呼图壁储气库注采系统工艺运行优化研究

摘要

随着中国天然气市场和管网系统的高速发展，对于供气的安全性和可靠性要求日益增强，地下储气库基于其在平衡天然气管网压力和输气量、调节区域平衡供气方面的功能成为了天然气管网的重要组成部分。 本文调研分析了呼图壁储气库地面采、注气系统，并对投产至今的注采运行数据进行了分析，梳理了储气库运行的特点及存在的问题。建立了储气库注、采工艺运行预测模型，通过和现场运行数据的对比分析，采气系统预测误差在10%以内，注气系统预测误差在5%以内。验证了模型的正确性。 对于储气库采气过程中节流降温及水合物控制问题，本文在对呼图壁储气库采气系统运行分析的基础上，借助仿真模拟，对水合物形成进行预测，完成水合物控制的优化方案。根据水合物模型，结合现场实际生产情况，从经济安全的角度出发，得到最佳注醇方案为16-20%MEOH。并对比注入抑制剂法与加热法的运行投资成本，选取最经济的水合物抑制方案，降能降耗，为储气库的优化运行提供指导和手段。 同时对乙二醇再生工艺流程进行模拟研究，分析了的工艺参数对装置能耗的影响。结合现场实际情况管线温度、压力参数进行经济性比较，给出了乙二醇做防冻剂优化方案。同时进行了稳定塔参数的敏感性分析，优化了稳定塔参数。 根据注气工艺运行数据，结合注气系统注气井开井和注气压缩机开机，提出了两种优化方案。这两种方案分别是基于现有管网的运行优化和分级注气优化，对注气过程进行了调整，得到新的注气方案，降低了注气过程的能耗损失（压缩机能耗、节流能耗）。两种方案分别降低平均能耗11.11%、13.25%。为储气库系统的节能运行提供技术支持。 完成了注气采气评价体系的建立，提出了能够反应注采气系统运行参数指标，包括注气系统运行效率和单位压力注气能耗，采气系统能耗，使得评价体系能够更加直观的反馈注采运行周期内各部分能耗的情况，同时结合评价体系对储气库投产至今的注采周期运行能耗进行了总体分析和评价，为储气库的优化运行提供指导。为能耗优化奠定基础。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 论文研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容

第二章 呼图壁储气库注采系统工艺及运行情况分析

2.1 呼图壁储气库概述

2.2 储气库采气系统工艺简介

（1）采气工艺总体流程

（3）集配站工艺

（4）集注站工艺

2.3 储气库注气工艺简介

（1）注气总体工艺

（2）集注站工艺流程

（3）集配站及井口工艺

2.4 储气库运行存在问题分析

2.4.1 储气库整体运行情况

2.4.2 储气库运行中存在的问题

2.5 小结

第三章 注采系统工艺仿真模型建立

3.1 采气系统仿真模型研究

3.1.1 采气系统仿真模型建立

3.1.2 采气系统模型的验证

3.2 注气系统模型建立

3.2.1 注气系统模型的建立

3.2.3 注气系统模型的验证

3.3 小结

第四章 采气系统运行方案优化研究

4.1 采气工艺系统整体敏感性分析

4.1.1 井口参数变化研究

4.1.2 采气系统压降温降分析

4.1.3 井口参数对工艺系统影响的敏感性分析

4.2 采气系统水合物防治工艺及运行参数

4.2.1 注醇理论分析

4.2.2采气系统水合物防治工艺及运行参数

4.3 集配站水合物防治方案的优化分析

4.3.1 集配站注甲醇水合物防治方案

4.3.2 加热法水合物防治方案

4.3.3 注甲醇方案和加热炉方案的经济性对比

4.3.4集配站注乙二醇方案

4.3.5井口集中采气方案

4.4 集注站乙二醇循环系统优化分析

4.4.1乙二醇系统敏感性分析

4.4.2集注站乙二醇循环系统注醇方案

4.4.3 乙二醇再生系统优化分析

4.5 稳定塔参数分析及优化

4.5.1 稳定塔敏感性分析

4.5.2稳定塔参数分析及优化

4.6 采气系统优化应用

4.5 小结

第五章 注气系统优化方案研究

5.1 优化理论

5.2 基于现有注气管网的优化方案

5.3 基于分级注气的优化方案

5.4 优化方案的比较和适应性分析

5.5 注气系统的优化应用

5.5 小结

第六章 注采工艺系统能耗评价方法研究

6.1 能效评价方法研究

6.1.1 能效评价体系建立原则

6.1.2能效评价方法理论研究

6.2 储气库注采工艺系统能耗评价体系的建立

（1）储气库注采系统指标的确定

（2）储气库注采系统能耗评价体系的建立

6.3 呼图壁储气库注采工艺系统能耗分析

6.3.1 储气库生产情况

6.3.2 注气工艺系统的能耗分析

6.3.3 采气系统的能耗分析

6.3.4 公服系统的能耗分析

6.3.5储气库总能耗分析

6.4 小结

结论与建议

参考文献

攻读硕士学位期间取得的学术成果

致谢