普光气田集气站压力参数控制技术

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.