塔河油田三高油氣井地面測試流程優(yōu)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(yè)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(zhuǎn)運等難題。本文圍繞塔河油田地面測試流程相關(guān)要求出發(fā)，嚴格依照油氣井地面測試流程的選取、安裝、試壓技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對新疆境內(nèi)的塔河油田地面測試流程配套進行系統(tǒng)的優(yōu)化研究，以便為油氣井今后的開發(fā)和保護提供若干有益的參考。

關(guān)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(biāo)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(fā)區(qū)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(fā)領(lǐng)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(yōu)選節(jié)流控制系統(tǒng);采用全密閉流程進行生產(chǎn)作業(yè);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(fēng)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(chǎn)量高，日產(chǎn)原油150～200m3，日產(chǎn)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(yīng)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(shù)據(jù)采集、自動點火、快速控制、緊急泄壓等功能。

2 ?測試流程優(yōu)選

依照新疆維吾爾自治區(qū)塔河油田所在地的風(fēng)向、道路、居民區(qū)、油罐區(qū)以及電力設(shè)施等分布狀況等要素，積極穩(wěn)妥地設(shè)計油氣井地面測試流程。一般情形下，地面流程需要滿足風(fēng)向改變后持續(xù)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(jié)流、壓井等需求。井場所提供的設(shè)施之?dāng)[放還要有助于正常開工乃至應(yīng)急施工。井場防爆防火的安全要領(lǐng)要合乎SY/T 5225-2005的要求。

2.1 測試管匯

根據(jù)塔河油田勘探開發(fā)要求，井口裝置為105MPa的采氣井口，主側(cè)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(jié)流閥和可調(diào)式節(jié)流閥，其中固定式節(jié)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(jié)流閥，提高了設(shè)備維修的時效。

2.2 地面安全閥及配套ESD控制系統(tǒng)

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(guān)閉閘板閥，實現(xiàn)地面快速關(guān)井。閘板閥的開關(guān)由與之相連的執(zhí)行機構(gòu)控制，執(zhí)行機構(gòu)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(guān)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(fā)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(dǎo)致設(shè)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(guī)避這個問題。

MSRV系統(tǒng)主要有一下幾個優(yōu)點：高泄壓能力;與下游回壓關(guān)系不大;開啟時無半開半關(guān)或時開時關(guān)現(xiàn)象;可精確設(shè)定操作壓力;四個帶多傳感器的感應(yīng)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(jù)工作原理，安裝在油嘴管匯與分離器之間，泄壓管線終點設(shè)置在泥漿排污池，采用基墩固定牢固。

2.4 三相分離器系統(tǒng)

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(shù)采系統(tǒng)和巴頓記錄儀，分離器控制系統(tǒng)均采用氣動自動控制;根據(jù)溫度和壓力進行自行調(diào)節(jié)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(shè)計計量能力能夠達到天然氣產(chǎn)量160×104m3/d、油產(chǎn)量1914m3/d，滿足塔河油田平均氣產(chǎn)量在20×104m3/d、油產(chǎn)量200m3/d左右超深高壓油氣井的使用要求。天然氣產(chǎn)量采用丹尼爾孔板流量計實時計量求產(chǎn)，計量精度高，可實現(xiàn)全程數(shù)據(jù)自動記錄。

2.5 密閉原油流程系統(tǒng)

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

地層產(chǎn)出的原油在經(jīng)過三相分離器分離后，由于嚴格的環(huán)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(zhuǎn)運作業(yè)，防止硫化氫氣體外泄傷人，在轉(zhuǎn)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(zhuǎn)運產(chǎn)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(dāng)然，亦能運用同種規(guī)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(dāng)遇有地表土層疏松時，基礎(chǔ)坑體積應(yīng)當(dāng)>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(fā)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(yīng)當(dāng)≤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(fā)揮其“支柱”之功能。

3 ?優(yōu)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(jié)流流程，ESD控制系統(tǒng)、正壓數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、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(tǒng)，密閉在線除硫系統(tǒng)在內(nèi)的九大系統(tǒng)。根據(jù)研究成果，后續(xù)逐步開展好設(shè)備流程調(diào)研及配套工作，為做好順北油田的開發(fā)工作打下基礎(chǔ)。

4 ?認識與結(jié)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(fā)初期，是如今中石化重點勘探開發(fā)區(qū)域，因其地面原油密度較高且粘度亦高，故開發(fā)前景廣闊，在地面流程適應(yīng)性研究方面可以廣泛開展的調(diào)研及相關(guān)工作。

（2）塔河油田的地質(zhì)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(xù)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(qū)域內(nèi)進行推廣運用。

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