近日，随着最后一座中心井场进气，由CPECC华北分公司承担设计的国家能源局首批煤层气勘探开发示范项目——中石油煤层气公司临汾大吉煤层气田吉深6-7区块产能建设项目地面工程全面投入运营。项目设计产能10亿立方米/年，是国内首个实现工业化开发的油气当量100万吨深层煤层气产能项目。
我国煤层气地质资源总量达71.5万亿立方米，深层煤层气作为资源量巨大的清洁能源，其规模化开发具有超越单一气源的战略价值。这一项目的全面投产，让原本难动用的深层资源变成了可开发、可稳产、可增效的优质能源，推动深层煤层气领域实现规模开发的历史性跨越。
≡ 勇闯“无人区”，打通地面工程“大动脉”
深层煤层气田的开发在国内外均属首次，无成功案例可循，无成熟经验可鉴，无现成标准可依，摆在工程技术人员面前的是一道道谜底未知的难题。
生产参数规律不清，对地面工程适应性提出极大挑战；采出井流物物性不明，对地面工艺的路径选择带来很大困难；重度缺水山地条件下的大规模压裂供水及水资源平衡利用亟须创新突破；地质、开发和工程协同推进，要求地面工程必须具备快速响应能力，并建立高效协调机制。
面对远超常规设计的严苛考验，项目团队与甲方紧密协同，系统总结深层煤层气开发特征，与地下协同，构建了因地制宜、各具特色的供水、供电、通信、集输整套地面系统，为深层煤层气规模化开发打通地面工程“大动脉”。
≡ 工艺提质，打造山地深煤开发样板
在设计过程中，项目团队对先导项目已投产井数据、10亿立方米产能早期投产井数据开展动态跟踪，对采出物组分、采出规律进行全面的梳理和总结，对深煤的产出物组分、产出规律进行了系统研究，在地面工程与采气工艺的适配、标准化/橇装化建站、山区复杂地形下气液输送流动保障、集输压力级制确定、集输管网结构等方面开展了针对性攻关。最终形成了“井场分离、气水分输、中低压集气、两级布站、集中增压、处理外输”的技术路线，取得多项技术成果，先后完成30余座井场、4座中心井场设计，成为非常规天然气开发的示范样板。
“多源多向互联互通”的集输管网结构设计，保障了达产率180%情况下天然气集输管网的安全平稳运行。独有的中低压分级集输压力级制，使天然气输送能耗节省25%以上。地上地下协同、多场景切换的井场工艺，满足自喷阶段、抽采阶段的全生命周期开发需求，将采气工艺切换时间缩短至1—2天。橇装化设计、模块化组装的建设模式，极大降低了现场建设难度，大幅提升了建设效率。
≡ 供水先行，破解黄土高原用水难题
深层煤层气规模开发，供水保障是前提。项目地处黄土高原，沟壑纵横、地势起伏大，可利用水资源禀赋不足。深层煤层气开发呈现多点分散用水、瞬时用水强度大、用水点动态调整、用水工况不连续等突出特点。稳定供水、低成本供水的需求迫切。
项目团队充分借鉴江河取水、城镇供水、长距离输水等工程实践经验，结合当地实际条件，创新提出“简易建设、骨架先行、双向输送、采出水-清水协同共建”的压裂供水技术路线，构建了“供-输-储-用”一体的清水与采出水输送系统。项目共建成2座取水泵站、4座供水增压泵站、2座配水站，供水保障能力达3万立方米/天，采出水输送能力9000立方米/天，建成了容积6.5万立方米的区域内最大储水站。这一整套供水系统，让投资降低10%，施工周期缩短30天左右，为深层煤层气的大规模压裂开发提供了坚实的水源保障。
≡ 标准建站，跑出电力建设加速度
项目地处山区，地方配套基础设施薄弱，整套供电系统需要从零开始建设。项目团队承担了4座35kV变电站以及35kV线路与10kV线路的设计任务。项目团队贯彻“六化”建设理念，采用工厂化预制、橇装化建站模式，将一座35kV变电站拆分为8个橇装模块，在现场完成组装，高效适配山区工地建设条件，大幅压缩了现场建设周期。
设计人员通过反复踏勘、多方案比较，对电力线路杆塔位置、型号逐一校核，高效完成200公里电力线路设计。一座座标准化的35kV橇装变电站，如能源驿站般矗立在黄土山间，为气田开发注入了源源不断的动力。
≡ 环网通信，筑牢智能气田数据底座
项目团队锚定“无人值守、自动控制、智能运营”建设目标，通信链路创新采用环网设计，可实现毫秒级自动保护倒换，发生故障时快速切换传输路径，具备可靠性高、带宽利用率高、拓扑简洁、节约光缆资源等突出优势。环网通信以可靠的链路承载海量数据，让智能算法实时感知工况，夯实了气田安全、高效、智慧运营的底座，为智能气田从“有人值守”迈向“系统自治”提供基础支撑。同时，通信线缆与井场10kV配电线路同杆架设，有效降低了建设成本，后期运维检修更加便捷。
作为最早介入深层煤层气领域的工程建设企业，华北分公司已完成超过40亿立方米/年产能项目的咨询与设计，形成专利、技术标准等成果近10项，项目运行期间收到业主多封表扬信。未来，公司将继续围绕高效集输、提质净化、节能低碳、智能气田、采出水资源化利用等方面开展技术攻关，持续完善成套工艺技术体系，加快科研成果工程示范与产业化推广，助力深层煤层气经济高效开发，为国家构建新型能源体系贡献更大力量。
来源：中油工程建设
