普光气田集气站压力参数控制技术

王红宾++高强

摘 要 普光气田硫化氢平均含量约15%、二氧化碳平均含量约8%，这种特高含硫化氢气藏的开发，被业界普遍认为是世界性难题，在集气站设备管理中出现硫沉积、水合物堵塞、人员操作等多种因素引起压力参数的变化，引起设备超压及关断发生，压力作为气井管理的重要参数，在集气站设备管理中显得尤为重要，研究气井管理中压力参数控制方法，为操作人员在高含硫气田集气站压力参数控制提供技术指导。

关键词 集气站；天然气；节流；压力；控制

中图分类号TE6 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2015）145-0084-01

集气站采用“SCADA+ESD”对生产系统进行过压关断保护，SCADA系统主要负责地面集输过程的自动化控制，在中控室和站控室对集气站进行自动化控制。ESD（紧急切断系统）是一种安全保护系统，当生产装置出现紧急情况时，直接由ESD发出保护连锁信号，对现场设备进行安全保护。

1 气井开井压力控制技术

气井管理中，集气站通过节流阀进行气量的调节及压力参数的控制。

1.1 气井压力变化规律

天然气从“气层→射孔孔眼→井筒→油管→采气树→一级节流→二级节流→分酸分离器→加热炉→三级节流→加热炉→计量分离器（生产汇管）→外输”共经过三级节流控制，形成四个不同的压力系统，压力逐渐降低、体积流量逐渐增大。当设备管线发生堵塞时，下游管线压力下降，流量下降，堵塞上游管线压力上升，超过该压力系统工作压力，引发设备管线超压运行或关断发生。

1.2 气井开井操作程序

气井开井操作程序主要有工艺流程系统检查确认→自控仪表系统检查确认→其它辅助系统检查确认→安全控保系统检查确认→开井操作→开井后检查等。

1.3 加热炉的提前投运

天然气中含有地层水和凝析水，节流调产降压时，发生J-T效应，气体膨胀降温，节流阀下游易形成水合物堵塞管线，为防止水合物生成，加热前应减少压降。开井前投运加热炉，加热炉温度达到60℃～65℃后，再开井。

1.4 工艺流程的操作

气井开井后高含硫化氢天然气从井口向外输流动，流速快，为防止管线设备憋压、关断发生，气井开井操作时，应打开高含硫化氢天然气气流通道所有阀门，再开井口采气树油管生产阀门和井口一级节流阀。

1.5 系统压力的调节

气井开井前进行节流阀阀位设定，采用放大三级节流阀开度，控制二级节流阀开度，调节一级节流阀开度方式调压。三级节流阀的开度要大于二级节流阀的开度，再缓慢开启一级节流阀，调节二、三级节流阀快速要快，防止一级节流阀开启速度过快、二、三级节流阀调节时间过久，造成各系统管线超压运行触发逻辑关断、自动泄压。气井开井达到不憋压，不冻堵，气井气量控制在要求范围内，同时气井生产参数远离报警值，生产平稳运行，即达到开井要求。

2 气井生产运行压力控制技术

气井在生产运行中，根据生产及工艺要求进行气量及压力参数的调节。

2.1 提气量压力控制

通过增大各级节流阀的开度进行气井提气量操作。采取从外输到井口顺序依次增大各级节流阀开度，一级节流阀增大开度操作应缓慢，当气量达到要求时，调节各压力系统节流阀开度，直到压力在控制范围内。

提气量操作时，会打破生产气量与气井压力建立的平衡关系，在调产结束后，一级节流阀前的压力在一段时间内还会缓慢下降，造成气量的缓慢下降，所提气量应略大于要求气量，各压力系统能快速达到要求。

2.2 压气量压力控制

通过减小各级节流阀的开度进行气井压气量操作。首先减小一级节流阀开度，当气量达到要求时，再从井口到外输顺序依次减小该流程各级节流阀开度，直到压力在控制范围内。

压气量操作时，会打破生产气量与气井压力建立的平衡关系，在调产结束后，一级节流阀前的压力在一段时间内还会缓慢上升，造成气量的缓慢上升，所压气量应略大于通知气量，各压力系统能快速达到要求。

2.3 轮换式计量压力控制

多井集气站采用轮换计量方式。高含硫天然气经过三级节流调压，通过切换阀进入计量汇管或生产汇管，在流程切换中，为防止管线的憋压，确认切换流程倒通，无堵塞，再关闭停运流程。应先打开切换流程，后关闭停运流程。打开切换流程后，要观察计量分离器压差的变化。若投运计量操作，计量分离器差压会慢慢升高，有气量显示；若停运计量操作，计量分离器差压会逐渐降低，有气量降低。

2.4 集气站管线堵塞压力控制

2.4.1 水合物堵塞压力控制

气井生产过程中，天然气通过节流阀调压调产，发生J-T效应，气体膨胀降温，节流阀下游易形成水合物堵塞管线，可通过提高管线温度、加防冻液等方式，使生成水合物的温度降低至气体工艺温度之下运行防止水合物堵塞。

生产中对易形成水合物堵塞的设备管线，采用减小生产压差来减少温度降低的方式来防止水合物生成。对已经形成水合物堵塞，采用堵塞部位两端放空降压的方式解堵，放空后1～2小时，可解除水合物堵塞。

2.4.2 硫沉积堵塞压力控制

高含硫气田硫沉积多发生在温降较大的管道、气流停滞区、仪器仪表连接通道等。硫沉积造成气井产气量缓慢下降，堵塞部位前管线压力随堵塞缓慢升高，堵塞部位后管线温度缓慢下降，二、三级节流阀硫沉积堵塞导致节流阀无法远程操作，BDV及放空阀不能及时打开，连接通道被堵塞取压不准确，容器不能正常排液，仪器仪表示值失真等。

针对硫沉积堵塞可采用活动解堵法、增加压差解堵法、加热解堵法、清洗解堵法等方法进行处理，解除硫堵塞对气井压力控制的影响。

3 气井关井压力控制技术

气井通过关闭采气树生产阀门实现关井操作。操作时先关一级节流阀，后关采气树油管生产闸阀，该井其它流程阀门保持原状态不变。

需要关井维修的流程，待一级节流阀后压力与外输压力相持平，关闭外输阀门，打开井口或外输放空阀对需要维修设备流程放空泄压，管线压力降到0MPa后，再对设备流程进行燃料气置换、碱液浸泡、吹扫、氮气置换等安全措施，检测硫化氢15mg/l以下，再进行维修。维修过程中应加密观察管线内压力变化，若压力上升，则说明流程存在阀门内漏，应进行查找处理，防止维修过程中高含硫化氢天然气对人体的伤害。

4 结论

高含硫气田集气站设备管线压力受多种因素制约，本文针对集气站气井开井、气井生产运行及气井关井等多种状态下，对压力变化规律及控制方法进行论述，为操作人员在高含硫气田集气站压力参数控制提供技术

指导。

参考文献

[1]何生厚，曹耀峰，等.普光高酸性气田开发[M].北京：中国石化出版社，2010.

[2] 杨发平. 高含硫气田采气工[M].北京，中国石化出版社，2013.