煤层气集输系统颗粒杂质分布及应对措施

发布时间：2019-08-19 08:02

【摘要】：受煤层气田地质情况和抽采方式等影响,煤层气在从井口到外输的气田集输过程中常夹带有粉尘和水分等杂质,影响地面集输系统安全运行。为了解集输管道内杂质现状,利用管道内颗粒物在线检测方法,检测了井口、阀组和集气站等多处集输节点的粉尘质量浓度和粒径分布、游离水和水蒸气含量等数据,发现了液体杂质的含量较大,并分析得到杂质在集输管道内的沉积现象。从不同区块的井口、压缩机后等位置捕集杂质并进行成分分析,得到了固体杂质的成分和液体杂质的物性,发现压缩机前后杂质成分差异较大。针对地面集输系统的分离设备存在的问题,提出了现场在用过滤元件的改进措施,通过实验室测试和现场试验证明了改进后的过滤元件具有低阻高效的特点,适用于低压低成本特点的煤层气田地面集输系统。
【图文】：

实际运行情况有差异、缺乏检测手段或不重视实际运行性能等原因，对现有的分离系统设计是否合理、实际运行性能是否满足要求尚不明确，亟需了解煤层气管道内杂质的实际情况，并针对分离系统存在的问题给出合适的解决方案。1颗粒杂质分布特性相比于国内长输天然气管道中气体携带有微量固体颗粒和重烃等凝析液体的情况，煤层气地面集输系统内的气体所携带的杂质具有粉尘质量浓度波动大、所含液体主要是游离水等特点。部分粉尘会沉积在管道中，磨蚀阀门和仪表等各类器件。若微米级的杂质进入压缩机，易沉积于气缸和阀片(图1)，造成气缸磨蚀或阀片损坏，造成压缩机非正常停机等生产事故。图1往复式压缩机杂质沉积情况Fig.1Impuritiesdepositedinthereciprocatingcompressor2012—2013年，利用管道内颗粒物在线检测装置［8－9］，对沁南煤层气田的煤层气管道内颗粒物开展了检测分析［10］，检测流程如图2所示，结果发现不同区块的工况差别较大，其粉尘含量为0～86mg/Nm3，含水量为0～10g/Nm3。图2煤层气中颗粒物检测流程Fig.2TestingsystemonimpuritiesinCBM2013年5—7月，在沁南煤层气集输系统部分区块选取典型井，，在井口管道上安装等动取样装置开展杂质在线测试，得到了粉尘含量、游离水含量和水蒸气含量等的平均值(表1)。测试发现有些区块含粉尘量大、含水量低，如潘河、樊庄区块;有些区块单纯含水量大，如固县区块;有些则同时含有一定量的粉尘和水，如郑村、郑庄区块。在测试过程中发现部分含尘量大的测试点其含量波动也较大。此外，通过间隔两年的对比测试，发现同一区块在不同开采阶段的杂质含量也会有所变化。表1沁南煤层气田部分区块典型井杂质测试结果Table1Particulatemattersoftypicalwellsinsomeb

颗粒和重烃等凝析液体的情况，煤层气地面集输系统内的气体所携带的杂质具有粉尘质量浓度波动大、所含液体主要是游离水等特点。部分粉尘会沉积在管道中，磨蚀阀门和仪表等各类器件。若微米级的杂质进入压缩机，易沉积于气缸和阀片(图1)，造成气缸磨蚀或阀片损坏，造成压缩机非正常停机等生产事故。图1往复式压缩机杂质沉积情况Fig.1Impuritiesdepositedinthereciprocatingcompressor2012—2013年，利用管道内颗粒物在线检测装置［8－9］，对沁南煤层气田的煤层气管道内颗粒物开展了检测分析［10］，检测流程如图2所示，结果发现不同区块的工况差别较大，其粉尘含量为0～86mg/Nm3，含水量为0～10g/Nm3。图2煤层气中颗粒物检测流程Fig.2TestingsystemonimpuritiesinCBM2013年5—7月，在沁南煤层气集输系统部分区块选取典型井，在井口管道上安装等动取样装置开展杂质在线测试，得到了粉尘含量、游离水含量和水蒸气含量等的平均值(表1)。测试发现有些区块含粉尘量大、含水量低，如潘河、樊庄区块;有些区块单纯含水量大，如固县区块;有些则同时含有一定量的粉尘和水，如郑村、郑庄区块。在测试过程中发现部分含尘量大的测试点其含量波动也较大。此外，通过间隔两年的对比测试，发现同一区块在不同开采阶段的杂质含量也会有所变化。表1沁南煤层气田部分区块典型井杂质测试结果Table1ParticulatemattersoftypicalwellsinsomeblocksofQinnanCBMfield区块井号粉尘含量/(mg·Nm－3)水蒸气含量/(g·Nm－3)游离水含量/(g·Nm－3)端氏DS－1700.136.974.79郑村ZC－1070.196.851.93胡底HG6－140.517.795.75华加HJ－420.096.563.53固县HG3－150.027.115.25郑庄Z1－1030.181.815.04由于煤层气?
【作者单位】： 中国石油大学(北京)机械与储运工程学院;过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室;中国石油大学(北京)化学工程学院;
【基金】：国家科技重大专项资助项目(2011ZX05039-001) 国家自然科学基金资助项目(51376196)
【分类号】：TE863

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本文编号：2528106