苏里格气田高压气井远程自动开井技术

苏里格气田高压气井远程自动开关井技术

徐文龙、梁博羽、李彦彬、梁倚维

（中国石油长庆油田分公司苏里格气田研究中心，陕西西安710018）

摘要：苏里格气田高压气井远程自动开关井技术，在现有气井井口设备的基础上，对井口节流针阀进行改造升级，同时增加相应的控制机构。通过程序控制器和阀门开关控制器联动，实现对井口节流针阀的控制。通过监测井口实时运行参数，模拟人工现场开关井的操作过程，实现高压气井的远程仿人工开关井作业。

关键词：高压气井远程开井仿人工作业

Remote automatic switching technology of

high pressure wells in Sulige gas field

XuWenLong,LiangBoYu,LiyanBin,LiangYiWei

(Sulige gas field research center,ChangQing oil-field company,PetroChina,Xi’an Shanxi 710018,China)

Abstract: Remote automatic switching technology of high pressure wells, which uses the existing wellhead equipments, is to renovate and upgrade the needle valve on the wellhead throttle, while increasing corresponding control mechanism. The linkage program controller and valve switching controller work together to control the wellhead throttle needle valve. To make the remote switching of high pressure gas wells works like the manual operation, each steps of well s’ remote controlling must simulate the field artificial operation, basing on the Monitoring of wellhead

real-time operating parameters.

Keywords: high pressure well, remote switching, artificial operation

1 前言

随着苏里格气田气井数量的逐年攀升，气井的日常开井、关井作业量逐年增多，特别是间歇生产气井的增加，使得气井开关井作业更加频繁。集气站、天然气处理厂的停产检修，会关闭大量的气井，检修完成后的开井作业量非常繁重。由于开井作业需要到每口气井井口操作，而实际的现场操作人员不足，特别是大批量气井开井作业时，一是人员相对比较缺乏，二是开井时间比较长，在一定程度上不能满足上产的需要。

苏里格气田经过5年的探索试验，已经初步建成了数字化气田，形成了“数据采集与无线传输、气井远程控制、单井电子巡井”等一系列数字化技术。通过可以“远程控制的井口电磁阀”对气井进行定压、定时开关井作业已经基本实现。由于中低压地面集输系统运行压力限制，目前的远程控制技术只能对高压气井进行远程关井作业，高压气井的开井作业必须到井场进行人工开井，尚未实现远程自动开井作业。

2 苏里格气田中低压集气工艺模式

苏里格气田中低压集输工艺模式为：“井下节流、井口不加热、不注醇、中低压集气、带液计量、井间串接、远程控制、常温分离、二级增压、集中处理”。主要是通过井下节流器将井筒高压天然气节流降压后，经采气井口进入地面中低压集输系统。为了防止井下节流器突然失效，在井口安装高低压紧急截断阀，确保节流器失效后，井口高压天然气被紧急截断阀关闭，从而确保中低压集输管道的安全。因此，井口地面流程以紧急截断阀为分界点，截断阀上游为高压系统，截断阀下游为中低压系统。现有的井口设备主要有：采气树—井口节流针阀—紧急截断阀（机械阀、电磁阀）—流量计—截止止回阀—采集气管线。

为了对气井生产情况进行有效的监控和管理，防止气井在异常情况下无法关断，在采气井口安装了数字化设备，在实时采集现场生产数据的同时，实现对井口紧急截断阀的远程关断控制。

图1 气井地面工艺流程及远程控制示意图

3 高压气井远程自动开关井技术

远程自动开关井，即是通过可以远程控制开关的阀门，将阀门开启、关闭。对于气井而言，远程控制阀门的开关状态，必须与天然气采集输系统相匹配，以避免高压天然气进入不同压力系统时出现超压等安全风险。此外，远程自动开井技术必须符合苏里格气田的实际，必须以“低成本”开发为前提，同时还要考虑高压气井开井节流降压过程及气流高速冲击的影响。

3.1 技术思路

以现有井口设备为主，通过升级改造井口节流针阀，增加动力传动机构与远程控制设备，实现传动机构与井口针阀联动。通过远程控制指令的下达，对井口针阀进行远程操作，模拟人工现场手动开关井作业。

3.2 设备组成

气井井口远程开关井设备主要由电控平衡式控制阀、电控紧急截断阀、智能井口控制器、阀门开度控制传感器、太阳能+风能电供电系统、以及油套压变送器、管压变送器、流量计等设备组成。其中，电控平衡式控制阀、智能井口控制器、阀门开度控制传感器为新增设备，其他设备为井口原有设备。

（1）油套压变送器、管压变送器、流量计所监测的压力、流量瞬时信号，作为开关井过程中系统状态的判断依据。太阳能+风能电供电系统，为整个系统提供电力动力保障。

（2）电控平衡式控制阀，保留原有针阀的功能，增加电动控制功能和阀门开度监测控制功能。电控平衡式控制阀采用无刷电机驱动。

（3）井口紧急截断阀与电控平衡式控制阀联动，当电控平衡式控制阀失效，或者开关