页岩气集输技术研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

由于常规天然气等气体能源资源的过度开发和开采，我国的气体能源资源被大量消耗，已经无法再满足社会的迅猛发展，新的气体能源的开发就显得十分的重要。近年来，美国页岩气开发取得了很大进展，页岩气开始在美国能源供应中大显身手，还成功使其从天然气进口国变为天然气出口国，这充分表明了页岩气开采的价值所在，而中国的页岩气资源非常丰富，但国内页岩气开发正处于起步阶段，勘探开发以及地面集输技术还不够完善，因此，对页岩气集输技术的研究就显得相当重要了。

为了更好的研究页岩气集输技术，我们首先应该对国内外的研究现状进行分析。目前在页岩气方面技术最发达的国家是美国，在美国德克萨斯州barnett页岩气田，分布了数百口井，mancinif等人在2011年对该页岩气田的地面集输处理技术提出，在每个井场配置除砂器、分离器、分离器阻断装置及凝析液储罐，这属于传统的油气处理方式。气井产物的处理工艺较简单，一般是使用气水两相分离器，在凝析油产量高的情况下可用三相分离器来替代。将采出气和产出水从井口输送至除砂器进行除砂，再进入分离器，分离出的气体进入集气管线，产出水被泵送至中央处理厂，如果存在凝析油，则将其输送至储罐，再定期用槽车外输。在集输管网方面，荷兰北布拉班特省页岩气田正处于开发初期，开发方案为首先在气田打出所有的井，再进行水力压裂，最后进行生产。采取枝状管网集气，管网由65km的集气支线、60km集气干线、2km高压外输管线组成。气体由井口经过集气支线进入集气干线，经一级增压后压力由0.5mpa升至3mpa再统一汇入处理厂，处理后压力由3mpa经二级增压至8mpa，再外输至当地的输气管道。压缩过程为0.5mpa ——3mpa——8mpa，一级压缩时每台压缩机可供4口井同时使用，一级压缩位于井场，二级压缩位于中央处理厂。在污水处理方面，在北美的页岩气田，水处理可分为四类，即初级处理，中级处理，三级处理和液体零排放处理。初级处理主要是去除悬浮物、凝析油、铁离子、高分子聚合物和细菌。中级处理的目的是去除二价阳离子。如钙离子、镁离子、钡离子或者锶离子，来解决压裂液添加剂离子兼容性问题以及减小产出水结垢的可能性。三级处理主要目的是脱盐，无论是考虑添加剂的兼容性还是地面排放的安全性问题，都必须进行脱盐。液体零排放技术使废水最小化，并且将盐水转换为工业用的盐饼或者填埋处理。

在国内，集输流程以四川富顺——永川页岩气田m区块为例，该区块的工艺流程为：井口一级节流——除砂——加热——二级节流——初步分离——计量——集气支线——集气干线——集气站（脱水脱烃）——外输管道——用户。在管网布置方面，2009年，王荧光提出可在页岩气田采用“枝上枝”管网与“多点接入、柔性集输”布站方式。“枝上枝”管网是一种较为特殊的地面集输管网布局形式，属于枝状管网。与枝状管网相比，“枝上枝”管网增加了集气阀组，集气阀组一般位于井场位置比较集中的小区块，接受该小区块的井场来气。采用“多点接入、柔性集输”工艺技术，将集气计量站改为阀组，井口采气管线按就近原则汇集到最近的集气阀组，再用集气管线把阀组连接起来，将页岩气输送至集气站。在污水处理方面，2014年，郭小哲指出水处理技术的发展方向主要体现在以下两方面：a压裂液中添加剂的处理。采用高强度的超声波或过滤器来减少返排液中的杀菌剂或者采用其他化学剂替代杀菌剂。b压裂液的回收再利用。返排水的处理与再利用可以节约水资源，缓解某些地区水资源紧缺的问题，减少排放液对环境的污染。用藻类来处理返排水可以去除98%有害烃类，技术与经济效果非常明显。

2. 研究的基本内容与方案

研究围绕国内外页岩气的集输技术进行展开，基本内容如下：首先通过查阅有关文献了解页岩气的开采特点、页岩气的组成。在论文开头处详细的介绍页岩气这一研究对象，它与普通天然气的开采有什么相同点，又有哪些区别，哪些技术可以借鉴天然气的处理，哪些技术需要摆脱常规天然气的处理方法。然后分为五大版块讨论国内外页岩气集输技术，第一个版块，总体工艺流程的研究，在这部分，主要对比美国Barnett页岩气田地面总体工艺流程和中国部分页岩气田的工艺流程，根据中国的实际情况判断是否可以借鉴美国的工艺流程；第二个版块，页岩气井站集输工艺设计技术的研究，同样以美国和中国的两个不同例子来进行对比研究；第三个版块，页岩气集输管网设计技术，在这部分集中介绍美国枝状管网、放射（辐射）状管网、环状管网以及组合型管网四种布置形式，每种布置形式的特点和示意图，以及这些布置形式的代表地区。同时在这部分会介绍中国的管网设计技术，主要是“枝上枝”管网与“多点接入、柔性集输”的布站方式，还有国内高低压管网分输的三种方案的分析，最后还会小小的总结一下页岩气集输管网规划设计经验；第四个版块，页岩气集输过程中的污水处理，在污水处理方面美国比国内做的要好不少，主要介绍美国的污水处理方法，同时也会简要的提到国内的污水处理方法；第五个版块，页岩气集输技术存在的问题以及一些建议，在这部分会研究目前页岩气集输方面的不足，同时提出一些建议。研究的目标是通过对页岩气的集输技术的研究，希望可以推动国内页岩气的发展，对一些国内页岩气开采团队带来有价值的参考作用。拟采用的技术方案主要是查找现有文献资料，对这些资料取其精华去其糟粕，分国内国外两大块进行对比研究，通过对比寻求国内外页岩气集输技术上的差距和不同，提炼出较佳的集输技术。

3. 研究计划与安排

第1-3周查阅文献资料，并撰写文献综述和开题报告，打印装订。

第4周翻译外文资料，打印装订。

第5周开始进行论文的撰写，完成介绍页岩气的组成，开采特点等部分。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]李波.探究页岩气开发地面配套集输工艺技术[j].石化技术,2015,(第9期）.

[2]张忱，张英,涪陵页岩气地面工程技术研究与应用，中国油气田地面工程技术

交流大会，2013.