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坚持不懈 持续攻关 页岩气集输及处理成套技术取得重大进展

企业报道  2019-12-17 09:30:28 阅读:

  ——记中国石油工程建设有限公司西南分公司页岩气集输及处理成套技术研究团队

页岩气集输成套装备应用现场

  页岩气集输成套装备应用现场

  我国页岩气勘探开发在日前取得重大突破,成为北美洲之外第一个实现规模化商业开发的国家。但页岩气藏的特殊物性决定了其地面工程建设必须采用非常规、标准化的技术手段,加之我国页岩气藏地面工程设计面临集输规模不确定性强、管网和站场布局适应性差、工艺设备配套难度大及后期需考虑增压开采等诸多难点,因此要求页岩气地面工程建设必须向“标准化设计、模块化建设、橇装化配备”的方向发展。

  为此,从“十二五”开始,中国石油工程建设有限公司西南分公司页岩气集输及处理成套技术研究团队,以国家重大专项为依托,坚持不懈,研发页岩气标准化工艺流程、模块化集输站场、系列化脱水装置、集约化平面布置,均取得了显著的效果,形成了一套适应于国内页岩气田地面工程建设的集输及处理技术体系。现场应用成效显著,研究成果荣获石油工程建设科技进步一等奖。

  项目主要完成人为汤晓勇、昝林峰、赵国安、杨静、邬姝琰、陈佳、洪进门、史建华、杨飞、张亚飞、秦璇、李刚、陈祖翰、霍振永、唐昕、马先、陈志、刘勇峰等。

  页岩气开发具有压力和产能递减速率快、开采寿命长、大型集中滚动开发、进入增压开采周期短等不同于常规天然气的显著特征,其地面工程建设难点体现在建设成本高、建设周期长、系统适应性差等方面,亟待解决地面工艺技术及地面装备的低成本、高适应性问题。

  针对以上技术挑战,中国石油工程建设有限公司西南分公司页岩气集输及处理成套技术研究团队针对页岩气开发特点,研发了包括钻前及钻后无缝衔接、集输及处理工艺和模块化、橇装化装备,提出了页岩气“地面+钻井+压裂相结合”的建设模式。

  研发出的适应不同生产阶段、不同井数丛式井平台的模块化集输及处理工艺流程及橇装装备,使设计周期减少50%以上,建设周期减少40%以上,重大装备投资减少5%以上。研发成果覆盖了平台井站,集气站,脱水站等整个地面工程建设范围,取得了重要的具有国际领先水平的创新技术成果。

  该团队提出了“在合适的时间配置合适的资产”的全生命周期建设模式,划分页岩气生产阶段——排液生产期、正常生产期、正常生产中期、正常生产末期;根据不同生产阶段,不同生产井数,划分不同功能模块,实现标准化模块橇装方案;在不同生产阶段,不同生产井数,充分利用模块可拆装、易搬迁的独特优势,把初期高压设备搬迁至开发新区重复使用,降低总投资;采用PDMS软件完成2井式除砂模块,1井式除砂模块,2井式分离模块,1井式分离模块,中期轮换阀组模块,中期轮换分离模块及清管出站阀组模块等13种类型橇装装备研发。

  研发的高适应的页岩气平台井站装备体系,将设备模块分成2井式和1井式模块,通过两种类型装备的组合,可适应井口数从1—14口不等的平台生产需求,其高适应性能体现在三个方面:一是以标准化橇装组合成差异化的井口平台;二是以标准化的橇间拼接方式保证现场安装的便利和快捷;三是以灵活的组合方式实现生产生命周期内的不同功能需求。

  团队创新性提出“地面+钻井+压裂相结合”的建设模式,统一考虑钻井,压裂,地面建设,避免交叉作业;统一规划钻井,压裂,地面设施的布置,避免重复建设。自主研发的新型高效除砂器(集过滤、旋风、重力三种功能一体)和带除砂功能的分离器等装备,具备设备核心竞争力;结合工艺流程,实现除砂器反冲洗功能;突破除砂器需要打开设备进行排砂作业的局限性,实现高效除砂器密闭排砂功能。

  页岩气集输及处理成套技术,以减少设计、采购、施工的难度和周期为目标;以高适应性设计取代定制化设计;以规模化采购取代多品种小批次采购;以细化标准化图纸减少施工变更;最终以标准化成果实现页岩气装置设备的重复利用,减少工程建设用地及节约工程投资。

  如今,页岩气集输及处理成套技术成果已经应用于长宁50亿地面工程、威远50亿地面工程、浙江油田紫金坝5亿地面工程等具体项目。在页岩气田地面工程集输站场及脱水站设计中,大量采用页岩气集输及处理成套技术,规范、全面、有效地提高了工程设计及施工速度,确保了地面工程建设质量,应用站场生产能力达到设计负荷的90%以上。形成了一套适应于国内页岩气田地面工程建设的集输及处理工艺流程及装备体系。

  页岩气集输及处理成套技术成果,创新了页岩气田地面设计理念,是适应页岩气田特殊性和地面建设的需要,以破除大而全、小而全为设计原则,以建立灵活、实用、可靠的地面生产体系为宗旨,地上地下统筹优化,体现了优质、高效、安全、超前的工程建设理念,为我国页岩气田开发提供了参照,具有深远的应用前景。(来源:中国企业报  作者:昝林峰 杨静 杨建)

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