页岩气开发地面工程的特点

1.生产工作条件比较苛刻

（1）工作介质中含有腐蚀性物质和有毒物质

页岩气是地层中自然形成的矿产品中的一种，在未经净化处理前常含有某些不利于地面集输及处理生产安全的有害物质，使地面集输及处理生产面临生产设施和人身安全的风险。

（2）地面集输及处理过程中的页岩气通常处于被水饱和的湿状态，为腐蚀作用的发生和天然气水合物的生成提供了条件

页岩气在井底处于温度和压力都很高的状态，温度高使页岩气在井底时的饱和含水量大。采出气到井口的过程中页岩气的强度大幅度下降到接近常温的程度，压力也有一定程度的降低。但温度下降带来的饱和含水能力下降幅度远大于压力降低带来的含水能力上升幅度，降温降压的综合效果是页岩气在采出过程中有凝结水析出并由高速流动的气流带出地面。随后的气－水分离在平衡状态下进行，除去液相水但不能改变页岩气所处的被水饱和的湿状态，除非在站场对页岩气进行了干燥处理。液相水的存在为腐蚀作用的发生提供了条件。页岩气在降低温度的过程中，还会在0℃以上与水形成冰雪状的水合物，阻塞气体流动通道，影响地面集输生产的连续进行。

（3）页岩气易燃、易爆

页岩气是可燃气体混合物，地面集输及处理生产中的泄漏和事故时的自然泄放易于引发燃烧事故。当外界的空气进入管道和设备内部或外泄的页岩气在密闭的工作空间内与空气形成符合一定比例的均匀混合物时，还可能遇火发生着火爆炸事故。

（4）工作压力高

由于页岩气的密度远低于原油，气井的井口压力比油井的井口压力高得多，一般为数十兆帕，也有可能高达100 MPa以上。为了在地面集输和以后的商品天然气输送中充分利用页岩气在井口处已自然具有的压力能，减少地面集输及处理生产设施的尺寸并降低地面集输及处理生产设施的占地面积和金属耗量，一般都使页岩气在地面集输及处理过程中的工作压力维持在比较高的水平。高的工作压力也使发生内压爆破事故的可能性和事故的危害作用加大。

2.生产的分散性强、工程建设和生产运行管理涉及的地域范围大，不同生产设施之间在工作状态、工作参数上紧密相关(www.xing528.com)

（1）地面集输管网覆盖整个产气区域，各种地面集输站场在管网的有关节点上分散设置

气井分散，地面集输管网须覆盖所有的产气井。为使页岩气采集过程能以不间断的方式连续进行，必须在采集的过程中以相对集中的方式及时对页岩气进行必要的站场预处理，在管网的某些节点处分散设置地面集输站。这会给地面集输及处理工程的建设和生产运行管理都带来一些困难，建设施工需要在大面积范围内以野外施工为主的方式进行，而且需要使管道通过某些自然和人为障碍区；露天埋地敷设的管道易于因自然环境条件变化或意外的人力作用受到损坏；管道发生爆破事故时还可能使邻近的居民受到人身伤害和蒙受财产损失。

（2）不同生产过程之间紧密相关和相互影响，要求生产过程各部分协调一致

页岩气地面集输及处理工作的对象是同一页岩气物流。虽然井组或井场有所不同，但所有的地面集输及处理工作都是在页岩气通过相互连通的地面集输管网做连续流动的过程中完成的。在接受最终的净化处理前，相邻生产过程之间互为条件，在工作参数、运行状态、生产安全等方面彼此关联和相互影响，前一过程能正常顺利进行和达到预期要求是实现后一生产过程的必要条件。因此，生产设施自身在使用功能上的完善和配套程度，不同生产设施之间在生产运行中的协调一致性对整个生产过程的监视和自动控制水平，都有比较高的要求。

3.事故的危害作用大、影响范围广

（1）危害作用大

管道、设备发生内压爆破时处在受压状态的页岩气和其他气体一样在瞬间释放出它所有的压力能。由于地面集输中的页岩气压力高、气量大，爆破会对周围环境形成很强的冲击破坏作用。爆破中外泄的页岩气还有遇火发生燃烧、着火爆炸等后续事故的危险，由于页岩气的热值比较高，燃烧事故发生时的高温辐射作用比较强，着火爆炸时的压力也比较高。

（2）事故危害作用的影响范围广

管道、设备发生爆破事故时大量自然外泄的页岩气以及其中含有的有毒物质随空气流动向周围的地区扩散，使事故危害作用区的地域范围扩大。各类破坏性事故使生产设施受到损坏，生产操作人员受到人身伤害，还可能危及邻近区域居民的公共安全和影响到对自然环境的保护。天然气进入空气后，其中的甲烷比空气轻，易于上升到大气的外层空间影响到对臭氧层的保护，近地空气层中的页岩气也会对环境质量产生一定程度的不良影响。