浅谈利用信息化技术提升天然气集输中的效率
王云 李诗琪 丁大林 吴嗣军
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王云 李诗琪 丁大林 吴嗣军 ,. 浅谈利用信息化技术提升天然气集输中的效率[J]. 天然气进展,20252. DOI:10.12721/ccn.2024.157011.
摘要: 天然气集输信息化是气田开发、集输管理手段有效提升的关键。借助于信息化系统技术的运用,实现管线运行数据分析、故障信息提示等,以便快速掌握管线运行情况,及 时处理管线故障,全方位提升生产管理水平,保障气田高效安全运行,提高集输效率。本文介绍数字化信息化管道的建设实施要求及在油气集输中的具体应用。
关键词: 天然气;集输;信息化;系统;效率
DOI:10.12721/ccn.2024.157011
基金资助:

前言

天然气集输站的流程及功能天然气集输站,就是把各个天然气井场开采出的天然气进行集中,输送到集输站内,进行加热后,进入一级分离器中进行气液分离,以脱除游离水、凝析油及固体机械杂质。一级分离器出来的液体进入二级分离器,进行污水和凝析油的分离,分离出的凝析油进入油罐储存,污水进入污水系统;一级分离器出来的天然气在进行在节流、调压后,再进行脱硫,脱氢等净化处理,然后进入干燥塔进行干燥,在达到国家规定的天然气气质标准后进行调压,计量,加氨制冷,然后外输。

1数字化信息化管道的建设

数字化信息管道,实际上就是应用遥感、数据采集与控制系统、全球定位系统,地理信息系统、业务管理信息系统、计算机网络和多媒体技术、现代通信等高科技手段,对管道资源、环境、社会、经济等有关的全部信息数字化、数字整和、仿真等信息集成的应用系统,并在可视化的条件下提供决策支持和服务。

数字化管道就是信息化的管道,它包括全部管道以及周边地区资料的数字化、网络化、智能化和可视化的过程在内。数字化管道,是通俗易懂的名称,它是面向社会的一种号召,是一个追求理念,是一个综合战略,或者可以看作一个政策目标。从实践团参观考察中也可以看出,数字管道、科技管道、人文管道以及和谐管道是管道建设者追求的最终管道建设目标。建设数字管道,就是要充分利用计算机、现代测绘、现代网络、虚拟现实以及数字通讯等信息技术,在管道的整个生命周期内,通过对管道设施、沿线环境、地质条件、经济、社会、文化等各方面的信息在三维地理坐标上的有机整合,构筑一个管道信息模型。这将为管道的可行性研究、勘察设计、施工和运营管理等提供一个高效的管理决策支持系统。

2信息化技术天然气集输及处理对自控系统的要求:

(1)能实时有效地对生产过程实施全面监控,保证气井、集气站和天然气处理厂各装置间协调、平稳运行,避免事故的发生和扩大,提高整个生产过程的安全可靠性。

(2)通过对生产数据的分析和处理,优化生产工艺参数,为生产管理、科学决策提供依据。

(3)降低对能源及生产用料的消耗,有效地节约资源。

(4)有利于实施新的运行管理机制,减少生产操作人员,降低运行成本,提高经济效益。

3天然气集输数字化系统

系统数字化工程包含了工程勘察设计系统、工程建设项目管理系统、工程运营管理系统三个组成部分。包括二维G1S系统、三维虚拟现实系统、生产实时显示系统、动态流程系统等,其核心是电子信息数据库。

(1)天然气集输数字化系统框架平台的构建。使数字系统的制作深度能够满足管理、运行、维护等方面的要求,达到实用可靠、操作方便、结构清晰.

(2)天然气集输数字化系统技术支撑体系的评选。筛选合理、可行的应用软件,采纳适用、经济、方便的软件。

(3)三维虚拟现实技术的运用.所建立的数字模型,达到漫游形象遇真;触摸物体的查询、测试、量取等功能齐全,操作方便。

(4)完善数据库选型方法。数据资源结构繁简合理,资料完整配套,数据齐全准确,数据的范围全面,类别层次分明清晰,格式统一。

4信息化技术在油气集输中的应用

目前已成功实现了单井井口数据、各生产过程中数据的实时监控、存储、传输等功能,为气田天然气生产管网数字化管理技术开发奠定了强有力的数据依据,具备了管线“分散管理、集中监控”的基础。

4.1井口装置安全保护系统

在采气井场设置井口安全控制系统,该系统由井场RTU和紧急切断阀组成。紧急切断阀一般采用液压自力式紧急切断阀,具备高低压自动切断功能,并具有就地远程控制功能,可通过RTU执行集气站和天然气处理站发出的关井命令,对井口紧急切断阀进行遥控关闭。

4.2凝析气田井口压力控制

目前油田发现的天然气气田绝大多数为凝析气田,气田布站方式和工艺集输方案一般采用井口加热节流、集气处理站的一级布站方式;井口、集气站(集中加热)、天然气处理站的二级布站方式。高压天然气出井口后首先加热,然后经调压,将压力降低后输至集气站和天然气站,每级调压一般采用手动针形节流阀完成。

4.3天然气的计量

由于井口来气压力一般在7-10MPa,单井计量要求计量仪表不仅能满足高压力工况,而且计量仪表要有较宽的量程比,以适应不同产量的单井。为此,单井计量仪表一般采用高压涡街流量计或孔板流量计,将差压、压力和温度信号引入计算机,按标准进行在线全补偿计算,提高天然气瞬时流量和累积流量的计量精度。采用孔板流量计时,量程比应满足3:1。由于天然气组分的变化会造成天然气介质密度变化和超压缩系数的变化,从而影响计量的准确度,因此,在条件允许的情况下,可设置在线色谱分析仪在线测量天然气组分。

4.4天然气处理站的自动控制

天然气处理站工艺一般包括天然气高压分离部分、低温分离部分和凝析油或重烃的稳定处理等部分。对于凝析油气田,如何将天然气中的液烃在低温操作条件下进行分离、并在凝析油稳定过程中保证凝析油组分的稳定是考核一套天然气处理装置处理效果的重要指标。因此,对低温分离过程和凝析油稳定过程的相关压力、温度、液位等参数控制就显得尤为重要。

4.5天然气处理站的安全保护控制

对于大型气田,由于井、集气站、处理厂较为分散,且装置关联设备较多,一旦出现危害安全生产的危险事故,一般在很短时间就会产生极大的危害,因此,有必要设置气田安全控制系统。紧急停车控制过程包括自动停车和手动停车两部分,具体过程可以根据气田工艺处理装置的特点灵活确定,以保证装置安全和最大限度地减少对人员的伤害、对财产的损失以及对环境造成的危害为原则。

5结束语

通过数字化管道的建设,提高油气集输信息化的运行管理水平、安全生产水平,提高油气集输生产效率,更进一步地为管理运营提供决策支持和服务;减少在技术创新、技术改造过程中对环境的破坏、人员健康的危害及事故安全隐患,建设绿色工程,造福社会。实现油气集输工程数字化、信息化是我国油田工程建设可持续发展的必由之路。数字工程的实施过程,也必将推动油气工业的科研、生产、管理、效益、环境等方面的可持续发展。

参考文献

[1] 胥小龙.油气集输数字化管理系统建设与应用[J].江汉石油职工大学学报.2021(02).40-42

[2] 张新翼.油田油气集输管道信息化管理的必要性分析[J].化工管理.2019(18).213-214