普光氣田集氣站壓力參數(shù)控制技術(shù)

王紅賓，高 強(qiáng)

中原油田普光分公司采氣廠，四川達(dá)州 636155

普光氣田集氣站壓力參數(shù)控制技術(shù)

王紅賓，高 強(qiáng)

中原油田普光分公司采氣廠，四川達(dá)州 636155

普光氣田硫化氫平均含量約15%、二氧化碳平均含量約8%，這種特高含硫化氫氣藏的開發(fā)，被業(yè)界普遍認(rèn)為是世界性難題，在集氣站設(shè)備管理中出現(xiàn)硫沉積、水合物堵塞、人員操作等多種因素引起壓力參數(shù)的變化，引起設(shè)備超壓及關(guān)斷發(fā)生，壓力作為氣井管理的重要參數(shù)，在集氣站設(shè)備管理中顯得尤為重要，研究氣井管理中壓力參數(shù)控制方法，為操作人員在高含硫氣田集氣站壓力參數(shù)控制提供技術(shù)指導(dǎo)。

集氣站；天然氣；節(jié)流；壓力；控制

集氣站采用“SCADA+ESD”對生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行過壓關(guān)斷保護(hù)，SCADA系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)地面集輸過程的自動(dòng)化控制，在中控室和站控室對集氣站進(jìn)行自動(dòng)化控制。ESD（緊急切斷系統(tǒng)）是一種安全保護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)生產(chǎn)裝置出現(xiàn)緊急情況時(shí)，直接由ESD發(fā)出保護(hù)連鎖信號，對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行安全保護(hù)。

1 氣井開井壓力控制技術(shù)

氣井管理中，集氣站通過節(jié)流閥進(jìn)行氣量的調(diào)節(jié)及壓力參數(shù)的控制。

1.1 氣井壓力變化規(guī)律

天然氣從“氣層→射孔孔眼→井筒→油管→采氣樹→一級節(jié)流→二級節(jié)流→分酸分離器→加熱爐→三級節(jié)流→加熱爐→計(jì)量分離器（生產(chǎn)匯管）→外輸”共經(jīng)過三級節(jié)流控制，形成四個(gè)不同的壓力系統(tǒng)，壓力逐漸降低、體積流量逐漸增大。當(dāng)設(shè)備管線發(fā)生堵塞時(shí)，下游管線壓力下降，流量下降，堵塞上游管線壓力上升，超過該壓力系統(tǒng)工作壓力，引發(fā)設(shè)備管線超壓運(yùn)行或關(guān)斷發(fā)生。

1.2 氣井開井操作程序

氣井開井操作程序主要有工藝流程系統(tǒng)檢查確認(rèn)→自控儀表系統(tǒng)檢查確認(rèn)→其它輔助系統(tǒng)檢查確認(rèn)→安全控保系統(tǒng)檢查確認(rèn)→開井操作→開井后檢查等。

1.3 加熱爐的提前投運(yùn)

天然氣中含有地層水和凝析水，節(jié)流調(diào)產(chǎn)降壓時(shí)，發(fā)生J-T效應(yīng)，氣體膨脹降溫，節(jié)流閥下游易形成水合物堵塞管線，為防止水合物生成，加熱前應(yīng)減少壓降。開井前投運(yùn)加熱爐，加熱爐溫度達(dá)到60℃～65℃后，再開井。

1.4 工藝流程的操作

氣井開井后高含硫化氫天然氣從井口向外輸流動(dòng)，流速快，為防止管線設(shè)備憋壓、關(guān)斷發(fā)生，氣井開井操作時(shí)，應(yīng)打開高含硫化氫天然氣氣流通道所有閥門，再開井口采氣樹油管生產(chǎn)閥門和井口一級節(jié)流閥。

1.5 系統(tǒng)壓力的調(diào)節(jié)

氣井開井前進(jìn)行節(jié)流閥閥位設(shè)定，采用放大三級節(jié)流閥開度，控制二級節(jié)流閥開度，調(diào)節(jié)一級節(jié)流閥開度方式調(diào)壓。三級節(jié)流閥的開度要大于二級節(jié)流閥的開度，再緩慢開啟一級節(jié)流閥，調(diào)節(jié)二、三級節(jié)流閥快速要快，防止一級節(jié)流閥開啟速度過快、二、三級節(jié)流閥調(diào)節(jié)時(shí)間過久，造成各系統(tǒng)管線超壓運(yùn)行觸發(fā)邏輯關(guān)斷、自動(dòng)泄壓。氣井開井達(dá)到不憋壓，不凍堵，氣井氣量控制在要求范圍內(nèi)，同時(shí)氣井生產(chǎn)參數(shù)遠(yuǎn)離報(bào)警值，生產(chǎn)平穩(wěn)運(yùn)行，即達(dá)到開井要求。

2 氣井生產(chǎn)運(yùn)行壓力控制技術(shù)

氣井在生產(chǎn)運(yùn)行中，根據(jù)生產(chǎn)及工藝要求進(jìn)行氣量及壓力參數(shù)的調(diào)節(jié)。

2.1 提氣量壓力控制

通過增大各級節(jié)流閥的開度進(jìn)行氣井提氣量操作。采取從外輸?shù)骄陧樞蛞来卧龃蟾骷壒?jié)流閥開度，一級節(jié)流閥增大開度操作應(yīng)緩慢，當(dāng)氣量達(dá)到要求時(shí)，調(diào)節(jié)各壓力系統(tǒng)節(jié)流閥開度，直到壓力在控制范圍內(nèi)。

提氣量操作時(shí)，會(huì)打破生產(chǎn)氣量與氣井壓力建立的平衡關(guān)系，在調(diào)產(chǎn)結(jié)束后，一級節(jié)流閥前的壓力在一段時(shí)間內(nèi)還會(huì)緩慢下降，造成氣量的緩慢下降，所提氣量應(yīng)略大于要求氣量，各壓力系統(tǒng)能快速達(dá)到要求。

2.2 壓氣量壓力控制

通過減小各級節(jié)流閥的開度進(jìn)行氣井壓氣量操作。首先減小一級節(jié)流閥開度，當(dāng)氣量達(dá)到要求時(shí)，再從井口到外輸順序依次減小該流程各級節(jié)流閥開度，直到壓力在控制范圍內(nèi)。

壓氣量操作時(shí)，會(huì)打破生產(chǎn)氣量與氣井壓力建立的平衡關(guān)系，在調(diào)產(chǎn)結(jié)束后，一級節(jié)流閥前的壓力在一段時(shí)間內(nèi)還會(huì)緩慢上升，造成氣量的緩慢上升，所壓氣量應(yīng)略大于通知?dú)饬?，各壓力系統(tǒng)能快速達(dá)到要求。

2.3 輪換式計(jì)量壓力控制

多井集氣站采用輪換計(jì)量方式。高含硫天然氣經(jīng)過三級節(jié)流調(diào)壓，通過切換閥進(jìn)入計(jì)量匯管或生產(chǎn)匯管，在流程切換中，為防止管線的憋壓，確認(rèn)切換流程倒通，無堵塞，再關(guān)閉停運(yùn)流程。應(yīng)先打開切換流程，后關(guān)閉停運(yùn)流程。打開切換流程后，要觀察計(jì)量分離器壓差的變化。若投運(yùn)計(jì)量操作，計(jì)量分離器差壓會(huì)慢慢升高，有氣量顯示；若停運(yùn)計(jì)量操作，計(jì)量分離器差壓會(huì)逐漸降低，有氣量降低。

2.4 集氣站管線堵塞壓力控制

2.4.1 水合物堵塞壓力控制

氣井生產(chǎn)過程中，天然氣通過節(jié)流閥調(diào)壓調(diào)產(chǎn)，發(fā)生J-T效應(yīng)，氣體膨脹降溫，節(jié)流閥下游易形成水合物堵塞管線，可通過提高管線溫度、加防凍液等方式，使生成水合物的溫度降低至氣體工藝溫度之下運(yùn)行防止水合物堵塞。

生產(chǎn)中對易形成水合物堵塞的設(shè)備管線，采用減小生產(chǎn)壓差來減少溫度降低的方式來防止水合物生成。對已經(jīng)形成水合物堵塞，采用堵塞部位兩端放空降壓的方式解堵，放空后1～2小時(shí)，可解除水合物堵塞。

2.4.2 硫沉積堵塞壓力控制

高含硫氣田硫沉積多發(fā)生在溫降較大的管道、氣流停滯區(qū)、儀器儀表連接通道等。硫沉積造成氣井產(chǎn)氣量緩慢下降，堵塞部位前管線壓力隨堵塞緩慢升高，堵塞部位后管線溫度緩慢下降，二、三級節(jié)流閥硫沉積堵塞導(dǎo)致節(jié)流閥無法遠(yuǎn)程操作，BDV及放空閥不能及時(shí)打開，連接通道被堵塞取壓不準(zhǔn)確，容器不能正常排液，儀器儀表示值失真等。

針對硫沉積堵塞可采用活動(dòng)解堵法、增加壓差解堵法、加熱解堵法、清洗解堵法等方法進(jìn)行處理，解除硫堵塞對氣井壓力控制的影響。

3 氣井關(guān)井壓力控制技術(shù)

氣井通過關(guān)閉采氣樹生產(chǎn)閥門實(shí)現(xiàn)關(guān)井操作。操作時(shí)先關(guān)一級節(jié)流閥，后關(guān)采氣樹油管生產(chǎn)閘閥，該井其它流程閥門保持原狀態(tài)不變。

需要關(guān)井維修的流程，待一級節(jié)流閥后壓力與外輸壓力相持平，關(guān)閉外輸閥門，打開井口或外輸放空閥對需要維修設(shè)備流程放空泄壓，管線壓力降到0MPa后，再對設(shè)備流程進(jìn)行燃料氣置換、堿液浸泡、吹掃、氮?dú)庵脫Q等安全措施，檢測硫化氫15mg/l以下，再進(jìn)行維修。維修過程中應(yīng)加密觀察管線內(nèi)壓力變化，若壓力上升，則說明流程存在閥門內(nèi)漏，應(yīng)進(jìn)行查找處理，防止維修過程中高含硫化氫天然氣對人體的傷害。

4 結(jié)論

高含硫氣田集氣站設(shè)備管線壓力受多種因素制約，本文針對集氣站氣井開井、氣井生產(chǎn)運(yùn)行及氣井關(guān)井等多種狀態(tài)下，對壓力變化規(guī)律及控制方法進(jìn)行論述，為操作人員在高含硫氣田集氣站壓力參數(shù)控制提供技術(shù)指導(dǎo)。

[1]何生厚，曹耀峰，等.普光高酸性氣田開發(fā)[M].北京：中國石化出版社，2010.

[2] 楊發(fā)平. 高含硫氣田采氣工[M].北京，中國石化出版社，2013.

TE6

A

1674-6708（2015）145-0084-01

王紅賓，中原油田采氣高級技師，長期從事天然氣生產(chǎn)工作