田 繪 杰

(中石化華北油氣分公司石油工程技術(shù)研究院， 鄭州 450000)

杭錦旗區(qū)塊兩種集氣工藝的建設(shè)投資與成本分析

田 繪 杰

(中石化華北油氣分公司石油工程技術(shù)研究院， 鄭州 450000)

鄂爾多斯盆地北部氣田主要應(yīng)用兩種集氣工藝，分別是大牛地氣田和靖邊氣田采用的高壓集氣工藝，以及蘇里格氣田采用的中(低)壓集氣工藝。針對(duì)這兩種集氣工藝的應(yīng)用情況進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)分析。以產(chǎn)能建設(shè)方案為例，從投資和成本的經(jīng)濟(jì)角度分析杭錦旗區(qū)塊在不同集氣工藝下的應(yīng)用差異。最后確認(rèn)中(低)壓集氣工藝更具經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

杭錦旗區(qū)塊； 高壓集氣工藝； 中(低)壓集氣工藝； 井下節(jié)流

華北油氣分公司杭錦旗區(qū)塊位于內(nèi)蒙古境內(nèi)的鄂爾多斯盆地伊盟北部隆起杭錦旗斷階。該區(qū)氣藏具有低滲、低壓、低豐度、低產(chǎn)出的特點(diǎn)；氣候?qū)儆诘湫偷闹袦貛О敫珊蹈咴箨懶詺夂颍鲁跎蟽?，次年四月解凍，全年大部分時(shí)間受西伯利亞及外蒙古高原氣流控制；地勢(shì)南高北低、東高西低，地形地貌由黃河沖積平原、沙地沙漠、波狀高平原和砒砂巖丘陵鑲嵌排列構(gòu)成。杭錦旗區(qū)塊于2011年進(jìn)入勘探開(kāi)發(fā)階段，目前已探明天然氣探明儲(chǔ)量為162.87億m3，已控制儲(chǔ)量為5 321.09億m3。

根據(jù)集氣管網(wǎng)壓力不同，可將地面集氣工藝分為高壓、中(低)壓、負(fù)壓集氣工藝。鄂爾多斯盆地北部氣藏采用的地面集氣工藝主要是高壓和中(低)壓集氣工藝。中石化華北油氣分公司大牛地氣田和中石油長(zhǎng)慶油田分公司靖邊氣田采用的高壓集氣工藝；中石油長(zhǎng)慶油田分公司蘇里格氣田采用的中(低)壓集氣工藝。

1 大牛地氣田高壓集氣工藝

所謂高壓集氣工藝是指井口出來(lái)的高壓氣流不經(jīng)過(guò)加熱和節(jié)流而直接輸送到集氣站，在集氣站內(nèi)再完成其他工藝處理。這樣可以充分利用氣藏壓力能，簡(jiǎn)化后續(xù)工藝，減少投資[1]。

大牛地氣田采用的高壓集氣工藝流程主要包括多井高壓進(jìn)站、站內(nèi)節(jié)流、低溫分離、輪換計(jì)量、集中注醇、含甲醇凝液集中處理。圖1所示為高壓集氣工藝流程示意圖。該工藝的優(yōu)點(diǎn)是，流程簡(jiǎn)單，無(wú)須進(jìn)行設(shè)備維護(hù)，可以實(shí)現(xiàn)井口無(wú)人值守，便于自動(dòng)控制和管理，并能有效控制天然氣露點(diǎn)。其缺點(diǎn)是，井口設(shè)備及地面集氣管線壓力高，安全風(fēng)險(xiǎn)較大，每口井需要單獨(dú)鋪設(shè)注醇管線，集氣半徑較?。凰状紴橛卸疚镔|(zhì)，對(duì)生產(chǎn)措施的安全性要求較高，存在一定的職業(yè)健康危害風(fēng)險(xiǎn)。該工藝在中后期仍然會(huì)轉(zhuǎn)向“中低壓集氣，停醇采氣，降壓開(kāi)采，增壓外輸，二級(jí)脫水”的策略。

圖1 高壓集氣工藝主要流程示意圖

2 蘇里格氣田中(低)壓集氣工藝

蘇里格氣田通過(guò)前期不同集氣工藝試驗(yàn)，最終形成了適應(yīng)自身特色的中(低)壓集氣工藝模式，其流程包括井下節(jié)流、井口不加熱、不注醇、管線不保溫、中壓氣、帶液計(jì)量、井間串接、常溫分離、二級(jí)增壓、集中處理。圖2所示為中(低)壓集氣工藝主要流程示意圖。該工藝在井口不設(shè)置加熱爐，無(wú)注醇系統(tǒng)，井口及采氣管道均不需要保溫、注醇，簡(jiǎn)化了水合物防治工藝。工藝的優(yōu)點(diǎn)是，集氣半徑大，管網(wǎng)壓力低，可以多井串接，節(jié)約投資；其缺點(diǎn)是，井下工具有失效風(fēng)險(xiǎn)，管網(wǎng)復(fù)雜，管理難度大，天然氣露點(diǎn)控制不達(dá)標(biāo)，需要進(jìn)行二次脫水。

3 建設(shè)投資對(duì)比分析

根據(jù)杭錦旗區(qū)塊氣藏特征，地面集輸工藝既可以采用大牛地氣田高壓集氣工藝，也可以采用蘇里格氣田中(低)壓集氣工藝。

預(yù)計(jì)杭錦旗區(qū)塊“十三五”期間新建產(chǎn)能達(dá)20×108m3以上，有214口井，假設(shè)在2017年將完成產(chǎn)能規(guī)模達(dá)15×108m3的建設(shè)工程。根據(jù)此數(shù)據(jù)比較其采用高壓集氣工藝和中(低)壓集氣工藝的建設(shè)投資情況。其中，高壓集氣工藝建設(shè)投資金額參照大牛地氣田投資金額，中(低)壓集氣工藝建設(shè)投資金額參照蘇里格氣田投資金額。表1所示為杭錦旗兩種集氣工藝建設(shè)工程量對(duì)比。

圖2 中(低)壓集氣工藝主要流程示意圖

相較于高壓集氣工藝，中(低)集氣工藝縮減了很多工程建設(shè)項(xiàng)目，可節(jié)約建設(shè)投資金額4億元人民幣，降低了8%的開(kāi)發(fā)總成本，其中地面成本下降了30%。兩種工藝的投資差別主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

(1) 井場(chǎng)設(shè)備。相對(duì)于高壓集氣工藝而言，中(低)集氣工藝在井場(chǎng)增加了井下節(jié)流器。每套井下節(jié)流器的費(fèi)用為人民幣4萬(wàn)元左右，使用年限為3～5年，且需配套緊急截?cái)嚅y等設(shè)備，單個(gè)井場(chǎng)平均增加投資人民幣6萬(wàn)元左右。

(2) 采氣管線。高壓集氣工藝的單井管線采用了輻射狀布置，管線設(shè)計(jì)壓力為23 MPa，管徑多采用DN40和DN50型，集氣半徑多在5 km以下；而中(低)壓集氣工藝的井站之間采用低壓串聯(lián)集氣，管線設(shè)計(jì)壓力為6 MPa，管徑不小于DN50，集氣半徑可控制在8～10 km。由于集氣半徑擴(kuò)大，中(低)集氣工藝相對(duì)可縮短采氣管線約100 km，且高壓氣的集氣管材壓力級(jí)別高于低壓集氣管材壓力級(jí)別，采氣管線共計(jì)可節(jié)約建設(shè)投資資金約1.1億元人民幣。

(3) 集氣站場(chǎng)和集中處理站。根據(jù)中(低)壓集氣工藝的特點(diǎn)，集氣站場(chǎng)和集中處理站的單站投資有所增加；但于高壓集氣工藝而言，集氣半徑擴(kuò)大了近一半，約減少了一半集氣站場(chǎng)，總體可節(jié)約站場(chǎng)投資資金約3 000萬(wàn)元人民幣。

(4) 其他投資。中(低)壓集氣工藝取消了注醇工藝，節(jié)省注醇管線約700 km；污水處理廠減少了含醇污水處理工藝，可節(jié)省約6 000萬(wàn)元人民幣，兩項(xiàng)合計(jì)可減少1.6億元人民幣的投資資金。中(低)壓集氣工藝無(wú)須進(jìn)行二期增壓，可節(jié)約二期增壓費(fèi)用約1.2億元人民幣；中(低)壓集氣工藝還減少了集輸管線和污水管線，減少投資資金500萬(wàn)元人民幣；中(低)壓集氣工藝可以減少征地，該部分費(fèi)用可沖抵部分井場(chǎng)設(shè)備投資增加的費(fèi)用。

4 成本對(duì)比分析

按照上述建設(shè)投資方案，從操作成本和總成本兩方面進(jìn)行對(duì)比。

(1) 操作成本。操作成本主要包括材料費(fèi)、燃料費(fèi)、動(dòng)力費(fèi)、工人工資、工人福利、井下作業(yè)費(fèi)、測(cè)井試井費(fèi)、維護(hù)及維修費(fèi)、油氣處理費(fèi)、制造費(fèi)、安全生產(chǎn)費(fèi)、污水處理費(fèi)及其他直接費(fèi)，共13項(xiàng)費(fèi)用。圖3所示為兩種集氣工藝20年間操作成本曲線。兩種操作成本曲線呈雙“S”曲線，且相交于一點(diǎn)。在交匯點(diǎn)之前，中(低)壓集氣工藝的操作成本略高于高壓集氣工藝，交匯點(diǎn)之后中(低)壓集氣工藝的操作成本則遠(yuǎn)低于高壓集氣工藝。但總體來(lái)看，高壓集氣工藝的操作成本高于中(低)壓集氣工藝。

圖3 兩種集氣工藝20年間操作成本曲線

(2) 總成本。不僅是操作成本呈雙“S”曲線，考慮管理、銷售、固定資產(chǎn)折舊、財(cái)務(wù)費(fèi)用、稅金及附加和勘探費(fèi)用之后，兩種集氣工藝的總成本同樣類似雙“S”曲線。圖4所示為兩種集氣工藝的總成本曲線。

圖4 兩種集氣工藝的總成本曲線

兩種集氣工藝的操作成本和總成本均呈雙“S”曲線，是由工藝本身的特點(diǎn)所決定。高壓集氣工藝能夠有效地利用氣藏能量，在開(kāi)發(fā)前期無(wú)需經(jīng)過(guò)脫水處理，但開(kāi)發(fā)中期需要增建二期增壓設(shè)施，開(kāi)發(fā)后期仍需增建天然氣脫水設(shè)施；中低壓集氣工藝因井下作業(yè)、井口維護(hù)費(fèi)用高，前期壓縮機(jī)運(yùn)行也加大了運(yùn)行成本，但是因其建站數(shù)量少而節(jié)約了大量的人力資源成本。

通過(guò)兩種集氣工藝的操作成本和總成本對(duì)比分析，認(rèn)為中(低)壓集氣工藝的成本遠(yuǎn)低于高壓集氣工藝。

5 結(jié) 語(yǔ)

(1) 高壓集氣工藝流程簡(jiǎn)單，管理方便，但中后期需要實(shí)施二次增壓措施。

(2) 中(低)壓集氣工藝流程稍顯復(fù)雜，需井下節(jié)流，但是管網(wǎng)壓力低，安全風(fēng)險(xiǎn)小。

(3) 綜合分析對(duì)比，認(rèn)為中(低)壓集氣工藝建設(shè)投資和經(jīng)營(yíng)成本均低于高壓集氣工藝，在杭錦旗區(qū)塊應(yīng)用具有一定經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

今后的研究中，仍需側(cè)重于中(低)壓集氣工藝的關(guān)鍵技術(shù)分析。比如加強(qiáng)井下節(jié)流器的可靠性研究，降低其故障率和延長(zhǎng)其使用年限，為中低壓集輸開(kāi)辟更為廣泛的應(yīng)用前景。

[1] 陳俊亮.鄂爾多斯盆地北部上古氣田地面集輸工藝[J].油氣田地面工程,2011(12):45-47.

[2] 李海林,耿紅艷.高壓集氣與中低壓集氣的經(jīng)濟(jì)對(duì)比分析[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2012(7):285.

[3] 趙勇.蘇里格氣田地面工藝模式的形成與發(fā)展[J].天然氣工業(yè),2011(2):7-19.

[4] 劉祎.蘇里格氣田天然氣集輸工藝技術(shù)的優(yōu)化創(chuàng)新[J].天然氣工業(yè),2007(5):139-141.

[5] 徐勇.長(zhǎng)慶氣區(qū)開(kāi)發(fā)模式及地面配套工藝技術(shù)[J].天然氣工業(yè),2010(2):102-105.

[6] 王登海.致密氣藏低成本地面工藝優(yōu)化簡(jiǎn)化技術(shù):以蘇里格氣田為例[J].天然氣工業(yè),2014(3):126-130.

[7] 岑康.美國(guó)頁(yè)巖氣地面集輸工藝技術(shù)現(xiàn)狀及啟示[J].天然氣工業(yè),2014(6):102-110.

[8] 羅葉新.油田地面集輸系統(tǒng)布局優(yōu)化模型[J].油氣儲(chǔ)運(yùn),2014(9):1004-1009.

[9] 彭杰,萬(wàn)偉.東勝氣田的天然氣集氣工藝研究[J].石油規(guī)劃設(shè)計(jì),2016(3):38-41.

[10] 陳從磊,李長(zhǎng)河.杭錦旗氣田集輸工藝優(yōu)化研究[J].石油化工高等學(xué)校學(xué)報(bào),2017(3):6.

[11] 陳汝培,余漢成.井下節(jié)流工藝在低滲透氣田的應(yīng)用[J].天然氣工業(yè),2009(2):1-4.

InvestmentandCostAnalysisofTwoDifferentGasGatheringProcessesinHangjinqiArea

TIANHuijie

(Research Institute of Petroleum Engineering Technology, North China Branch of Sinopec, Zhengzhou 450000, China)

At present, two gas gathering processes are mainly used in northern Ordos basin: the high pressure gas gathering process (widely used in Daniudi gas field and Jingbian gas field) and the medium (low) pressure gas gathering process (used in Sulige gas field). Based on the practical exploration and exploitation situation, this paper analyzes their advantages and disadvantages. A capacity building program is assumed to study the difference of the two gas gathering processes from two aspects of investment and cost in Hangjinqi area. Thus the medium (low) pressure gas gathering process is determined to have economic advantages in this area.

Hangjinqi area; high pressure gas gathering process; medium (low) pressure gas gathering process; downhole throttling

2017-08-13

國(guó)家科技重大專項(xiàng)“低豐度致密低滲油氣藏開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)”(2016ZX05048)

田繪杰(1984 — )，男，河南許昌人，雙學(xué)士學(xué)位，工程師，研究方向?yàn)榈孛婀こ淘靸r(jià)分析與經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。

F406

A

1673-1980(2017)06-0051-04