天然气开采集输节能技术的应用分析

天然气开采集输节能技术的应用分析

高文丽，王宏伟

长庆油田分公司第一采气厂，陕西省榆林市， 718500

摘 要：天然气常发现于存在油田、天然气田，煤层里也有少量，是主要成分为甲烷的一种气态化石燃料。与传统的能源相比，天然气燃烧后不会留存废料，燃烧过程中产生的二氧化碳比其他燃料少，具有更高的安全性、热值高等优点，是一种有效减缓温室效应等环境问题的清洁能源。但是任何能源在开采过程中都会产生能源消耗，因此本文从天然气开采技术为切入点，对各类型开采集输技能技术进行分析研究，希望能对广大同行有所助益。

关键词:天然气;开采集输;节能技术

当前随着社会对天然气需求的不断增加，人们的环保意识也越来越强。天然气开采集输系统主要作用在于计量天然气，并且对其实施分离，进行原气脱水等，在实际运用过程中往往需要耗费大量能量，所以非常有必要对其节能技术进行分析与探讨。

一、天然气种类

天然气根据开采矿藏的特性可以分成气藏气、溶解气两种不同类型。

（一）气藏气采用的是衰竭式的开采方式，以天然气的弹性能量作为依据。在新的天然气储藏点开始开采时，通常会采取循环注气的方法来保持压力的平衡的开采方式。为了减少流体成分、地下地层物理特性对气藏气开采的阻碍，通常会提前注入药剂，同时配合使用排液采气系统。由于开发前期和稳定开采期，开采气井井口产生的压力较高，所以在后期时一般会使用天然气的能量来进行开采。有时候为提高天然气的开采、收集效率，在经济条件允许范围内，会使用降压集气、增压外输的开采技术。

（二）溶解气可以溶解在原油里或水里，原油里都藏有不定量的溶解气，可以在生产原油时把溶解气分离出来。目前溶解气是经过联合站集输管网、天然气处理厂、天然气外输的流程进行生产的。

二、 天然气开采集输工艺节能技术

（一）通过地层温度对气流进行加热

现阶段，井下节流技术是天然气节能技术的一种，主要是通过加热阻止水合物的生成。在气井的生产油管上安装一个共流器就是技术的核心原理。通常，天然气会在井筒里发生膨胀上升，在节流降温后，地层温度较高，天然气还可以通过地层温度对气流进行加热，以满足气体膨胀上升到进口的需求。如果此时温度达到一定高度，甚至超过水合物生成所需温度，水合物缺少生成的温度条件，就难以生成，没有水合物就不会堵塞采气的管道，保持管道通畅。除此之外，还能利用加热的方式降低开采井口的注入醇使用量。但是目前这种加热技术不适合所有的气田使用，主要还是适用于开采高压气田。

（二）防腐蚀技术的应用

由于腐蚀和防护技术在天然气采集过程中变得越来越重要，所以对防腐蚀技术的研究在不断增加。腐蚀测量技术、药剂防腐技术以及工程防腐技术这三种技术是目前应用频率较高的防腐技术。

现阶段主要使用的腐蚀测量技术有直接查看法、渗透检查法、漏磁检查法、电阻式、电池式腐蚀传感法还有氢类探针法。但是由于管道封闭狭小，且通常深埋在地下，最常使用的是开挖管道进行检查的方法。而地面上常用的检查方式则是探测有无气体泄漏。

药剂防腐蚀技术是注入药剂阻止管道中的液体等物质对管道进行腐蚀的技术。定期倒入除垢剂、杀菌类药剂等药水对管道进行清理养护，降低管道腐蚀程度，延长管道使用寿命。近年来我国科学技术发展飞快，各项新技术、新材料被不断研发并投入使用，防腐剂也是不断更新换代，新型节能材料层出不穷，当前节能技术的发展关键也是平衡防腐剂等药剂材料与市场经济效益两者之间的发展关系。

工程防腐技术就是把防腐工作前置，在管道等设施在施工时就同时加入防腐工作，这样有利于管道设施的后期防腐技术的实施以及管道保养，同时还能推动节能环保工作的发展。现阶段主要应用的防腐技术是在施工时要求施工单位对管道设备等材料进行日常养护，对放置时间长还未使用的材料进行表面除锈，对管道设备材料进行防腐技术处理。从施工阶段就做好材料的防腐处理，是后续管道防腐技术实施的关键。目前主要使用胺固化环氧树脂、聚酰胺固化环氧树脂对管道内部进行防腐养护。

（三）热泵回收技术

在运用天然气技术系统时会形成大量污水，且该类污水温度极高，蕴含着巨大的热量，通过合理运用热泵回收技术能够充分回收与利用该类热量，以达到减少能耗的目的。对于热泵来说，重点在于运用载热装置，及时回收污水中的热量并将其传输至回收装置内，让其实现高温位热能和低温位热能的高效转换，最大限度减小能耗。

（四）降低天然气的放空损耗

在进行气井钻井时和射孔完井放喷测试施工时需要进行多项测试，需要在空中放出大量天然气，并进行燃烧来获取真实有效的数据。虽然进行测试是必须的，但是测试消耗的天然气数量太大，也属于能源浪费。除此之外，在进行天然气采集时，除了天然气还会产生许多污水、污油等废弃物，天然气采集成功后需要对储油罐进行增压来进行对外输送，输送完成后还要通过向储油罐加压来排出油罐里的空气。还有，在进行节流设备清洗时，也需要排出计量直管中的空气。这就导致天然气损耗浪费数量巨大，所以在进行天然气放空时需要先将天然气注入压力相对较小的供气系统中，以此来降低天然气的耗损。

（五）防止管道破损

管道埋于地下会受到压力或施工时对管道进行打孔，因此会对管道的安全生产造成严重影响，管道遭到破坏也会引发气体泄露等问题导致环境破坏。目前为了防止管道破坏，大部分管道里面会安装安全警报系统，主要利用通信光缆，在管道内部放置传感器，以此来对管道进行随时随地的监控，通过传感器实时传输的信号判断管道是否安全。

三、合理选择天然气节能开采设备

（一）合理选择增压设备

天然气开采时通常存在压强不够的现象，需要使用设备辅助增压。天然气开采输送时使用的增压设备是压缩机，压缩机有多种类型，常用的是燃气轮机-离心压缩机，主要通过该设备给流量大的天然气增加压力。如果针对大面积范围的流量，通常使用燃气发动机-往复压缩机给天然气增加压力。

（二）油气分离器优化选择

天然气开采输送时会经常使用分离器对原油和天然气进行分离。分离器必须能将气体中的液体分离，而且还可以将液体中的气泡分离出来。通常在天然气流量大时会使用多台分离器同时运转工作。目前市场上销售的分离器种类繁多，采购部门在进行分离器选择时要购买具有环保节能功效的设备，淘汰使用传统能源且天然气耗损较多的设备。

四、结束语

本文主要从天然气开采输送时使用的技术展开探讨，要想促进天然气使用环保节能方式开采，不但要在节能工艺上采取措施，还要在进行设备选择时选用环保节能设备，逐渐淘汰使用高耗能的设备，以降低天然气开采集输过程中的非必要耗损，从根本上提高天然气的采集效率。

参考文献:

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