大牛地气田位于陕西省榆林市与内蒙古自治区伊金霍洛旗、乌审旗交界地区。目前大牛地气田管理集气站61座, 其中水平井站40座。建产方式的改变驱使站内工艺流程进行相应升级, 然而集气站放空系统一直沿用直井建产阶段方式, 未进行改造。为此通过对放空系统进行分析, 提出新技术、新工艺满足目前气田清洁文明生产及地方农协、环保部门要求。
1 大牛地气田放空系统工艺现状
大牛地气田气候昼夜温差较大, 夏季夜间温度一般能达到零下几度, 而冬季夜间温度则能达到零下三十几度。在采气过程中, 由于地面温度极低, 地层水从井底排出后, 在管线中容易形成冰堵或水合物堵塞。为防止管线中的冰堵和水合物堵塞, 在采气过程中从井口注入甲醇, 降低管线中排出液的水合物形成温度和冰点温度, 进行防堵预处理。但更多的是需要站场一线操作人员根据气井进站油压情况进行是否堵塞预判, 并采取控制节流阀措施, 保障气井正常生产时率, 对于已经存在堵塞问题气井情况, 只能通过气井高压放空处理解决, 且在现场是时间最少、最为有效的解堵方式。经过在7号站统计, 冬季每天放空作业次数在5次以上, 单次放空时间在2小时。
而目前放空系统并没有自动点火作业这一环节, 放空作业产生的气体直接进行大气, 一方面会出现污染周边环境、危及现场操作人员及周边居民生命安全的风险;另一方面随着气田开发逐步推进, M5层的逐步开采, 含硫气体等需要在放空作业期间必须及时尽快点燃。一线操作人员在进行放空点火作业时, 采取礼花弹点燃法, 点火能量低、可靠性差、操作不方便等缺点, 迫切需要一个能够解决上述问题的一套自动点火设施。
2 电子点火装置技术
2.1 原理
集气站火炬放空部分出口配备一套XQHJX-20型高能点火装置, 该装置由点火器、高压直角点火杆、高压连接导线和控制箱组成, 各部件均为1:1互为冗余配置, 当需要点火时, 任何一组点火器通电AC220V 50Hz, 相应的点火器便发出点火信号经高压导线传至点火杆, 在点火杆顶部发出能量为20J的电火花, 燃气遇火花后点燃, 实现自动远程点火功能。点火信号可由控制开关控制, 也可由上下游系统信号控制, 亦可通过远程无线遥控控制。做到放空点火作业, 多方位全面控制。
2.2 设备构成
整套火炬放空自动点火系统主要由火炬头 (防风罩) 、点火杆、防爆高能点火装置及自动点火控制箱等组成。其中点火杆、防爆高能点火装置都配置2套, 互为冗余, 并按科学合理的结构布局, 从而保证了整个放散系统的稳定、可靠、安全的运行。
2.3 技术优势
2.3.1 自动点火
系统具有自动点火功能, 通过自动控制箱的的点火按钮可实现放散火炬的一键式点火, 点火方便, 点火成功率高。实现远程安全可靠点火。
2.3.2 大功率激发点火
高能点火装置瞬间可激发出20J的高能点火电能, 实现在任何恶劣环境下的成功点火。尤其是鄂尔多斯盆地全年多风的气候特点。
2.3.3 点火冗余配置
整套系统由两套互为冗余的点火系统组成, 在一套点火系统损坏的情况下, 可灵活的启动后备系统进行点火, 不影响生产;也可在两套系统都故障的紧急情况下将两套系统的关键部件组合, 恢复出一套可正常工作的系统进行点火, 保证点火的正常进行。
2.3.4 火焰稳定
整个放散火炬采用科学的结构, 能达到精确的空气、燃气混合配比;合理布局当出现恶劣天气或考虑到高度因素大气压及风速的影响时可保证放散装置能稳定燃烧。
2.3.5 重复使用性强
整套系统拆装简便, 集成化程度较高, 对于直井站场进入递减期生产气井站场可将点火系统拆卸至水平井站场, 重复使用。点火头、火炬头等均不需要更换。
3 现场应用情况
大牛地气田7号集气站管辖生产气井21座, 均为直井。平均油压4.2MPa, 平均套压5.6MPa, 随着气井压力不断降低放空频次越来越多, 目前该站冬季每天放空次数约5次左右, 每次2个小时左右。在采气一厂7号集气站安装电子点火装置以来, 解决了放空系统点火困难问题, 也杜绝了环境污染问题。大幅度减少员工放空气体点火操作时间, 也解决周围居民因气井放空而产生的协调问题。于2013年开始采气一厂进行气田所有站场放空系统改造项目, 完成61座集气站电子点火装置安装工作, 现场效果明显。
4 结语
该装置对目前大牛地气田已经使用的放空系统改动较少, 操作成本较低, 能够解决目前放空系统人工点火的弊端, 减少了一线员工工作量, 起到了很好的环境保护作用。具备在气田内推广应用的必要性。
摘要：为有效保护环境和满足地方环保部门安全生产的要求, 在大牛地气田进行了自动电子点火技术试验。通过调研论证并进行效果和环保分析, 结合大牛地气田的特点, 完成现场实施方案设计论证。7号集气站现场应用结果表明, 该项措施能够满足地方环保要求及符合相关行业标准规范。自动点火技术减少了一线操作人员工作量, 实现了气井放空解堵点火作业自动化, 杜绝了其对环境造成的损害, 因而具有广阔的应用前景。
关键词：天然气,放空解堵,自动电子点火技术,环境保护,大牛地气田
参考文献
[1] 伊昕.大牛地气田砂岩储层敏感性试验研究[J].天然气工业, 2005, 25 (8) ;31-34.
[2] 刘建党, 谭学群, 陈舒薇等.鄂尔多斯盆地大牛地气田三维储层精细描述[J].天然气工业, 2009, 29 (12) ;20-22.
[3] 林丽娜, 段春生.林振营.大牛地气田集输节能工艺[J].天然气与石油, 2010 (8) ;11-0.