塔河油田三高油氣井地面測試流程優化研究

王濤

摘 ? 要：塔河油田三高油氣井具有超深、高溫、地層漏失嚴重、多相流等特征，在進行完井測試作業過程中，地面測試流程主要面臨地層流體溫度高、多相流體分離計量、硫化氫防護、含硫原油轉運等難題。本文圍繞塔河油田地面測試流程相關要求出發，嚴格依照油氣井地面測試流程的選取、安裝、試壓技術標準，對新疆境內的塔河油田地面測試流程配套進行系統的優化研究，以便為油氣井今后的開發和保護提供若干有益的參考。

關鍵詞：塔河油田 ?地面測試流程 ?三相分離 ?緩沖計量 ?密閉流程

中圖分類號：TE35 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）08（a）-0047-02

塔河油田作為目前塔里木盆地中石化重大勘探開發區域，地層上為奧陶系碳酸鹽巖裂縫-洞穴型油藏，平均埋藏深度超6000～7000m，具有超深、超高壓、超高溫的特點，是中國石化在塔里木盆地的重大油氣勘探開發領域。

地面測試過程中，為了解決高溫、高含硫、硫化氫防護、含硫原油的回收處理等難題，對地面測試流程逐一進行配套研究，優選節流控制系統;采用全密閉流程進行生產作業;同時，采用密閉緩沖罐進行二次分離，有效地降低了人員有毒有害氣體中毒的風險。

1 ?測試流程功能需求

塔河油田超深含硫油井高含硫化氫，單井產量高，日產原油150～200m3，日產天然氣10-20×104m3/d，采油樹一翼主通道為測試放噴流程，另一翼為應急壓井放噴排污流程。地面測試流程主體上具有排污放噴、正反壓井、分離計量、自動數據采集、自動點火、快速控制、緊急泄壓等功能。

2 ?測試流程優選

依照新疆維吾爾自治區塔河油田所在地的風向、道路、居民區、油罐區以及電力設施等分布狀況等要素，積極穩妥地設計油氣井地面測試流程。一般情形下，地面流程需要滿足風向改變后持續不間斷地放噴與測試之所需，同時還要滿足回收壓井液、替噴、放噴、測試、分級節流、壓井等需求。井場所提供的設施之擺放還要有助于正常開工乃至應急施工。井場防爆防火的安全要領要合乎SY/T 5225-2005的要求。

2.1 測試管匯

根據塔河油田勘探開發要求，井口裝置為105MPa的采氣井口，主側通徑均為78mm，按照井控實施細則要求，第一級管匯壓力級別選用105MPa管匯，管匯通道通徑采用相同的78mm的油嘴管匯，左右翼分別是固定式節流閥和可調式節流閥，其中固定式節流閥自帶快速可更換油嘴座，避免油嘴套意外刺壞而更換整個固定式節流閥，提高了設備維修的時效。

2.2 地面安全閥及配套ESD控制系統

地面安全閥為液控閘板閥，在緊急情況下泄掉液壓就可以關閉閘板閥，實現地面快速關井。閘板閥的開關由與之相連的執行機構控制，執行機構采用液缸，中間為活塞，上部為油室，下部為一個大彈簧，油室有液壓的時候就會推動活塞克服彈簧的彈力下行，打開閘板閥;一旦失去液壓，在彈簧彈力的作用下活塞上移，關閉閘板閥。

2.3 多傳感器安全釋放閥（MSRV）

由于主測試流程為單管線通道，若發生異常超壓情況，可能由于下游通道堵塞壓力超過額定工作壓力而導致設備及人員傷害，存在安全隱患。因此，通過安裝多傳感器安全釋放閥（MSRV）則可以規避這個問題。

MSRV系統主要有一下幾個優點：高泄壓能力;與下游回壓關系不大;開啟時無半開半關或時開時關現象;可精確設定操作壓力;四個帶多傳感器的感應孔;多點可操作能力;具有完善的ESD控制邏輯，可連接至ESD控制面板進行集中控制。

MSRV根據工作原理，安裝在油嘴管匯與分離器之間，泄壓管線終點設置在泥漿排污池，采用基墩固定牢固。

2.4 三相分離器系統

考慮到塔河油田的油氣含硫化氫的特性，選用三相分離器，帶全套有線數采系統和巴頓記錄儀，分離器控制系統均采用氣動自動控制;根據溫度和壓力進行自行調節回壓和排液時間，合理控制好液面，保障分離效果，分離器整體設計計量能力能夠達到天然氣產量160×104m3/d、油產量1914m3/d，滿足塔河油田平均氣產量在20×104m3/d、油產量200m3/d左右超深高壓油氣井的使用要求。天然氣產量采用丹尼爾孔板流量計實時計量求產，計量精度高，可實現全程數據自動記錄。

2.5 密閉原油流程系統

整套原油密閉流程系統主要包括密閉計量罐、密閉原油輸送系統、尾氣點火管線、罐車液面報警系統等四個方面。

地層產出的原油在經過三相分離器分離后，由于嚴格的環保要求，不使用燃燒器原地進行焚燒，全部原油回收，原油進入密閉計量罐進行每小時精確計量。在完成計量工作后，所有原油采用羅茨泵輸送至原油回收車。在回收過程中，均進行密閉轉運作業，防止硫化氫氣體外泄傷人，在轉運車輛的密閉罐口位置加裝一條單獨的尾氣點火管線，對轉運產生的尾氣連接至放噴口進行集中點火燃燒。

2.6 地面測試流程管線安裝加固

對于常壓油氣井的地面流程、放噴管線，需要符合每相隔10m以及拐彎之處，即用固定水泥基墩加固之基本要求，加固水泥基墩的長度、寬度、高度通常均為0.8m，當然，亦能運用同種規格的活動性基墩。高壓油氣井之地面流程測試以及放噴管線要相隔10m以及拐彎之處借助固定水泥基墩完成加固，固定基墩的長度、寬度和高度均為1.0m。當遇有地表土層疏松時，基礎坑體積應當>1.2m3，分離器借助地腳螺栓加固于水泥基墩上。放噴口則借助雙墩雙卡完成加固，加固水泥基墩的長度、寬度、高度均發生了變化：長度為2.0m，寬度為2.0m，高度則為1.0m，放噴管口同最后一個固定基墩相隔長度應當≤0.5m。放噴管線拐彎之處通常借助整體鑄鍛鋼彎頭連起來。對于放噴管線懸空>6m的地方，則在中部借助襯墊，用作支柱。事實上，在加固時，不可避免地遇有寬度在10m以上的障礙物，像水塘等，這就需要架起金屬過橋，以便發揮其“支柱”之功能。

3 ?優化研究成果

配套研究的順北三高油氣井地面測試流程，初步形成了以兩級105+70MPa油嘴管匯節流流程，ESD控制系統、正壓數據采集系統、MSRV緊急釋放閥、三相分離器，緩沖計量罐，密閉計量罐，密閉原油輸送系統，密閉在線除硫系統在內的九大系統。根據研究成果，后續逐步開展好設備流程調研及配套工作，為做好順北油田的開發工作打下基礎。

4 ?認識與結論

（1）塔河油田是我國西北重要的超深油氣田，其埋藏深度均在5300m以上。截至目前“十三五”時期，塔河油田還處于初步的勘探開發初期，是如今中石化重點勘探開發區域，因其地面原油密度較高且粘度亦高，故開發前景廣闊，在地面流程適應性研究方面可以廣泛開展的調研及相關工作。

（2）塔河油田的地質屬性及多相流體對地面流程提出了更好的要求，同時，在模塊化集成管理方面要求更高;因此，下步還需要繼續在流程模塊化方面展開深入的研究。

（3）全密閉流程是今后地面測試流程的重要方向，將在塔河油田以及塔河油田主體區域內進行推廣運用。

參考文獻

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