油气田地面集输管网的优化设计

油气田地面集输管网的优化设计

 王子振1  ,张小霞2 ,沙涛3

1.陕西延长石油（集团）有限责任公司油气勘探公司延长气田采气三厂   陕西省延安市  717500

2.陕西延长石油（集团）有限责任公司油气勘探公司延长气田采气四厂  陕西省延安市  727500

3.陕西延长石油（集团）有限责任公司油气勘探公司延长气田采气三厂   陕西省延安市  717500

摘 要：天然气资源的开发利用对我国社会经济的可持续发展具有非常重要的意义，但天然气集输系统日益庞大、臃肿，对运行管网进行优化设计调整可以提高管网输送效率，减少气田开发费用，提高气田开采的经济效益，而气田地面集输设计又是整个集输系统中最复杂重要的环节。因此，必须要通过优化油气田地面集输管网优化的重要性、现状及优化设计策略，从而实现对油气田地面运输网线的有效控制，并最大限度降低天然气运输成本，进而提高企业的经济效益。

关键词：油气田；地面；集输管网；优化设计

引 言

目前我国油气田基础设施建设，逐渐把重心放到地面，尤其是集输管网的设计优化，会影响整个工程的建设成本与效益，因此为了能够实现经济效益最大化目标，地面集输管网优化设计成为重要途径。不过在优化设计过程中，需要考虑好日后的生产与整个系统的运行，而不是只注重建设效益最大化，完善的地面集输管网系统，往往会直接影响后续运营，所以需要注意集输管网的规划设计。包括地面集输管网需求、油气田位置等，都是优化分布路线的重要因素，同时要满足油气生产的连续性要求，这样才能切实提高运输效率。

1油气田地面集输管网优化重要性分析

天然气作为21世纪清洁能源，其需求量正在逐年增大。随着新气田的发现和老气田新区块的开发，集气管网系统的布局优化问题亟待解决。近年来，由于受到国际油价跌落的冲击，天然气价格波动也较大。因此，根据现场实际，采用最优化理论和方法优化集气管网的布局方案，实现有效开采天然气的同时降低生产建设成本，是十分必要的。

天然气气田地面集输系统是一个投资巨大、内容复杂的工程系统，通过对集输系统进行优化设计，可以提高现有管网的输送效率，降低天然气生产成本，全面提升经济效益。尤其是在当前激烈的市场竞争中，天然气气田地面集输作为企业生产中的一项重要环节，直接关系着企业的生存与发展。同时，天然气气田地面集输系统还是气田地面工程的一项主体工程，是天然气生产的一个重要环节，加强天然气气田地面集输设计，采用优化技术和方法，确定最佳的设计方案，从而获得更好的效益。

2油气田地面集输管网运行现状

2.1 管网布局不合理

油气田地面集输管网系统十分复杂，从结构上看包含气田集输管网、天然气处理厂、输气干线、输气支线以及各种用途的站场等多个部分，所以必须要重视集输管网的布局，这样决定了地面集输管网的建设路径与类型，并对整个系统的运输效率与稳定性造成影响。目前我国在该方面仍然处在初期阶段，没有扎实的理论技术支持，同时也缺乏相应的探测设备，导致整体布局缺乏合理性，运行效率自然达不到预期的要求。

2.2 集中处理站选址不合理

作为整个地面集输管网系统中的关键环节，集中处理站的选址非常重要，并且会直接决定油气运输距离。因此科学合理的布置，可以适当减少油气运输距离，从而降低建设成本投入，由于后期的运行距离变短，能源消耗也会逐渐减少，提高油气田企业生产效益。不过由于企业没有重视集中处理站的选址，所以导致建设不合理，影响了整个地面集输管网系统，也给油气田企业的发展带来了一定压力。

2.3 管网规划方案不合理

虽然我国油气田产业不断发展，并且在技术上日渐成熟，不过发展过程中仍然存在较多问题，导致油气田生产效率不高，也需要企业能够利用科学技术，对目前现有的问题展开优化，推动油气田产业不断发展。目前来看油气田地面集输管网优化迫在眉睫，由于以往没有经过理论计算，导致地面集输管网规划设计不够合理，甚至影响到油气田企业的实际生产，因此必须重视集输管网的优化设计工作[2]。无论是整体布局、管线设计、还是其他方面都存在较大缺陷，而地面集输管网腐蚀问题也愈发常见，直接影响了油气田开发效益与安全。

3 油气田地面集输管网的优化设计策略

3.1 科学规划地面集输管网

从客观角度上来看，地面集输管网设计过程往往与中间站、运输管道以及油库等主体结构之间存在密切的关联性。因此在具体设计过程中，设计人员应该结合油气田产量以及气体组成情况，对当前油气田地面集输管网运行情况进行动态把握，并根据分析反馈结果做好规划设计工作,确保地面集输管网整体规划设计效果可以达到预期。

3.2 优化设计井组结构

一般而言，对于气田内部集输流程的设计需要根据气田的地理条件、地质条件以及气田的开发阶段进行不同的设计，可以分为单井集输流程和多井集输流程，同时，为了保证管理以及生产的方便，还会将气井进行若干组的划分，每一组都配置有相应的集气站汇集处理系统，然后进行外输。在实际的设计工作中，对于气井数的处理，一要以具体的气井数、地理条件、历史气井产能情况以及集气站进行布置，并通过相应的生产规模的分析，进一步优化设计，要结合地形条件统一规划布置，其位置应符合集气工程总流程和产品流向的要求，并应方便生产管理。另外，对于井组的划分设计需要以集输半径和一定的井式约束为标准，通过最短距离之原则，优化井组的划分，但是一定要考虑到集气站的集气量问题，从而进一步进行系统的优化设计，达到最优划分目标，全面提升其经济效益，以适应当前激烈的市场竞争。以下针对通常用到的井组优化方式进行分析，井间串接和井下节流，具体如下：

其一，井间串接。在气田工程中，采用多种井间串接的方式，单井不需要直接进行敷设进站处理，根据地貌、地形、井型等，将采气支管与气井口灵活串联，并汇合集中进站，这种形式的串接工艺，使得采气管长度缩短，集气站集气半径增加，既降低了管网投资，又减少了对植被的破坏，大大提升了采气管网对气田滚动开发的适应性[3]。其二，井下节流。井下节流不需要设置加热炉，井口采用临时加热节流，一方面既可以减少加热负荷，又可以简化井口设施。

3.3 实现系统布局优化设计

实现系统布局优化设计工作在一定程度上可以帮助油气田地面集输管道选择合适的管网线路，并以最短的设计路径实现地面集输管网构建过程。在具体设计过程中，设计人员应该主动立足于现场实际情况，结合不同作业单元之间所呈现的等级联系，科学合理的方式手段确定管网平面布置图。并在此基础上，结合地面集输管网运行条件，选择合适的方案措施，对地面集输管网系统进行优化设计，以确保可以满足油气田地面集输管网安全运行目标。

3.4 促进集输管网设计软件开发进程

设计人员可利用数学模型或者各种理论模型结合应用方式，对地面集输管网进行模拟设计过程。并将设计方案输入到计算机系统当中进行验证分析，根据分析反馈结果确定该方案是否具备可行性[4]。

其中，地面集输管网在软件设计方面可以从数据模块与系统模块两个方面进行研究与分析。数据模块主要根据油气田地面集输管网工程建设信息，对与建设工作相关的信息资料进行整合分析，确立科学合理的地面集输管网设计方案。而系统模块主要针对所收集到的信息进行集中处理，为油气田地面集输管网优化设计提供良好决策支持。最重要的是，这种设计方法可以让设计人员第一时间掌握与地面集输管网设计工作相关的信息资料，以确保油气田地面集输管网设计的科学性与合理性。

结束语

总而言之，通过我国新型天然气计量仪器的研究和应用，很大程度上推进了我国天然气产业的发展。虽然相对于发展相对较早的西方国家来讲，我国在时间历程上不占优势，但是随着天然气计量管理计量仪表与输差控制的深入分析，我国的天然气事业也一直在不断进步与发展当中。

参考文献

[1]狄国佳.复杂地形集输管网布局优化研究[D].中国石油大学(北京)，2020.

[2]洪炳沅.多气合采集输系统设计及运行优化研究[D].中国石油大学(北京)，2020.

[3]潘峰.油气集输系统不确定性优化若干问题探讨[J].化工管理，2020(10):145-146.

[4]冯尧.油田集输管网工艺计算与优化设计[D].辽宁石油化工大学，2017.