塔河油田三高油气井地面测试流程优化研究

王涛

摘   要：塔河油田三高油气井具有超深、高温、地层漏失严重、多相流等特征，在进行完井测试作业过程中，地面测试流程主要面临地层流体温度高、多相流体分离计量、硫化氢防护、含硫原油转运等难题。本文围绕塔河油田地面测试流程相关要求出发，严格依照油气井地面测试流程的选取、安装、试压技术标准，对新疆境内的塔河油田地面测试流程配套进行系统的优化研究，以便为油气井今后的开发和保护提供若干有益的参考。

关键词：塔河油田  地面测试流程  三相分离  缓冲计量  密闭流程

中图分类号：TE35                                  文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）08（a）-0047-02

塔河油田作为目前塔里木盆地中石化重大勘探开发区域，地层上为奥陶系碳酸盐岩裂缝-洞穴型油藏，平均埋藏深度超6000～7000m，具有超深、超高压、超高温的特点，是中国石化在塔里木盆地的重大油气勘探开发领域。

地面测试过程中，为了解决高温、高含硫、硫化氢防护、含硫原油的回收处理等难题，对地面测试流程逐一进行配套研究，优选节流控制系统;采用全密闭流程进行生产作业;同时，采用密闭缓冲罐进行二次分离，有效地降低了人员有毒有害气体中毒的风险。

1  测试流程功能需求

塔河油田超深含硫油井高含硫化氢，单井产量高，日产原油150～200m3，日产天然气10-20×104m3/d，采油树一翼主通道为测试放喷流程，另一翼为应急压井放喷排污流程。地面测试流程主体上具有排污放喷、正反压井、分离计量、自动数据采集、自动点火、快速控制、紧急泄压等功能。

2  测试流程优选

依照新疆维吾尔自治区塔河油田所在地的风向、道路、居民区、油罐区以及电力设施等分布状况等要素，积极稳妥地设计油气井地面测试流程。一般情形下，地面流程需要满足风向改变后持续不间断地放喷与测试之所需，同时还要满足回收压井液、替喷、放喷、测试、分级节流、压井等需求。井场所提供的设施之摆放还要有助于正常开工乃至应急施工。井场防爆防火的安全要领要合乎SY/T 5225-2005的要求。

2.1 测试管汇

根据塔河油田勘探开发要求，井口装置为105MPa的采气井口，主侧通径均为78mm，按照井控实施细则要求，第一级管汇压力级别选用105MPa管汇，管汇通道通径采用相同的78mm的油嘴管汇，左右翼分别是固定式节流阀和可调式节流阀，其中固定式节流阀自带快速可更换油嘴座，避免油嘴套意外刺坏而更换整个固定式节流阀，提高了设备维修的时效。

2.2 地面安全阀及配套ESD控制系统

地面安全阀为液控闸板阀，在紧急情况下泄掉液压就可以关闭闸板阀，实现地面快速关井。闸板阀的开关由与之相连的执行机构控制，执行机构采用液缸，中间为活塞，上部为油室，下部为一个大弹簧，油室有液压的时候就会推动活塞克服弹簧的弹力下行，打开闸板阀;一旦失去液压，在弹簧弹力的作用下活塞上移，关闭闸板阀。

2.3 多传感器安全释放阀（MSRV）

由于主测试流程为单管线通道，若发生异常超压情况，可能由于下游通道堵塞压力超过额定工作压力而导致设备及人员伤害，存在安全隐患。因此，通过安装多传感器安全释放阀（MSRV）则可以规避这个问题。

MSRV系统主要有一下几个优点：高泄压能力;与下游回压关系不大;开启时无半开半关或时开时关现象;可精确设定操作压力;四个带多传感器的感应孔;多点可操作能力;具有完善的ESD控制逻辑，可连接至ESD控制面板进行集中控制。

MSRV根据工作原理，安装在油嘴管汇与分离器之间，泄压管线终点设置在泥浆排污池，采用基墩固定牢固。

2.4 三相分离器系统

考虑到塔河油田的油气含硫化氢的特性，选用三相分离器，带全套有线数采系统和巴顿记录仪，分离器控制系统均采用气动自动控制;根据温度和压力进行自行调节回压和排液时间，合理控制好液面，保障分离效果，分离器整体设计计量能力能够达到天然气产量160×104m3/d、油产量1914m3/d，满足塔河油田平均气产量在20×104m3/d、油产量200m3/d左右超深高压油气井的使用要求。天然气产量采用丹尼尔孔板流量计实时计量求产，计量精度高，可实现全程数据自动记录。

2.5 密闭原油流程系统

整套原油密闭流程系统主要包括密闭计量罐、密闭原油输送系统、尾气点火管线、罐车液面报警系统等四个方面。

地层产出的原油在经过三相分离器分离后，由于严格的环保要求，不使用燃烧器原地进行焚烧，全部原油回收，原油进入密闭计量罐进行每小时精确计量。在完成计量工作后，所有原油采用罗茨泵输送至原油回收车。在回收过程中，均进行密闭转运作业，防止硫化氢气体外泄伤人，在转运车辆的密闭罐口位置加装一条单独的尾气点火管线，对转运产生的尾气连接至放喷口进行集中点火燃烧。

2.6 地面测试流程管线安装加固

对于常压油气井的地面流程、放喷管线，需要符合每相隔10m以及拐弯之处，即用固定水泥基墩加固之基本要求，加固水泥基墩的长度、宽度、高度通常均为0.8m，当然，亦能运用同种规格的活动性基墩。高压油气井之地面流程测试以及放喷管线要相隔10m以及拐弯之处借助固定水泥基墩完成加固，固定基墩的长度、宽度和高度均为1.0m。当遇有地表土层疏松时，基础坑体积应当>1.2m3，分离器借助地脚螺栓加固于水泥基墩上。放喷口则借助双墩双卡完成加固，加固水泥基墩的长度、宽度、高度均发生了变化：长度为2.0m，宽度为2.0m，高度则为1.0m，放喷管口同最后一个固定基墩相隔长度应当≤0.5m。放喷管线拐弯之处通常借助整体铸锻钢弯头连起来。对于放喷管线悬空>6m的地方，则在中部借助衬垫，用作支柱。事实上，在加固时，不可避免地遇有宽度在10m以上的障碍物，像水塘等，这就需要架起金属过桥，以便发挥其“支柱”之功能。

3  優化研究成果

配套研究的顺北三高油气井地面测试流程，初步形成了以两级105+70MPa油嘴管汇节流流程，ESD控制系统、正压数据采集系统、MSRV紧急释放阀、三相分离器，缓冲计量罐，密闭计量罐，密闭原油输送系统，密闭在线除硫系统在内的九大系统。根据研究成果，后续逐步开展好设备流程调研及配套工作，为做好顺北油田的开发工作打下基础。

4  认识与结论

（1）塔河油田是我国西北重要的超深油气田，其埋藏深度均在5300m以上。截至目前“十三五”时期，塔河油田还处于初步的勘探开发初期，是如今中石化重点勘探开发区域，因其地面原油密度较高且粘度亦高，故开发前景广阔，在地面流程适应性研究方面可以广泛开展的调研及相关工作。

（2）塔河油田的地质属性及多相流体对地面流程提出了更好的要求，同时，在模块化集成管理方面要求更高;因此，下步还需要继续在流程模块化方面展开深入的研究。

（3）全密闭流程是今后地面测试流程的重要方向，将在塔河油田以及塔河油田主体区域内进行推广运用。

参考文献

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