一种致密气田采出液密闭输送系统及方法

技术领域

本发明属于油气田领域，具体涉及一种致密气田采出液密闭输送系统及方法。

背景技术

集气站的主要功能是进行油气两相分离，其分离出的采出液采用罐车拉运至处理厂或水处理站进行处理，如某气田共有集气站三百余座，为了处理其采出液，需配备拉运罐车两百余辆，生产组织难度较大，且年拉运费用高；此外，由于集气站内的闪蒸分液罐与火炬连通，非点火时段闪蒸分液罐内挥发性有机物(以下简称VOCs)直接排放到大气环境中，根据现场统计数据，集气站的年放空气量大约为0.2×10

针对上述问题，目前国内气田采出液管输采用“一泵到底”的方式，“一泵到底”是以站间串接加压输送与直接加压输送相结合为主，离处理厂近的集气站采出液直接管输至处理厂处理，离处理厂远的集气站采出液采用串接方式管输至处理厂处理。

然而，经现场运行，发现“一泵到底”的方式存在以下问题：

(1)站间采用串接增压输送时，若管线上串接的站场同时运行，采出液管网易产生偏流现象，压力低的站场采出液输送慢。(2)由于气田采用滚动开发的模式，站场液量波动大，采用常规管输方式造成站间压力相互影响，管线运行压力高。(3)采出液闪蒸罐内的闪蒸气压力低、含水量高，正常生产时接入放空系统，高含硫集气站的火炬正常生产时点火运行；不含硫集气站的火炬正常生产时不点火运行，紧急放空时点火运行，以上均造成VOCs排放。

发明内容

本发明目的在于提供一种致密气田采出液密闭输送系统及方法，以克服上述技术缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种致密气田采出液密闭输送方法，包括以下步骤：

筛选出采出液量小于P的集气站，记录为集气站X，其余记录为集气站C；

每个集气站C分离出采出液并输送至对应的采出液处理单元C；

所有采出液处理单元C通过若干管道串接；

所有集气站X分离出采出液并输送至对应的采出液处理单元X；

每个采出液处理单元X通过管道并联接入任一采出液处理单元C；

按照介质流向，最终所有采出液被输送至水处理厂。

进一步地，筛选出采出液量小于P的集气站，记录为集气站X，其余记录为集气站C，具体过程为：

收集并记录所有集气站的采出液量，根据所有采出液量数据制定数值P，将采出液量小于P的集气站筛选出来并标记为集气站X，将采出液量大于等于P的集气站筛选出来并标记为集气站C。

进一步地，采出液处理单元C和采出液处理单元X的结构相同，均至少包括采出液缓冲罐，集气站C或集气站X的来液通过进液管线接入采出液缓冲罐的来液入口，采出液缓冲罐的排液口通过出液管线接入采出液外输泵一体化集成装置的入口；

按照介质流向，前一级采出液处理单元C内的采出液外输泵一体化集成装置通过输液管线输送采出液至下一级采出液处理单元C的采出液缓冲罐内，同时，采出液处理单元X内的采出液外输泵一体化集成装置通过输液管线输送采出液至任一采出液处理单元C的采出液缓冲罐内；

采出液缓冲罐的放空口通过输气管线输送天然气至压缩机燃料气调压橇。

本发明提供了一种致密气田采出液密闭输送系统，包括若干个集气站C和多个集气站X，还包括若干个采出液处理单元C和多个采出液处理单元X，每个集气站C通过管道接入对应的采出液处理单元C，所有采出液处理单元C通过若干管道串接，每个集气站X通过管道接入对应的采出液处理单元X，每个采出液处理单元X通过管道并联接入任一采出液处理单元C；

按照介质流向，串接的最后一级采出液处理单元C通过管道将采出液输送到水处理厂；

其中，集气站C的采出液量大于等于P，集气站X的采出液量小于P。

进一步地，采出液处理单元C和采出液处理单元X的结构相同，均至少包括采出液缓冲罐，集气站C或集气站X的来液通过进液管线接入采出液缓冲罐的来液入口，采出液缓冲罐的排液口通过出液管线接入采出液外输泵一体化集成装置的入口；

前一级采出液处理单元C内的采出液外输泵一体化集成装置的出口通过输液管线接入下一级采出液处理单元C的采出液缓冲罐内，采出液处理单元X内的采出液外输泵一体化集成装置的出口通过输液管线接入任一采出液处理单元C的采出液缓冲罐内；

采出液缓冲罐的放空口通过输气管线输送天然气至压缩机燃料气调压橇。

进一步地，致密气田采出液密闭输送系统还包括RTU，以及设置在每个采出液缓冲罐内的液位计，采出液缓冲罐的罐内自下至上依次安装有低低液位报警开关、低液位报警开关、高液位报警开关、高高液位报警开关；

每根进液管线安装有进液电动阀；

每根输液管线安装有排液电动阀；

液位计、所有液位报警开关、进液电动阀、排液电动阀以及采出液外输泵一体化集成装置内的外输泵均电连接于RTU，RTU检测记录外输压力、流量数据并远传，同时根据液位报警开关联锁控制电动阀、外输泵的启停。

进一步地，RTU根据液位报警开关联锁控制电动阀、外输泵的启停，具体包括：

当采出液缓冲罐内液位达到高高液位时，高高液位报警开关报警，关闭该采出液缓冲罐的来液入口的进液电动阀；

当采出液缓冲罐内液位达到高液位时，采出液缓冲罐进行排液，开启该采出液缓冲罐的排液口的排液电动阀，同时开启采出液外输泵一体化集成装置内的外输泵，泵送采出液；

当采出液缓冲罐内液位达到低液位时，关闭该采出液缓冲罐的排液口的排液电动阀，停泵。

当采出液缓冲罐内液位达到低低液位时，低低液位报警开关报警。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明采取大液量集气站站间接力、小液量集气站局部插输的管道输送方式，将采出液密闭泵送至处理厂或水处理站处理，解决了现有技术存在的站间相互影响及VOCs排放问题。

(2)设置了液位计、液位开关，其联锁控制外输泵的启停，实现定量泵送采出液。

(3)设置了RTU，检测并远传外输压力、流量数据，最终实现输送系统的无人值守。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1是致密气田采出液密闭输送方法或系统的流程图。

图2是采出液处理单元C或采出液处理单元X的剖视图。

图3是具体实施示意图。

附图标记说明：

1.采出液缓冲罐；2.进液管线；3.出液管线；4.采出液外输泵一体化集成装置；5.输液管线；6.输气管线；7.压缩机燃料气调压橇；8.进液电动阀；9.排液电动阀。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

需说明的是，在本发明中，图中的上、下、左、右即视为本说明书中所述的致密气田采出液密闭输送系统的上、下、左、右。

现参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

第一实施方式：

本发明涉及一种致密气田采出液密闭输送方法，参照图1，包括以下步骤：

筛选出采出液量小于P的集气站，记录为集气站X，其余记录为集气站C；

每个集气站C分离出采出液并输送至对应的采出液处理单元C；

所有采出液处理单元C通过若干管道串接；

所有集气站X分离出采出液并输送至对应的采出液处理单元X；

每个采出液处理单元X通过管道并联接入任一采出液处理单元C；

按照介质流向，最终所有采出液被输送至水处理厂。

具体地说，在本实施方式中，将所有集气站分为了两大类，一类定义为集气站C，另外一类定义为集气站X，其中集气站C采用“站间接力”方式输送采出液，集气站X则采用“局部插输”方式输送采出液，下面将对这两种输液方式进行说明：

站间接力：端点站(集气站C)的采出液从本站加压泵送，输送至下游集气站采出液处理单元C，经下游采出液处理单元C泄压后，统一通过下游站的外输泵加压，泵送至下级集气站或处理厂。

局部插输：集气站X的采出液管线直接就近插接(或称为并联)到附近的采出液处理单元C上，接入采出液输送管网。

如图1所示，所有集气站C按照逐级输送的方式形成了采出液输送管网，而采出液输送管网内的每个采出液处理单元C都设有外输泵，也就是说每级都会加压泵送，确保每级集气站C的泵压稳定，避免出现压力低的站场采出液输送慢的问题。

筛选出采出液量小于P的集气站，记录为集气站X，其余记录为集气站C，具体过程为：

收集并记录所有集气站的采出液量，根据所有采出液量数据制定数值P，将采出液量小于P的集气站筛选出来并标记为集气站X，将采出液量大于等于P的集气站筛选出来并标记为集气站C。

关于对集气站的分类原则，其依据的是经济对比分析，例如本实施方式中将采出液的液量小于20m3/d的集气站定义为集气站X，大于等于20m3/d的集气站定义为集气站C，即采出液量P＝20m3/d。

对于采出液量P的数值，并不局限于上述数字，也不限制于上述分类原则。

参照图2，采出液处理单元C和采出液处理单元X的结构相同，均至少包括采出液缓冲罐1，集气站C或集气站X的来液通过进液管线2接入采出液缓冲罐1的来液入口，采出液缓冲罐1的排液口通过出液管线3接入采出液外输泵一体化集成装置4的入口；

按照介质流向，前一级采出液处理单元C内的采出液外输泵一体化集成装置4通过输液管线5输送采出液至下一级采出液处理单元C的采出液缓冲罐1内，同时，采出液处理单元X内的采出液外输泵一体化集成装置4通过输液管线5输送采出液至任一采出液处理单元C的采出液缓冲罐1内；

采出液缓冲罐1的放空口通过输气管线6输送天然气至压缩机燃料气调压橇7。

采出液处理单元C和采出液处理单元X的结构相同，所不同的是采出液处理单元C是对集气站C的来液进行处理，采出液处理单元X是对集气站X的来液进行处理，这里的处理可以是闪蒸气液分离。

自采出液缓冲罐1闪蒸出的天然气进入到压缩机燃料气调压橇7，通过压缩机燃料气调压橇7再进入到集气站的燃料气系统，驱动压缩机运行使用，即闪蒸放空气可经过分离、调压后进集气站的燃料气系统，实现VOCs治理。

压缩机燃料气调压橇7是集成了压缩机燃料气调压系统的橇装。

第二实施方式：

本实施方式保护了一种致密气田采出液密闭输送系统，如图1所示，包括若干个集气站C和多个集气站X，还包括若干个采出液处理单元C和多个采出液处理单元X，每个集气站C通过管道接入对应的采出液处理单元C，所有采出液处理单元C通过若干管道串接，每个集气站X通过管道接入对应的采出液处理单元X，每个采出液处理单元X通过管道并联接入任一采出液处理单元C；

按照介质流向，串接的最后一级采出液处理单元C通过管道将采出液输送到水处理厂；

其中，集气站C的采出液量大于等于P，集气站X的采出液量小于P。

需要说明的是，采出液处理单元C和采出液处理单元X的结构相同，均至少包括采出液缓冲罐1，集气站C或集气站X的来液通过进液管线2接入采出液缓冲罐1的来液入口，采出液缓冲罐1的排液口通过出液管线3接入采出液外输泵一体化集成装置4的入口；

前一级采出液处理单元C内的采出液外输泵一体化集成装置4的出口通过输液管线5接入下一级采出液处理单元C的采出液缓冲罐1内，采出液处理单元X内的采出液外输泵一体化集成装置4的出口通过输液管线5接入任一采出液处理单元C的采出液缓冲罐1内；

采出液缓冲罐1的放空口通过输气管线6输送天然气至压缩机燃料气调压橇7。

在上述基础上，致密气田采出液密闭输送系统还包括RTU，以及设置在每个采出液缓冲罐1内的液位计，并设高高液位、高液位、低液位和低低液位，具体地说，在采出液缓冲罐1的罐内自下至上依次安装有低低液位报警开关、低液位报警开关、高液位报警开关、高高液位报警开关。

每根进液管线2安装有进液电动阀8。

每根输液管线5安装有排液电动阀9。

液位计、所有液位报警开关、进液电动阀8、排液电动阀9以及采出液外输泵一体化集成装置4内的外输泵均电连接于RTU，RTU检测记录外输压力、流量数据并远传，同时根据液位报警开关联锁控制电动阀、外输泵的启停。

采出液外输泵一体化集成装置4，其至少具有采出液外输泵、检测泵压的仪表、变频装置，还设置有RTU。

采出液外输泵用于泵送采出液、检测外输压力，此处的外输压力包括采出液外输泵的入口压力和泵送压力，而RTU用于检测并远传外输压力、流量数据，流量数据由液位计获取，液位计优选防爆电热液位计。

在RTU内设置采出液外输泵低压吸入停泵，例如如果入口压力低于-0.05MPa，那么泵自动关停；泵配置变频装置，可根据流量大小自动调节泵的功率，节约能耗，并可以实现采出液每天10～16小时(或24小时)连续输送，大大减少采出液管线冬天冻堵的风险。

RTU根据液位报警开关联锁控制电动阀、外输泵的启停，具体包括：

当采出液缓冲罐1内液位达到高高液位时，高高液位报警开关报警，关闭该采出液缓冲罐1的来液入口的进液电动阀8；

当采出液缓冲罐1内液位达到高液位时，采出液缓冲罐1进行排液，开启该采出液缓冲罐1的排液口的排液电动阀9，同时开启采出液外输泵一体化集成装置4内的外输泵，泵送采出液；

当采出液缓冲罐1内液位达到低液位时，关闭该采出液缓冲罐1的排液口的排液电动阀9，停泵。

当采出液缓冲罐1内液位达到低低液位时，低低液位报警开关报警。

采出液缓冲罐1的顶部有来液入口、放空口，底部开设有排液口、排污口，其中放空口可以有三路管线，一路去往压缩机燃料气调压橇7，另外两路去火炬。

采出液外输泵在排液时，低低液位到排液口的排液时间设置为10分钟。

高高液位到高液位的排液时间设置为30分钟。

高液位到低液位的排液时间设置为20分钟。

低液位到低低液位的排液时间设置为10分钟。

为了保证闪蒸需要高高液位与罐顶保证300mm的高度空间。

为了沉积杂质淤泥，排液口与罐底保证200mm的高度空间。

致密气田采出液密闭输送系统采用液位联锁报警及控制系统，通过缓冲罐排液控制和泵的连锁，完成对泵的控制，定量泵送采出液；而RTU将装置的外输压力、流量数据检测并实现远传，最终实现装置的无人值守。

第三实施方式：

为了说明致密气田采出液密闭输送方法的具体流程，可以参考图3所示，具体如下：

根据采出液站间接力输送的方法，除集气站3采用局部插输，其余集气站1、2……n采用站间接力输送采出液，为了便于区分各个单元内设备，将集气站1对应的采出液处理单元C内的设备标记为采出液缓冲罐C1、采出液外输泵一体化集成装置C1、出液管线C1、输液管线C1；

将集气站2对应的采出液处理单元C内的设备标记为采出液缓冲罐C2、采出液外输泵一体化集成装置C2、出液管线C2、输液管线C2；

将集气站3对应的采出液处理单元X内的设备标记为采出液缓冲罐X3、采出液外输泵一体化集成装置X3、出液管线X3、输液管线X3；

将集气站n对应的采出液处理单元C内的设备标记为采出液缓冲罐Cn、采出液外输泵一体化集成装置Cn、出液管线Cn、输液管线Cn。

如图3所示，集气站1内的天然气通过站内分离设备分离后，分离出的采出液进入采出液缓冲罐C1，在采出液缓冲罐C1内暂时密闭储存，同时闪蒸出天然气；采出液缓冲罐C1内的采出液通过出液管线C1进入采出液外输泵一体化集成装置C1，采出液外输泵一体化集成装置C1将采出液通过输液管线C1输送至下游站的采出液缓冲罐C2。

采出液缓冲罐C2接收来自输液管线C1的采出液和来自集气站2内分离设备分离出的采出液，采出液缓冲罐C2内的采出液通过出液管线C2进入采出液外输泵一体化集成装置C2，采出液外输泵一体化集成装置C2将采出液通过输液管线C2经过多级输送至后续站场的采出液缓冲罐Cn，随后通过出液管线Cn进入采出液外输泵一体化集成装置Cn，最后通过输液管线Cn将采出液输送到水处理厂，整个接力过程结束。

集气站2和集气站n之间可包含任意多个集气站。

根据局部插输的方法，通过经济对比分析，对于液量小于20m

综上所述，本发明通过“站间接力+局部插输”的方法，减少了站间的相互影响，降低了管线运行压力，实现了采出液的高效密闭连续输送；各站间总体采用“站间接力”方式，可实现采出液无人值守高效输送，远程连锁液位，节能运行，并充分结合了VOCs治理；液量较小的站采用“局部插输”的方式，减少了站间的相互影响，降低了管线运行压力；采出液储存、缓冲均依托各站已建采出液储罐，提高了对现有工艺的适应性；通过将采出液缓冲罐的闪蒸气连通到燃驱压缩机调压撬为压缩机驱动供气，闪蒸放空气可经过分离、调压后进集气站的燃料气系统，实现了VOCs治理。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。