿泵的生產效率。

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作者：劉輝；王川洪；甘德順；郝春雷；宋偉；蔣俏儀 單位：中國石油西南油氣田分公司重慶氣礦