五百梯气田集气管网优化运行探讨范文

摘要：气田开发后期气井产量下降，各井地层压力差异大，管网基本完善，为提高气田采收率广泛应用增压工艺，可以有效降低井口回压，提高气井生产能力，是提高气田采收率的重要措施。多个气田后期增压开发效果评价发现，实际开发效果与方案预测普遍存在偏差，其原因是方案编制主要考虑气藏工程要素设计后期增压工程，忽略了气井-增压机组是系统运行，尤其对于复杂管网，各井之间相互干扰，存在此消彼长的关系。通过对五百梯气田管网优化运行分析，认识到气井集中增压处理量存在极值，气田产量受到气井产能特征、增压机组处理能力的影响，优选气井高低压管网组合能够实现气田产量最大化。

关键词：五百梯；气田；管网；增压；优化

气田开发后期各气井压力下降程度不同，内部集气管网的闭环已经形成，天然气调配运行存在多样性。后期气井产量受增压机组进机压力影响明显，由于渗透性、压力、控制储量差异，对压差敏感程度不同，各井压力、产量之间存在相互制约关系，只有整体系统分析才能准确评价气田产能。目前对气田产量最大化运行缺少分析方法，运行主要是考虑机组处理能力，未考虑气井生产方式，难以预测调整后气田、气井产量变化及气田产量最大化高低压管网组合运行模式。

1五百梯气田概况

五百梯气田位于四川盆地东部大天池构造带属潜伏背斜构造，中型气田，主力气藏2个，生产井60口，目前采出程度65%。气藏开发按照先中部高渗区后边部低渗区分4批部署开发井及补充开发井，由于气藏非均质性强，各井产能、压力、采出程度差异大。先部署的开发井关井压力已接近外输压力，采用增压生产，后部署的补充开发井压力高、产量高，高压生产。气田开发区域形状近似椭圆形，沿气田长轴建有2条输气干线，气田内部建有71条集气支线，9座干线阀室，6座区域集气站，区域存在环形管网，建有东（4台）、西（2台）2座增压站，目前低压运行压力3.0MPa左右，高压外输压力6.0MPa左右。由于滚动式开发，气田各区块都有高低压气井并存的现象，高低压气井相互影响，主要通过增压机组进行高低压管网优化运行。

2管网优化运行分析方法

气田开发后期产能整体评价及管网运行优化方法主要步骤如下：①准备工作主要是分析气井、机组、地面工艺、管道、数据采集、计量系统动态，确保测试期间气井不积液、机组正常运行、数据真实可靠。②机组运行压力范围内，选取3~4个机组组合运行模式，每个模式运行4h，记录不同组合方式下各井井口压力、进机压力、排气压力、气井产量、增压处理气量、燃料气量。③绘制不同机组组合下进机压力与理论处理气量关系图，并进行历史数据拟合，分析可靠性。④绘制进机压力-气田气量关系图和各井井口压力-气井产量关系图，分析气田整体产能，评价气井产量对压差敏感性。⑤进机压力作为节点，将不同机组组合进机压力-理论处理气量关系和进机压力-气田气量关系绘制在同一张图上，对机组-气井优化组合模式及气田最大产气量分析。该方法能快速评价气田整体产能、优选机组最佳组合模式，确定管网运行方式和气田最大产量，对提高气田开发效益有指导作用。

3应用实例分析

2016年5月30日至6月19日对五百梯气田集气管网优化运行开展试验，对增压机组4种组合模式、2种气井组合模式进行分析，优选最优化运行模式。增压机组进机压力与增压产量关系（图1），试验期间进机压力波动范围2.5~3.5MPa之间，增压气量在125~175万方/天之间。

3.1气田整体产能评价气田60口生产井中10口井高压生产，日产规模90万方/天左右，50口井增压生产，产气量与增压机组运行模式有关，拟导入低压管网的2口气井TD68、TD107高压生产时产量20万方/天。选取各增压组合、气井组合的压力和产量数据点，同时对计划调整的2口高压气井的产能进行评价。期间高压外输压力不变，其他高压管网生产井产量不变。对获取的数据点进行拟合，得到增压产量与进机压力关系式，选取点进机压力2.5~3.5MPa波动范围小，产量与进机压力近似成直线负相关关系，进机压力越高产量越低（图2）。2口井进入低压生产后，增压产量有明显上升，两条曲线斜率不同，进机压力越低，增量越大，能够简便的分析某一进机压力下的气田产量和最大增加产量，如进机压力3.0MPa下气田产量170万方/天，最大增加气量23万方/天，因此该进机压力下，2口井低压运行气田最大增产3万方/天。

3.2机组处理能力根据进机压力和增压产量的瞬时数据，拟合出进机压力和增压瞬量之间的函数方程式，该方程式对增压机组进机压力和增压瞬量的变化起着重要的指导作用。进机压力范围2.8~3.6MPa作为参考，通过拟合的方程式可以得出增压东站1、3号机组增压瞬量在62.6~86.0万方之间，增压东站2号机组增压瞬量在40.0~55.4万方之间，增压西站机组增压瞬量在28.7~41.1万方之间。在实际运行过程中，增压东站1、3号机组随着进机压力的上涨，增压瞬量增加幅度最大，增压东站2号机组次之，增压西站的机组增压瞬量最小（图3）。根据单台增压机组运行压力和增压瞬量关系式，可以预测增压机组在不同的运行模式下，增压瞬量和进机压力的关系。

3.3管网优化运行分析根据机组运行调配，考虑5种常用运行模式作为预测参考进机压力范围2.0~4.0MPa。在同一张图上绘制不同气井组合气田产量与进机压力图、不同机组组合处理气量与进机压力图。以进机压力为节点，气田产能曲线为流入曲线，增压机组处理曲线为流出曲线。每条流出曲线与流入曲线有两个交点，即不同气井高低压管网组合下，同一机组运行组合的两种状态。通过对比两种状态下增压产量的差值与调整前两口井高压管网生产下的产量，可以判断管网调整后是否有增量。每条流入曲线与不同机组组合流入曲线有五个交点，即为同一气井管网组合下，不同机组运行组合的五种状态。通过各交点的产量和进机压力对比，可选择适合的机组运行组合模式，以达到对气田产量规模及压力的要求。从试验来看，两台机组运行的组合模式，调整TD68、107井进入低压管网生产气田产量没有增加，只有在增加增压机组运行台数、降低进机压力才会有增量。原因是两台机组运行模式下气田产量的增加量已低于2品质量很难得到保障，其中原料的成分不够稳定、混炼的不够均匀等问题都可能发生，我国仅有几家螺杆泵生产企业能够自主的进行橡胶产品的制作和开发，根据客户需要的螺杆泵产品使用环境的不同，制作出适用于不同环境的橡胶产品。

3转子配套及加工方式对生产组织的影响

国外的生产配套模式一般都是一套定子配套多种转子使用，定子尺寸不变的情况下进行井况和橡胶耐介质的实验分析和研究，通过获得的数据信息进行转子尺寸的确定，这种生产模式仅仅需要客户提供定子的尺寸，就能进行流水线生产。国外的这种生产模式很好的满足了市场的需求，还能有效的降低企业的成本，获得更高的经济效益。而我国的定子制作由于其稳定性较差，转子的尺寸往往都是根据定子的尺寸结合现场经验来确定的，转子的加工和定子的生产有一定的先后顺序，生产效率较低，往往会出现同尺寸的转子之间性能也存在一定的差异，造成企业的成本升高。

4定、转子过盈量分析设计

传统的螺杆泵定子和转子在进行过盈量分析设计的时候往往忽略了定子橡胶不同位置产生的变形量不同这一点，我们主要研究定子型线影响和定子橡胶均匀升温条件下的温度场分布，对螺杆泵的定子和转子提出一项新的过盈量设计，通过调整定子橡胶不同区域定子和转子的初始过盈量，保证统一截面定子和转子过盈均匀，使螺杆泵的配合状态更好，工作时的负载特性平稳，能效降低，使用寿命提高。5结论通过对螺杆泵的采油环境和运行特点进行充分了解和掌握，将螺杆泵的使用匹配性进行提高，为供应商和用户创造双赢的局面。结合实际应用的特点，提高我国螺杆泵定子和转子的制作技术，进一步对螺杆泵产品质量进行提高，学习国外的先进螺杆泵制造模式，有效降低我国的螺杆泵制造成本，进而提高螺杆泵的生产效率。

参考文献：

[1]师国臣，孙延安，魏纪德，夏丽娟.大庆油田螺杆泵采油实践及认识[J].石油机械，1998(05):47~49+53~59.

[2]张连山.螺杆泵采油系统技术发展现状与动向研究[J].石油机械，1994(01):46~50.

[3]乐美豪.我国螺杆制造技术的现状和发展趋势[J].机电国际市场，2000(01):3~8.

[4]廖开贵，李允，陈次昌.采油螺杆泵研发新进展[J].国外油田工程，2006(10):41~43.

作者：刘辉；王川洪；甘德顺；郝春雷；宋伟；蒋俏仪 单位：中国石油西南油气田分公司重庆气矿