普光氣田集氣站壓力參數控制技術

王紅賓++高強

摘 要 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，被業界普遍認為是世界性難題，在集氣站設備管理中出現硫沉積、水合物堵塞、人員操作等多種因素引起壓力參數的變化，引起設備超壓及關斷發生，壓力作為氣井管理的重要參數，在集氣站設備管理中顯得尤為重要，研究氣井管理中壓力參數控制方法，為操作人員在高含硫氣田集氣站壓力參數控制提供技術指導。

關鍵詞 集氣站；天然氣；節流；壓力；控制

中圖分類號TE6 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2015）145-0084-01

集氣站采用“SCADA+ESD”對生產系統進行過壓關斷保護，SCADA系統主要負責地面集輸過程的自動化控制，在中控室和站控室對集氣站進行自動化控制。ESD（緊急切斷系統）是一種安全保護系統，當生產裝置出現緊急情況時，直接由ESD發出保護連鎖信號，對現場設備進行安全保護。

1 氣井開井壓力控制技術

氣井管理中，集氣站通過節流閥進行氣量的調節及壓力參數的控制。

1.1 氣井壓力變化規律

天然氣從“氣層→射孔孔眼→井筒→油管→采氣樹→一級節流→二級節流→分酸分離器→加熱爐→三級節流→加熱爐→計量分離器（生產匯管）→外輸”共經過三級節流控制，形成四個不同的壓力系統，壓力逐漸降低、體積流量逐漸增大。當設備管線發生堵塞時，下游管線壓力下降，流量下降，堵塞上游管線壓力上升，超過該壓力系統工作壓力，引發設備管線超壓運行或關斷發生。

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檢查確認→自控儀表系統檢查確認→其它輔助系統檢查確認→安全控保系統檢查確認→開井操作→開井后檢查等。

1.3 加熱爐的提前投運

天然氣中含有地層水和凝析水，節流調產降壓時，發生J-T效應，氣體膨脹降溫，節流閥下游易形成水合物堵塞管線，為防止水合物生成，加熱前應減少壓降。開井前投運加熱爐，加熱爐溫度達到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，流速快，為防止管線設備憋壓、關斷發生，氣井開井操作時，應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閥門和井口一級節流閥。

1.5 系統壓力的調節

氣井開井前進行節流閥閥位設定，采用放大三級節流閥開度，控制二級節流閥開度，調節一級節流閥開度方式調壓。三級節流閥的開度要大于二級節流閥的開度，再緩慢開啟一級節流閥，調節二、三級節流閥快速要快，防止一級節流閥開啟速度過快、二、三級節流閥調節時間過久，造成各系統管線超壓運行觸發邏輯關斷、自動泄壓。氣井開井達到不憋壓，不凍堵，氣井氣量控制在要求范圍內，同時氣井生產參數遠離報警值，生產平穩運行，即達到開井要求。

2 氣井生產運行壓力控制技術

氣井在生產運行中，根據生產及工藝要求進行氣量及壓力參數的調節。

2.1 提氣量壓力控制

通過增大各級節流閥的開度進行氣井提氣量操作。采取從外輸到井口順序依次增大各級節流閥開度，一級節流閥增大開度操作應緩慢，當氣量達到要求時，調節各壓力系統節流閥開度，直到壓力在控制范圍內。

提氣量操作時，會打破生產氣量與氣井壓力建立的平衡關系，在調產結束后，一級節流閥前的壓力在一段時間內還會緩慢下降，造成氣量的緩慢下降，所提氣量應略大于要求氣量，各壓力系統能快速達到要求。

2.2 壓氣量壓力控制

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

壓氣量操作時，會打破生產氣量與氣井壓力建立的平衡關系，在調產結束后，一級節流閥前的壓力在一段時間內還會緩慢上升，造成氣量的緩慢上升，所壓氣量應略大于通知氣量，各壓力系統能快速達到要求。

2.3 輪換式計量壓力控制

多井集氣站采用輪換計量方式。高含硫天然氣經過三級節流調壓，通過切換閥進入計量匯管或生產匯管，在流程切換中，為防止管線的憋壓，確認切換流程倒通，無堵塞，再關閉停運流程。應先打開切換流程，后關閉停運流程。打開切換流程后，要觀察計量分離器壓差的變化。若投運計量操作，計量分離器差壓會慢慢升高，有氣量顯示；若停運計量操作，計量分離器差壓會逐漸降低，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

氣井生產過程中，天然氣通過節流閥調壓調產，發生J-T效應，氣體膨脹降溫，節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行防止水合物堵塞。

生產中對易形成水合物堵塞的設備管線，采用減小生產壓差來減少溫度降低的方式來防止水合物生成。對已經形成水合物堵塞，采用堵塞部位兩端放空降壓的方式解堵，放空后1～2小時，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生在溫降較大的管道、氣流停滯區、儀器儀表連接通道等。硫沉積造成氣井產氣量緩慢下降，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、三級節流閥硫沉積堵塞導致節流閥無法遠程操作，BDV及放空閥不能及時打開，連接通道被堵塞取壓不準確，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解堵法、增加壓差解堵法、加熱解堵法、清洗解堵法等方法進行處理，解除硫堵塞對氣井壓力控制的影響。

3 氣井關井壓力控制技術

氣井通過關閉采氣樹生產閥門實現關井操作。操作時先關一級節流閥，后關采氣樹油管生產閘閥，該井其它流程閥門保持原狀態不變。

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

4 結論

高含硫氣田集氣站設備管線壓力受多種因素制約，本文針對集氣站氣井開井、氣井生產運行及氣井關井等多種狀態下，對壓力變化規律及控制方法進行論述，為操作人員在高含硫氣田集氣站壓力參數控制提供技術

指導。

參考文獻

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

[2] 楊發平. 高含硫氣田采氣工[M].北京，中國石化出版社，2013.