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        普光氣田集氣站壓力參數(shù)控制技術(shù)

        2015-10-24 23:33:31王紅賓高強(qiáng)
        科技傳播 2015年16期
        關(guān)鍵詞:控制

        王紅賓++高強(qiáng)

        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(fā),被業(yè)界普遍認(rèn)為是世界性難題,在集氣站設(shè)備管理中出現(xiàn)硫沉積、水合物堵塞、人員操作等多種因素引起壓力參數(shù)的變化,引起設(shè)備超壓及關(guān)斷發(fā)生,壓力作為氣井管理的重要參數(shù),在集氣站設(shè)備管理中顯得尤為重要,研究氣井管理中壓力參數(shù)控制方法,為操作人員在高含硫氣田集氣站壓力參數(shù)控制提供技術(shù)指導(dǎo)。

        關(guān)鍵詞 集氣站;天然氣;節(jié)流;壓力;控制

        中圖分類號(hào)TE6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708(2015)145-0084-01

        集氣站采用“SCADA+ESD”對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行過壓關(guān)斷保護(hù),SCADA系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)地面集輸過程的自動(dòng)化控制,在中控室和站控室對(duì)集氣站進(jìn)行自動(dòng)化控制。ESD(緊急切斷系統(tǒng))是一種安全保護(hù)系統(tǒng),當(dāng)生產(chǎn)裝置出現(xiàn)緊急情況時(shí),直接由ESD發(fā)出保護(hù)連鎖信號(hào),對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行安全保護(hù)。

        1 氣井開井壓力控制技術(shù)

        氣井管理中,集氣站通過節(jié)流閥進(jìn)行氣量的調(diào)節(jié)及壓力參數(shù)的控制。

        1.1 氣井壓力變化規(guī)律

        天然氣從“氣層→射孔孔眼→井筒→油管→采氣樹→一級(jí)節(jié)流→二級(jí)節(jié)流→分酸分離器→加熱爐→三級(jí)節(jié)流→加熱爐→計(jì)量分離器(生產(chǎn)匯管)→外輸”共經(jīng)過三級(jí)節(jié)流控制,形成四個(gè)不同的壓力系統(tǒng),壓力逐漸降低、體積流量逐漸增大。當(dāng)設(shè)備管線發(fā)生堵塞時(shí),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(tǒng)工作壓力,引發(fā)設(shè)備管線超壓運(yùn)行或關(guān)斷發(fā)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(tǒng)檢查確認(rèn)→自控儀表系統(tǒng)檢查確認(rèn)→其它輔助系統(tǒng)檢查確認(rèn)→安全控保系統(tǒng)檢查確認(rèn)→開井操作→開井后檢查等。

        1.3 加熱爐的提前投運(yùn)

        天然氣中含有地層水和凝析水,節(jié)流調(diào)產(chǎn)降壓時(shí),發(fā)生J-T效應(yīng),氣體膨脹降溫,節(jié)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(yīng)減少壓降。開井前投運(yùn)加熱爐,加熱爐溫度達(dá)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(dòng),流速快,為防止管線設(shè)備憋壓、關(guān)斷發(fā)生,氣井開井操作時(shí),應(yīng)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(chǎn)閥門和井口一級(jí)節(jié)流閥。

        1.5 系統(tǒng)壓力的調(diào)節(jié)

        氣井開井前進(jìn)行節(jié)流閥閥位設(shè)定,采用放大三級(jí)節(jié)流閥開度,控制二級(jí)節(jié)流閥開度,調(diào)節(jié)一級(jí)節(jié)流閥開度方式調(diào)壓。三級(jí)節(jié)流閥的開度要大于二級(jí)節(jié)流閥的開度,再緩慢開啟一級(jí)節(jié)流閥,調(diào)節(jié)二、三級(jí)節(jié)流閥快速要快,防止一級(jí)節(jié)流閥開啟速度過快、二、三級(jí)節(jié)流閥調(diào)節(jié)時(shí)間過久,造成各系統(tǒng)管線超壓運(yùn)行觸發(fā)邏輯關(guān)斷、自動(dòng)泄壓。氣井開井達(dá)到不憋壓,不凍堵,氣井氣量控制在要求范圍內(nèi),同時(shí)氣井生產(chǎn)參數(shù)遠(yuǎn)離報(bào)警值,生產(chǎn)平穩(wěn)運(yùn)行,即達(dá)到開井要求。

        2 氣井生產(chǎn)運(yùn)行壓力控制技術(shù)

        氣井在生產(chǎn)運(yùn)行中,根據(jù)生產(chǎn)及工藝要求進(jìn)行氣量及壓力參數(shù)的調(diào)節(jié)。

        2.1 提氣量壓力控制

        通過增大各級(jí)節(jié)流閥的開度進(jìn)行氣井提氣量操作。采取從外輸?shù)骄陧樞蛞来卧龃蟾骷?jí)節(jié)流閥開度,一級(jí)節(jié)流閥增大開度操作應(yīng)緩慢,當(dāng)氣量達(dá)到要求時(shí),調(diào)節(jié)各壓力系統(tǒng)節(jié)流閥開度,直到壓力在控制范圍內(nèi)。

        提氣量操作時(shí),會(huì)打破生產(chǎn)氣量與氣井壓力建立的平衡關(guān)系,在調(diào)產(chǎn)結(jié)束后,一級(jí)節(jié)流閥前的壓力在一段時(shí)間內(nèi)還會(huì)緩慢下降,造成氣量的緩慢下降,所提氣量應(yīng)略大于要求氣量,各壓力系統(tǒng)能快速達(dá)到要求。

        2.2 壓氣量壓力控制

        通過減小各級(jí)節(jié)流閥的開度進(jìn)行氣井壓氣量操作。首先減小一級(jí)節(jié)流閥開度,當(dāng)氣量達(dá)到要求時(shí),再?gòu)木诘酵廨旐樞蛞来螠p小該流程各級(jí)節(jié)流閥開度,直到壓力在控制范圍內(nèi)。

        壓氣量操作時(shí),會(huì)打破生產(chǎn)氣量與氣井壓力建立的平衡關(guān)系,在調(diào)產(chǎn)結(jié)束后,一級(jí)節(jié)流閥前的壓力在一段時(shí)間內(nèi)還會(huì)緩慢上升,造成氣量的緩慢上升,所壓氣量應(yīng)略大于通知?dú)饬?,各壓力系統(tǒng)能快速達(dá)到要求。

        2.3 輪換式計(jì)量壓力控制

        多井集氣站采用輪換計(jì)量方式。高含硫天然氣經(jīng)過三級(jí)節(jié)流調(diào)壓,通過切換閥進(jìn)入計(jì)量匯管或生產(chǎn)匯管,在流程切換中,為防止管線的憋壓,確認(rèn)切換流程倒通,無堵塞,再關(guān)閉停運(yùn)流程。應(yīng)先打開切換流程,后關(guān)閉停運(yùn)流程。打開切換流程后,要觀察計(jì)量分離器壓差的變化。若投運(yùn)計(jì)量操作,計(jì)量分離器差壓會(huì)慢慢升高,有氣量顯示;若停運(yùn)計(jì)量操作,計(jì)量分離器差壓會(huì)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(chǎn)過程中,天然氣通過節(jié)流閥調(diào)壓調(diào)產(chǎn),發(fā)生J-T效應(yīng),氣體膨脹降溫,節(jié)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(yùn)行防止水合物堵塞。

        生產(chǎn)中對(duì)易形成水合物堵塞的設(shè)備管線,采用減小生產(chǎn)壓差來減少溫度降低的方式來防止水合物生成。對(duì)已經(jīng)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(shí),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(fā)生在溫降較大的管道、氣流停滯區(qū)、儀器儀表連接通道等。硫沉積造成氣井產(chǎn)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(jí)節(jié)流閥硫沉積堵塞導(dǎo)致節(jié)流閥無法遠(yuǎn)程操作,BDV及放空閥不能及時(shí)打開,連接通道被堵塞取壓不準(zhǔn)確,容器不能正常排液,儀器儀表示值失真等。

        針對(duì)硫沉積堵塞可采用活動(dòng)解堵法、增加壓差解堵法、加熱解堵法、清洗解堵法等方法進(jìn)行處理,解除硫堵塞對(duì)氣井壓力控制的影響。

        3 氣井關(guān)井壓力控制技術(shù)

        氣井通過關(guān)閉采氣樹生產(chǎn)閥門實(shí)現(xiàn)關(guān)井操作。操作時(shí)先關(guān)一級(jí)節(jié)流閥,后關(guān)采氣樹油管生產(chǎn)閘閥,該井其它流程閥門保持原狀態(tài)不變。

        需要關(guān)井維修的流程,待一級(jí)節(jié)流閥后壓力與外輸壓力相持平,關(guān)閉外輸閥門,打開井口或外輸放空閥對(duì)需要維修設(shè)備流程放空泄壓,管線壓力降到0MPa后,再對(duì)設(shè)備流程進(jìn)行燃料氣置換、堿液浸泡、吹掃、氮?dú)庵脫Q等安全措施,檢測(cè)硫化氫15mg/l以下,再進(jìn)行維修。維修過程中應(yīng)加密觀察管線內(nèi)壓力變化,若壓力上升,則說明流程存在閥門內(nèi)漏,應(yīng)進(jìn)行查找處理,防止維修過程中高含硫化氫天然氣對(duì)人體的傷害。

        4 結(jié)論

        高含硫氣田集氣站設(shè)備管線壓力受多種因素制約,本文針對(duì)集氣站氣井開井、氣井生產(chǎn)運(yùn)行及氣井關(guān)井等多種狀態(tài)下,對(duì)壓力變化規(guī)律及控制方法進(jìn)行論述,為操作人員在高含硫氣田集氣站壓力參數(shù)控制提供技術(shù)

        指導(dǎo)。

        參考文獻(xiàn)

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

        [2] 楊發(fā)平. 高含硫氣田采氣工[M].北京,中國(guó)石化出版社,2013.

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