煤层气田地面集输技术的标准化设计

结合我国煤层气田已有的地面集输技术经验,在井场、采集气管网、站场、设备等方面提出"标准化设计"的概念。井场的标准化设计包括工艺流程及平面布置;采气管网根据已有经验提出"井间串接与阀组串接结合"组合进站方式;集气站与处理厂可以根据实际情况合建,并采用恒温露点控制工艺脱水,该工艺较传统的三甘醇脱水工艺更加节省投资。煤层气田地面集输技术的标准化设计,能够加快煤层气田地面集输工程的建设步伐,降低集输能耗,提高地面建设水平,节省投资成本。     

沁水盆地煤层气田地面集输系统优化

为进一步研究沁水盆地煤层气田地面集输优化技术,实现"十三五"期间的高效开发,基于统计分析理论,利用煤层气田采集气管网运行大数据分析平台,挖掘技术难点,思考研究方向,着力解决和处理系统建设、运行过程中出现的"三难"(征地难、建站难、布管难),"三高"(投资高、闲置高、能耗高),采出水"三差异"(水质差异、标准差异、产水差异)等问题及矛盾。研究表明:改变地面建设模式,更新设计理念,实现地下与地上一体化建设、满足需求的可拓可控式集输工艺设计,是解决当前集输系统问题和矛盾的关键。该研究成果对沁水盆地煤层气田的新区块开发建设具有十分重要的工程指导意义。     

三维地形下环枝状复合型集输管网拓扑结构优化

集输管网拓扑结构优化是油气田地面集输系统优化的一个重要组成部分,不同的拓扑结构将直接影响集输系统建设开发的经济效益。目前,集输管网的拓扑结构优化研究多集中于枝状管网、放射状管网、环状管网等单种管网连接形式,对一环带数枝的环枝状组合形式的复合型集输管网优化研究较少。为此,提出了新的优化方法,其以一种寻找最优环的方法为基础,将各井口就近插入环网,形成一环带数枝的环枝状复合型管网。以管网总费用最少为目标函数,考虑地形起伏等因素对管道走向的影响,研究了环枝状复合型集输管网在三维地形下的拓扑结构优化问题,并提出了耦合遗传算法和A*算法的方法求解模型。利用已有文献中的某煤层气田集输管网作为算例进行验证,结果表明:优化后的管网连接方式可以减少环枝状集输管网连接长度,降低集输管网建设的投资费用,且该方法不仅可以实现二维平面上的优化,在对地形进行模拟仿真后,也可用于三维地形下的管网优化。     

煤层气田地面集输技术进展

从井组试验到大规模开发,我国煤层气产量近10年来增长迅速,在煤层气集输方面初步形成了适合煤层气特点的集输工艺技术。阐述了国内煤层气发展历程,分析了沁南煤层气开发利用高技术产业化示范工程、沁南煤层气田樊庄区块、鄂东煤层气田韩城区块等国内典型煤层气开发项目的集输管网形式、工艺流程;总结了目前煤层气地面集输存在的问题,包括集输压力、气体净化、井间压力平衡、产出水处理等问题,并针对性地提出下一步研究建议。     

考虑三维地形及障碍的煤层气田集输系统布局优化

随着煤层气田的滚动开发,集输管网复杂程度急剧增长,管网设计过程中需要考虑环境因素及可靠性,地形起伏和障碍等的存在会影响整个管网系统的管道走向、站位选择。结合"多点接入、柔性集输"和"枝上枝"集输工艺特点,研究煤层气集输管网系统在三维地形且存在障碍情况下的优化并计算优化管网的可靠度。利用3次B样条曲线插值和障碍函数叠加的方法对地形仿真,以管网系统的经济性为目标函数,以相关集输条件为约束,讨论枝状和放射状两种管网连接方式,对连接方式交叉后的4种管网布局模式的经济性进行对比,并将管网可靠性分析转化为树型网络可靠度问题进行求解。结果表明:三维地形下的绕障路径优化既可以减少距离,又可以降低路径的起伏程度,与二维平面上的绕障路径只会使距离增加有本质区别;枝状管网经济性好,放射状管网可靠度高,以总花费与可靠度比值为评价指标,"放射状+枝状"集输管网布局最优;与原模式相比,优化后的"枝状+枝状"与"放射状+枝状"集输管网布局建设投资费用均可减少约30%,且前者管网总长度比后者短约29%,验证了模型的合理性和先进性。     

樊北煤层气集输管网动态仿真调度系统北大核心

樊北煤层气因其低压、高密、大起伏、小流量的特征,使得其集输管网系统结构复杂、压力敏感、流动参数变化细微,工艺分析和调度管理工作困难。以PNS(Pipeline Network Simulation)管网仿真软件为核心,结合樊北煤层气集输管网三维地理信息系统、SCADA系统及实时数据库,描述了樊北煤层气集输管网动态仿真调度系统的构架,阐述了动态仿真模型、模型自适应及在线仿真的实现过程,讨论了动态仿真与GIS地理信息系统交互式作用及自动建模和动态查询展示的方法和过程,实现了动态仿真调度系统在线分析和跟踪煤层气管网系统的流动,量化集输管网系统运行状态并分析评价指标,直观搜索、查询及展示系统中各个部分的运行参数,为大型、复杂煤层气地面集输管网系统的调度管理提供及时、准确的分析手段和决策依据,协助调度方案的决策和实施。将系统应用于樊9集气站煤层气集输管网,得到整个管网系统的流动状况,可为调度管理决策提供及时、准确的量化数据。     

樊北煤层气集输管网动态仿真调度系统

樊北煤层气因其低压、高密、大起伏、小流量的特征,使得其集输管网系统结构复杂、压力敏感、流动参数变化细微,工艺分析和调度管理工作困难。以PNS(Pipeline Network Simulation)管网仿真软件为核心,结合樊北煤层气集输管网三维地理信息系统、SCADA系统及实时数据库,描述了樊北煤层气集输管网动态仿真调度系统的构架,阐述了动态仿真模型、模型自适应及在线仿真的实现过程,讨论了动态仿真与GIS地理信息系统交互式作用及自动建模和动态查询展示的方法和过程,实现了动态仿真调度系统在线分析和跟踪煤层气管网系统的流动,量化集输管网系统运行状态并分析评价指标,直观搜索、查询及展示系统中各个部分的运行参数,为大型、复杂煤层气地面集输管网系统的调度管理提供及时、准确的分析手段和决策依据,协助调度方案的决策和实施。将系统应用于樊9集气站煤层气集输管网,得到整个管网系统的流动状况,可为调度管理决策提供及时、准确的量化数据。     

沁水煤层气集输管网三维地理信息系统的设计

煤层气集输管网复杂,包含了大量数据和多种学科领域的交叉。针对煤层气集输管网地域广、地形复杂、系统要素多、管理难度大的特点,以沁水煤层气集输管网为研究对象,将三维GIS技术与集输管网相关情况相结合,建立具有编辑、查询、分析、可视化等功能的集输管网地理信息系统数据库。通过三维GIS与仿真模拟软件相对接,实现了煤层气集输系统的模拟与优化,为煤层气集输管网的规划设计、操作控制及调度管理提供指导意见。     

气田地面集输管网系统的优化设计

气田地面集输管网系统是气田地面工程中一个投资巨大、内容复杂的系统，对这个系统进行优化设计，可获得显著的经济效益。气田地面集输系统优化，即是寻求站址、管网布局以及管径、壁厚等主要工艺参数的最佳组合，使得整个系统在技术上可行，经济上最优。通过分级优化和模型协调法，将复杂的气田地面集输系统整体优化问题先分解为若干子问题，分阶段进行优化，然后应用模型协调法，协调管网布局和参数的关系，最终解决气田地面集输系统的整体优化问题。     

苏10区块集输模式的优化

由于苏里格气田苏10区块单井产量低,井口压力为0.5~1.0 MPa,积液井占总井数的62%,导致地面管网普遍存在积液问题。为更加有效地携出集输管网积液,同时降低井口压力,提高单井采收率,需对目前集输模式进行优化设计。针对苏10区块集输模式存在的问题,针对性地开展了流量控制、降低压差工艺试验;同时根据目前集输模式的特点,提出阀室移动增压橇集输模式设计。计算结果表明,优化后的集输模式可以进一步降低井口压力(0.1~0.5 MPa),从而有助于单井井筒携液,提高单井采收率;同时可以有效地对管网进行携液,降低管网压差,提高输气效率,最终达到延长气井寿命,为气田稳产提供支撑的目的。     

基于模糊可靠性的集输管网参数优化设计

含蜡原油集输管网优化设计中的很多参数具有不确定性,而传统的参数优化设计通常是在确定性条件下进行的,不能准确地反映物性参数、环境参数以及运行参数的波动对设计结果造成的影响。结合概率统计学和模糊数学理论,在兼顾集输管网可靠性和经济性的基础上,建立了基于模糊可靠性约束的集输管网参数优化设计数学模型。利用该模型,以管网投资最小为目标,进行了树状井口加热集油流程的管网参数优化设计。结果表明:该模型不仅能够更好地保证集输管网运行过程中的安全性,而且优化结果更具合理性,与优化前相比,节省投资约11.47%,从而为含蜡原油集输管网参数优化设计提供了新的思路。     

中国石油油气田地面工程技术进展及发展方向

随着油气田开发建设的逐步发展，油气田地面工程技术不断完善和提高。系统总结了中国石油油气田地面工程技术创新成果，详细阐述了油田集输处理、气田集输处理、采出水处理、储气库注采、提质增效、标准化设计、完整性等技术进展，分析了中国石油油气田地面工程面临的形势及在原油、天然气集输与处理技术方面国内外差距，提出了“十四·五”时期中国石油油气田地面工程技术的发展方向。未来应紧密围绕保障国家能源安全和加快能源结构转型，攻关制约油气田高效开发的地面瓶颈技术和地面智能化关键技术，完善和集成推广重大开发试验地面配套技术，推动关键设备国产化，形成自主知识产权工艺包，攻克新能源替代、CCUS、氢能全产业链技术等低碳核心技术。研究成果可为油气田地面工程绿色低碳发展提供重要参考。（参40）     

低压气集输工艺

低压气包括浅层天然气、煤层气、油田伴生气和中晚期气田天然气等.介绍了低压气增压集输工艺的两种增压方式,对比了压缩机增压和引射器增压的优缺点.考察了负压集输工艺的工艺现状,指出了负压集输工艺存在的问题.根据我国天然气工业的发展水平,提出了改善低压气集输工艺的建议.     

辽河油田稠油集输技术现状及发展方向

辽河油田所产的稠油品种繁多,物性较差,相对集输处理的难度较大.通过分析辽河油田稠油的特点,总结出了单管加热、掺稀油降粘、平台拉油集中处理、裂化降粘采集输一体化、超稠油乳化降粘等适合辽河油田稠油特点的地面集输工艺和几种稠油脱水工艺流程.指出应在提高集输系统的密闭率、提高稠油的脱水温度等5个方面进行科技攻关,保持稠油集输与处理技术的国际领先地位.     

面向智能油田的集输管网工艺模拟软件研制

针对集输管网多相输送体系、不同拓扑结构及输送工艺在数字油田智能化建设中的仿真模拟需求,基于图论方法和管网对象设计了可表示复杂连接关系的通用管网数据结构,耦合流动单元水热力数学模型与节点平衡关系建立了普适性的管网非线性方程组,提出了鲁棒性高的求解方法。以油田集输工艺设计、运行及优化等场景中独立使用或在综合管理系统中集成应用为目标研制了计算软件,通过对比商业软件计算结果,验证了所开发软件的适应性和准确性,同时从工程实用方面探讨了其应用前景。     

果蔬脱水系统内空气循环降湿技术

本文阐述果蔬脱水系统内空气循环降湿技术 ,以及根据此项技术设计的新型脱水设备的基本结构特点 .从节省能耗、提高脱水产品质量和投资成本等方面与传统热风干燥技术和真空冷冻干燥技术进行比较 ,并指出这一技术的优点和应用前景     

基于GIS技术的油田集输管网数字化管理

在集输管网的复杂系统中,包含了大量数据和多种学科领域的交叉。为了对这些数据进行更好的管理和利用,并在此基础上进行专业操作,针对油田集输管网要素多、地域广、难管理的特点,基于先进的三维可视化技术,即Skyline技术,运用大型数据管理平台—Oracle数据库和C++等编程语言技术对油田集输管网的数字化管理进行了研究。将GIS技术与集输管网相关的专业知识相结合,详细介绍了集输管网地理信息系统数据库的建设以及编辑、查询、分析、可视化等数字化管理功能的实现过程。以陕北某油田集输管网为例,对基于Skyline技术的油田集输管网数字化管理系统的部分成果进行了展示。     

顺北油气田集输管网气液混输特性模拟

顺北油气田集输管网集输半径大、气油比高、地形起伏大、流态复杂,时常引起管道低洼处积液量大、段塞流等多种复杂工艺问题。为此,建立气液混输管网水力仿真计算模型,并利用顺北油气田现场数据对模型进行修正,进而开发油气混输管网仿真计算程序,对顺北1区集输管网气液混输特性进行仿真及参数预测。结果表明：建立的水力计算模型仿真结果与实测数据的误差基本在±6%以内,满足运行需求;管网各管道的持液率均较低,流型以分层流和环状流为主;针对管网中压降与温降较大、管输效率较低、积液量较大的管道分别提出了优化及保护建议。研究成果可为气液混输管网设计及安全运行提供技术依据。（图3,表7,参30）     

煤层气井场的数字化建设探讨

随着延川南煤层气开采规模的扩大,排采工作易受天气、道路等因素影响,排采成本不断攀升等问题日益凸显,未来低成本高集成的数字化排采管理模式是大势所趋。详细分析了煤层气井日常管理的特点及煤层气数字化建设需要考虑的各种因素,提出了煤层气数字化建设应当遵循的低成本、高精度、实时、连续、稳定运行、人机结合等基本原则,研究了煤层气井场数字化系统结构,并提出了为实现高效的低成本数字化建设的具体措施及建议,为早日实现煤层气数字化管理打下坚实的基础。     

油气田集输管网系统优化研究进展

在油气田集输管网(Gathering Pipeline Network,GPN)系统优化研究中,模型存在"维数灾难"问题,导致求解困难。通过文献调研,基于管网连接结构优化与管道路径优化两方面,对目前油气田集输管网研究成果进行评述,剖析了油气田集输管网优化模型中的各个子问题,全面系统地总结了针对各个子问题的求解方法,并对星状管网、插入型枝状管网、环状管网的优化研究提出了建议,为未来油气田集输管网优化提供了研究思路。