煤層氣集輸問題與對策

1、煤層氣集輸問題與對策煤層氣集輸問題與對策阿山摘要摘要：煤層氣屬非常規(guī)天然氣，煤層氣的集輸不同于常規(guī)天然氣，從管材的選型到管網(wǎng)布置，從井場采氣到氣站集氣輸送，水分和煤粉是影響輸送的主要不利因素，對管路氣體中固相及液相雜質(zhì)的分離是提高輸送效率的主要途徑。主題詞：主題詞：煤層氣管網(wǎng)管材井場工藝集輸站工藝管道積液概述：概述：煤層氣俗名“瓦斯”，它是一種混合氣體，它的主要成分是甲烷，占瓦斯體積的90%左右（沁水盆地煤層氣甲烷含量達97%以上），此

2、外瓦斯中還含有少量的二氧化碳、氮氣、乙烷及微量的其他氣體。常規(guī)天然氣主要以游離氣存在于砂巖為主要儲集層的孔隙或裂隙中，而煤層氣主要90%以上是以吸附狀態(tài)附著于煤基質(zhì)顆粒表面上，只有少量的煤層氣以游離態(tài)儲存在煤巖的割理、裂隙和孔隙中，或者溶解在煤層的水中。采出的煤層氣中，一般含有飽和的水蒸氣和雜質(zhì)，水汽和雜質(zhì)是煤層氣中有害無益的組分，對輸送產(chǎn)生較大的影響，嚴重時會堵塞管道和閥門而影響供氣，現(xiàn)場常采用加熱、節(jié)流、分離、脫水等工藝對煤層氣進行

3、處理，以保證安全平穩(wěn)地輸送合格的煤層氣，因而對集輸系統(tǒng)的探討研究具有十分重要的意義。一、管網(wǎng)布置一、管網(wǎng)布置集輸管線分為采氣管線和集氣管線，集氣管線又分為集氣支線和集氣干線。采氣管線是氣井到集氣站的管線，一般直徑較?。ㄒ话銥?3~114mm沁水盆地也有使用108及159管線），集氣支線是集氣站到集氣站或集氣站到集氣干線的管線，一般直徑較大（159~325mm），集氣干線是將各集氣站或集氣支線的來氣集中輸送到集配氣總站或加氣站的管線，一般

4、直徑很大（一般為219~457mm，，沁水盆地也有508、559管線），集輸管網(wǎng)流程如下：目前煤層氣的集氣管網(wǎng)一般有枝狀管網(wǎng)、環(huán)狀管網(wǎng)和放射狀管網(wǎng)三種類型。實際的集氣管網(wǎng)常常是兩種或三種的組合。圖2集氣管網(wǎng)的形式取決于井位和產(chǎn)氣量和井口壓力。二、集輸管材的選取二、集輸管材的選取目前集輸管網(wǎng)常用的管材有金屬管道和PE管道（聚乙烯管）。其中PE管材（承壓小于0.7MPa）在城鎮(zhèn)燃氣及煤層氣單井管路已經(jīng)使用，PE管由于其成本較低，與金屬管道相

5、比其內(nèi)壁平滑，降低了摩擦阻力，與相同直徑的鋼管相比可輸送更多的氣量，節(jié)省了動力消耗；另外它是絕緣體抗腐蝕能力強，又是熱的不良導體，因而在單井管路有較大的應(yīng)用空間。井場集氣站集輸總站中心處理站級別為二級和一級，增壓后直接輸送至中心站或總站。井場的排水計量目前有兩種方式：1、儀表計量（由于水中含有固相雜質(zhì)和氣體，精度與準確性較低）如渦輪流量計和水表等。2、容器計量如計量罐、計量桶等。井場采出水的處理：1、蒸發(fā)池處理法，利用井場污水收集池靠自

6、然蒸發(fā)，占地面積大在冬季作用較小。2、地面排方法，把收集的污水進行處理達到環(huán)保標準后排放地面。3、深井注入法，打井費用高，單處理能力大。在沁水盆地目前使用第一種較多。排采井場的氣體計量目前使用渦輪渦街流量計較多。壓力表的選型因為流程有壓變的存在所以沒必要選用精密壓力表。五、集氣站工藝五、集氣站工藝集氣站主要作用是對外輸送，對于管道氣體壓力不能滿足輸送要求的增壓后才能輸送，能夠滿足要求的可對各井來氣匯集后對外輸送，但不管是增壓或是不增壓對

7、外輸送前是必須要脫水的，因為從氣體的成分看煤層氣中含有飽和的水汽、二氧化碳和氧氣等其它組分，沒有分離措施易對鋼質(zhì)管道造成腐蝕且雜質(zhì)和凝析水容易氣塞造成輸送氣體壓力損失增大。圖4圖4是沁水盆地某些企業(yè)采用的工藝流程，圖中黑色的緩沖罐多數(shù)企業(yè)是沒有的，從使用效果看，前面的分離器已能滿足企業(yè)要求，而壓縮機后面多數(shù)缺少油水分離裝置，對下游的輸送將會產(chǎn)生一定的影響，有的企業(yè)發(fā)球筒的安裝還和輸氣干線呈90也是不便于合理通球的。對于集氣站的現(xiàn)場排水情

8、況，冬季排水量較大，夏季很小或沒有，其中0.05MPa進氣壓力下匯管、分離器、緩沖罐三個排水量同時比較，匯管分離器緩沖罐，進氣壓力超過0.12MPa以上，分離器的排水量大于匯管和緩沖罐。圖5集氣站的來氣進入中心站經(jīng)過脫水后進行銷售，可以和天然氣混輸混用，但煤層氣的脫水后指標要達到如下標準：項目項目一類天然氣一類天然氣(民用民用)二類天然氣二類天然氣(民用民用)三類天然氣三類天然氣(工業(yè)原料或燃料工業(yè)原料或燃料)高位發(fā)熱量(MJm3)31