蔣茂琴，楊恢旻，馮兆陽，李瑞嘉，趙建國

（1.中石油西南油氣田分公司川中油氣礦，四川遂寧 629000；2.四川通通數(shù)智科技有限公司，四川成都 610000）

金秋區(qū)塊致密氣單井傳統(tǒng)地面集輸工藝主要采用井口截斷、加熱、節(jié)流、安全泄放、計量、除砂、清管、出站截斷流程，包含的主要設(shè)備有井安閥、水套爐、感應(yīng)電加熱毯、節(jié)流閥、放空分液罐、火炬、安全閥、節(jié)流截止放空閥、分離器、高孔流量計、除砂撬、清管閥、氣動切斷閥等。由于工藝復(fù)雜，涉及設(shè)備種類數(shù)量多，導(dǎo)致單井投資成本高。另外傳統(tǒng)工藝需要采用地面加熱（水套爐、感應(yīng)電加熱毯），加熱設(shè)備屬于高能耗設(shè)備，導(dǎo)致單井運行成本高。

井下節(jié)流工藝，是將井下油嘴及其配套工具通過繩索作業(yè)方式座放在油管中設(shè)計位置，氣井生產(chǎn)時，天然氣經(jīng)過井下油嘴節(jié)流后，壓力、溫度降低，而降溫降壓后的天然氣又會在井筒中充分吸收地?zé)幔蛊錅囟戎匦律?，破壞水合物生成條件，解決節(jié)流產(chǎn)生的溫度驟降問題[1-2]，井下節(jié)流工藝被認(rèn)為是一種可行的、安全的、節(jié)能的致密氣田的地面工藝[4-6]。近年來，越來越多關(guān)于井下節(jié)流器設(shè)備本身，和其應(yīng)用的報道[7]。隨著技術(shù)應(yīng)用不斷的成熟，迫切需要一套適用于致密氣井下節(jié)流氣井適用的配套工藝方案，以方便后續(xù)新井的設(shè)計和建設(shè)。

1 致密氣井下節(jié)流氣井試驗

2022年-2023年冬季保供期，金秋區(qū)塊致密氣單井臨時流程，由于無加熱裝置，導(dǎo)致了多次冰堵停產(chǎn)。以JQ511/510平臺1月的停產(chǎn)情況為例，如表1所示，平臺關(guān)井時長總計達(dá)到153 h，影響產(chǎn)量合計505萬方。

表1 金淺511/510平臺1月停產(chǎn)情況統(tǒng)計

如表1所示，針對以上氣井，安裝井下節(jié)流器（無加熱裝置）后未再發(fā)生冰堵。截至2023年8月，合計開展25口井井下節(jié)流器工藝試驗，均有效避免井口冬季發(fā)生水合物堵塞，達(dá)到了井下節(jié)流現(xiàn)場試驗的預(yù)期效果，驗證了井下節(jié)流工藝在充分利用地?zé)岱乐嗡衔?、?yōu)化地面集輸系統(tǒng)等方面提質(zhì)增效效果良好。

2 井下節(jié)流器井的地面集輸工藝優(yōu)化

金秋區(qū)塊致密氣單井開發(fā)方案設(shè)計地面集輸流程均采用井口截斷、加熱、節(jié)流、安全泄放、計量、除砂、清管、出站截斷的工藝流程。根據(jù)加熱模塊使用的方式不同，傳統(tǒng)地面混輸工藝模式分為系列一（水套爐加熱）和系列二（電感應(yīng)加熱）。傳統(tǒng)工藝流程復(fù)雜，涉及設(shè)備多，相應(yīng)的建設(shè)成本高、運維工作量大。

鑒于井下節(jié)流器的推廣及應(yīng)用效果，有必要對配套地面集輸工藝進(jìn)行優(yōu)化簡化，探索適用于致密氣新建井下節(jié)流氣井配套地面集輸工藝設(shè)計方案。由于QL224平臺內(nèi)所有的單井都下有井下節(jié)流器，且下游有具備放空條件的集氣站以及用于氣質(zhì)處理的脫水脫烴裝置，故選取該平臺開展井下節(jié)流地面配套工藝優(yōu)化試驗。優(yōu)化時主要考慮了5個方面的簡化，如圖1所示。

圖1 傳統(tǒng)地面集輸工藝模式

2.1 取消地面加熱節(jié)流流程

金秋氣田致密氣地面集輸系統(tǒng)遠(yuǎn)端管網(wǎng)壓力在5 MPa左右，根據(jù)天然氣水合物生成曲線，出站氣流溫度高于15 ℃就不會形成水合物。同時結(jié)合生產(chǎn)管理要求，無大量出砂、產(chǎn)液，井口油壓高于8 MPa，定產(chǎn)低于15萬方，無動態(tài)監(jiān)測計劃，無靈活調(diào)產(chǎn)需求即可采用井下節(jié)流。井下節(jié)流現(xiàn)場試驗效果已驗證不會形成水合物，在滿足生產(chǎn)管理要求的前提下可取消地面加熱節(jié)流流程。

2.2 采用兩相流量計工藝替代分離計量工藝

經(jīng)致密氣生產(chǎn)現(xiàn)場使用驗證，選擇通過流量檢測中心認(rèn)證的兩相流程計，氣相計量偏差控制在5%以內(nèi)、液相計量滿足生產(chǎn)動態(tài)判斷需求即可采用兩相流量計工藝替代分離計量工藝。

2.3 采用籃式過濾器工藝替代除砂器工藝

井下節(jié)流器上裝有防砂罩具有一定防砂效果，現(xiàn)場臨時排采也已證實井口出砂量較少，達(dá)到了《致密氣排采除砂器生產(chǎn)運行管理指導(dǎo)意見》中微量出砂標(biāo)準(zhǔn)，可選擇帶壓差變送器的籃式過濾器替代傳統(tǒng)除砂器。

2.4 依托下游集氣站放空，取消平臺放空系統(tǒng)

由于站內(nèi)生產(chǎn)主工藝流程僅有管線連接，同時下游站場具備放空條件，經(jīng)評估取消了分離器、除砂器等壓力容器、平臺放空系統(tǒng)，增加手動泄壓管，供檢修緊急泄壓。

2.5 采用井安閥+智控閥兩級截斷工藝替代放空與出站聯(lián)鎖切斷工藝

超壓泄放與聯(lián)鎖切斷同屬安全受控運行措施，井口兩級截斷較常規(guī)井口多出來的智控閥用于確保切斷井口氣源，站內(nèi)工藝流程優(yōu)化簡化后僅保留了工藝管線，流程故障、泄漏等風(fēng)險大幅降低，在切斷氣源并保障下游暢通的情況下，站內(nèi)超壓風(fēng)險大幅降低，經(jīng)設(shè)計評估可采用井安閥+智控閥兩級截斷工藝替代放空與出站聯(lián)鎖切斷工藝。

3 致密氣井下節(jié)流配套地面集輸標(biāo)準(zhǔn)化工藝方案

按照以上五方面的地面工藝優(yōu)化，形成了“井下節(jié)流→井口兩級截斷→計量（手動放散）→過濾→清管→出站”模式的致密氣井下節(jié)流配套地面集輸工藝方案，如圖2所示。主要設(shè)備從優(yōu)化前的13件減少至優(yōu)化后的5件，即井安閥、智控閥、兩相流量計、籃式過濾器、清管閥。

圖2 井下節(jié)流配套地面集輸工藝方案

如表2所示為井下節(jié)流地面集輸工藝標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計與傳統(tǒng)地面工藝建設(shè)成本對照表，兩套傳統(tǒng)地面工藝的建設(shè)成本分別為929萬和747萬，而按照井下節(jié)流配套地面集輸工藝方案，投建成本為450萬。地面集輸建設(shè)可節(jié)約投資250～400萬元左右，投資費用降低30%以上。

表2 井下節(jié)流地面集輸工藝標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計與傳統(tǒng)地面工藝建設(shè)成本對照表（萬元）

4 結(jié)語

本文針對致密氣“QL224平臺”全體氣井，通過引入井下節(jié)流器，簡化地面集輸?shù)墓に嚵鞒?，形成了一套井下?jié)流配套地面集輸標(biāo)準(zhǔn)化工藝方案。按照該標(biāo)準(zhǔn)化工藝方案的設(shè)計，工藝流程大大簡化，設(shè)備的種類和數(shù)量銳減，大幅降低投建成本，驗證了該標(biāo)準(zhǔn)化工藝方案的有效性。同時該井下節(jié)流配套地面集輸標(biāo)準(zhǔn)化工藝方案在現(xiàn)場試驗驗證后可在致密氣井下節(jié)流氣井類似工程條件下大力推廣應(yīng)用。