川西中浅层气藏地面工程标准化设计与应用

2022-09-10

关键词

一、概述

针对油气田地面建设工程量大、工期短的实际情况, 西南分公司逐步形成了标准化设计的基本思路, 依次经历了采输站场建设标准图集设计阶段;川西采气厂标准化图集设计阶段;三维定型化设计阶段和川西气田产能建设地面站场模块化标准设计阶段。在技术集成创新、优化简化的基础上, 探索出一套全新的设计理念, 根据井站的功能和流程, 设计一套通用的、标准的、相对稳定的、适用于川西气田中浅层不同类型站场的系列化、通用化、标准化设计文件, 作为一种实用新型专利产品研发、推广和应用, 形成具有行业领先水平的“川西模式”。

在标准化设计的推进过程中, 西南分公司通过几年来的不断完善、总结和升华, 近期又提出以“设计标准化、设备橇块化、安装工厂化、造价统一化”四化为核心的标准化设计, 大力推进标准化工作, 取得了一定成效。

二、含义及内容

1. 含义

油气田地面工程建设标准化是指在对井站流程、建设内容、建设规模及建设标准等进行归类总结的基础上, 通过统一工艺流程、定型关键设备、划分装置模块、工厂适度预制及现场快速组装等手段, 最终形成设计标准化、预算标准化、模块产品化、施工组织模块化以及物资采购规模化的建设方法和建设理念。

2. 基本内容

(1) 标准化设计。根据井站功能, 设计通用、标准及相对稳定的地面建设设计文件, 做到统一工艺流程、统一平面布局、统一模块划分、统一安装尺寸、关键设备定型及统一配套标准。

(2) 模块化预制。是指根据标准化设计文件, 按单个模块进行生产, 每个单体模块就是一个产品。

(3) 模块化施工。以模块定型设计为基础, 按单体模块进行预制, 模块出厂即为成品, 是指将预制好的模块 (产品) 现场组装成标准化设计文件规定的功能模块的过程, 方便建设和施工。

(4) 标准化预算。围绕标准化设计, 依据公司审定发布的单项工程模块, 制定统一的造价计价指标体系, 并以此为基础, 形成单元化、模块化和产品化的标准预算体系。

(5) 规模化采购。为适应快速搬迁组装的需求, 规模化采购橇装设备。从2011年的川西采气厂规模化采购试用阶段发展到今天的全面应用阶段, 实现了统一设备标准、统一外形尺寸、统一技术参数、统一管阀配件及设备接口的目标。系列化、规模化的采购, 可提高采购质量、效率, 降低采购成本。

3. 推行标准化的有利因素

川西中浅层气藏地面工程建设具有以下共性:

(1) 站场工艺流程基本类似, 工艺技术相对成熟。

(2) 气井开发层位基本一致, 开发特点类似, 采出物物性相近。单井产量低, 压力下降快, 不含H2S, 杂质成分少, 达到《天然气》一类标准, 气质组分较好。

(3) 地形条件类似。

(4) 多数站场规模都不大, 站内设备规格基本一致。

由此可见, 推行标准化设计势在必行, 可减少各站场建设的重复性设计, 节约时间, 缩短工期。

三、“标准化设计、模块化建设”的实施和应用

1. 定型工艺流程

对川西中浅层沙溪庙、蓬莱镇、遂宁组气藏近年来气井投产初期参数的归类梳理分析, 确定井口流压 (<35Mpa) 、流温 (21.9℃~26.7℃) 等工艺设计参数, 依据油气田的地质条件、开发方式、采出物物性、地形条件等进行进一步的细分, 在地面技术优化简化工作的基础上, 结合建设现状和建设经验, 确立地面建设工艺模式;按照分类指导原则, 结合川西气田特点, 确定采用统一的地面建设模式——“井口→水套炉→分离器→外输”的集气工艺流程。

2. 统一平面布置

根据川西采气厂产能建设的要求和各天然气井站分布情况, 形成边远或独立单井、卫星站、中心站3类三维定型化平面布置。在具体井站建设施工过程中, 考虑到地形限制、天然气管线进出站走向、进站道路方向、盛行风向、建筑朝向等因素的影响, 站场平面可根据实际情况进行适当旋转或局部调整。

(1) 边远或独立单井站

全橇装、一线式全流程地面化设计模式。要求:全部橇装、不形成固定管网、流程连续、地面安装, 设配套站房等。

(2) 卫星站

全橇装、一线式简流程地面化设计模式。要求:全部橇装、不形成固定管网、流程连续、地面安装。

(3) 中心站

半橇装化、一线式全流程地面化设计模式。要求:设备橇装、管网固定、流程连续、地面安装。

下大力气研发、设计和建立“中心站+卫星站+集成橇装化+自动化”的“川西模式”, 吸纳国外先进设计理念, 采用流程化、一线化、模块化、橇装化装置布置模式, 使平面清晰、流畅、紧凑、美观, 符合小型集气站场的特点, 适应了川西产能建设短、简、快的特点。

3. 构建模块体系

(1) 模块分解。根据流程和功能进行模块分解, 标准化场站分为3大类模块:①工艺模块。按工艺流程划分, 每一模块单体由直接相关设备、配管安装、结构基础、自控仪表、防腐等内容构成。②建筑结构模块。按使用功能进行划分, 每一模块单体包括建构筑物和与之相关的辅助设计等。③外电模块。专门针对川西市场外电接入形式所做的典型通用模块。共形成井口装置区模块、水套炉模块、分离器模块等38套模块定型化设计文件。

(2) 模块定型。应用统一配套标准, 采用定型化设备和标准化配管, 形成标准化的工艺模块。其特点是:内部功能和布局定型, 外部接口方位和方式固定。①工艺设备定型。工艺设备定型注重现场实践, 选用安全、适用、经济、先进的工艺设备开展定型化工作。②配管标准统一。编制标准化配管数据库, 制定企业标准, 统一配管材料选用标准, 规范连接形式。③开展三维设计。在设备定型、配管标准统一的基础上, 应用三维设计方法, 建立设备三维模型, 进行三维工艺配管设计。三维设计实现了工艺管线碰撞检查, 实现了管阀配件和焊口的精确表示, 实现了工艺模块的精确定型。

(3) 模块预制和安装。在采用标准化设计施工过程中, 根据模块预制量的大小采取集中工厂预制和施工现场预制两种方式, 提高施工效率。集中工厂预制单体为小型设备及配套管件和阀组, 降低了现场高空作业、交叉作业的频率。