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浅谈气田开采后期清管作业及对策
内容提要:随着气田开采进入后期储量衰竭产量降低,区域新的气田发现滞后导致无新气源补充,气田集输管线面临大管线输小气量的问题。为了维持气井正常生产必须根据生产情况对输气管线进行清管作业,输气量小、管线大、管线气田水较多导致清管推力不足作业时间延长,而且清管作业过程中出现卡球和气田水进入下游净化处理厂风险增大。针对该问题以老忠线清管作业进行分析研究提出解决措施,其结论和认识对其他气田开采后期输气量小、管线大清管作业具有一定借鉴作用。
主题词:清管作业 气田水及污物 安全隐患 控制措施 建议
一、基本情况
老忠线起点位于重庆市忠县干井乡石马村5组,属于大池干气田磨盘场~老湾区块,产层为石炭系,终点为重庆市忠县灯树居委7组忠县末站,管线规格D323.9×11;管线长度16.8Km(其中老忠线分为A、B段两段,A段9.7Km;B段7.1Km。池58井将磨盘场区块单井集输气量通过管线D159×8-0.12km在老忠线9.7Km处A、B段交汇点T接于老忠线上);设计输气量100万方/日。目前随着气田开采进入后期区块单井气量基本都需要增压开采输送。
在忠县末站老忠线、龙忠线、复忠线来气经过分离、汇集、计量后输送到下游忠县净化处理厂进行脱硫脱水处理,然后将净化天然气一部分就地销售给用户,一部分进入长输管网外销。
二、清管作业存在问题分析
1.根据以往清管通球情况,老忠线中气田水及污物较多,在全开收球筒排污阀、过滤分离器排污阀、总集输汇管排污阀的情况下都不能及时有效将气田水及污物排尽,而出现气田水及污物被气流携带进入忠县净化厂,引起忠县净化厂脱硫生产装置运行异常甚至停产。为了避免清管作业过程中将老忠线管道中的气田水及污物带入下游忠县净化厂,以及老忠线清管通球引起气量、压力、原料气气质硫化氢含量异常波动现象,影响忠县净化厂正常生产,因此,有必要根据实际情况进行清管通球方式方法改进,确保现场作业人员安全。
2.目前老忠线清管通球是一个高风险作业,主要表现在管线大(D323.9×11-16.8Km);输气量小(老忠线A段9.7Km输气量6万方/日,B段输气量14万方/日);气田水及污物多(近年每次清管作业气田水都在70m³以上);清管作业时间长(清管作业一次一般需耗时27小时左右);忠县末站气田水池建在站内,离清管作业区域较近,排污产生的含硫原料天然气扩散不及时存在人员中毒安全隐患。
三、整改措施及建议
1.根据老忠线管道中气田及水污物沉积情况,摸索制定合理的清管作业周期,并严格执行;选择忠县末站原料气管网压力相对运行较低、原料气硫化氢含量相对较低较稳定时间段安排清管作业。
2.忠县末站对老忠线进行清管作业前,作业区派技术干部现场搞好危险危害因素辨识,并制定防控措施;对气田水池中的气田水提前进行拉运,保证有足够的容积收集气田水及污物。
3.由于老忠线为D323.9×11-16.8Km,目前池37井进入老忠线A段输气量6万方/日;池58井T接进入老忠线输气量8万方/日,池37井气量与池58井气量汇合后,老忠线B段输气量为14万方/日,显然推球气量不足,清管通球时间较长(初步估算需18小时左右)。建议通球时将龙吊线的气量暂时通过巴营站至池37井管线,倒入老忠线生产(此时巴营站脱水装置进入热循环状态),缩短清管作业时间,待清管通球结束后,再恢复龙吊线气量进入巴营站脱水装置生产。
4.根据工况条件提前计算好清管球到站时间,同时告知忠县净化厂提前搞好生产参数调控,如增加脱硫剂循环富裕量,以应对气量、压力波动,原料气硫化氢含量超高对产品气的影响。
5.忠县净化厂搞好自身原料气进脱硫装置前过滤分离器的排污工作,并配备专人现场值守;清管作业过程中适时保持信息沟通,特别是清管球即将进站时告知忠县净化厂根据原料气携带的气田水及污物情况进行排污,杜绝气田水及污物进入脱硫装置。
6.忠县末站操作人员根据清管球即将进站时调整老忠线收球筒引流阀的开度控制清管球进站速度,以便收球筒排污阀能够正常完全排放清管球前推动的气田水及污物为宜。
7.如果老忠线气田水及污物较多,收球筒排污阀不能完全排放时,待气田水及污物进入收球筒后,可以选择立即关闭老忠线收球筒引流阀,老忠线气量暂停导入忠县净化厂生产,同时采用收球筒排污阀排污引球措施(此时放空阀引球会导致气田水及污物进入进入放空管线,因此不建议采用),保持清管球正常缓慢运行。通过实时监听排污阀气流声判断气田水及污物是否排尽(估算排污阀排放时间约为10分钟至15分钟),待清管球进入收球筒,气田水及污物也排尽后,立即恢复正常生产流程。
8.当老忠线来气管线上游压力值上升较大,如果影响到增压机组正常工作时,可以适当考虑将上游井站池37井气量通过池37井至巴营站管线暂时倒入巴营站生产,池58井进入老忠线输气量不变,保持清管球推动气田水及污物缓慢匀速前进,进站气田水及污物才能确保被收球筒排污阀完全有效排放干净。假如气田水池区域和生产操作区域因清管通球气田水及污物排放导致硫化氢和甲烷浓度超标影响到正常作业时,停止清管通球气田水及污物排放,待清管作业区域气体检测合格后,在进行相关操作;此时如果老忠线压力持续上升,影响到增压机组正常工作时,可以将池58井气量和池37井气量全部通过池37井至巴营站管线暂时倒入巴营站生产。然后根据忠县末站现场情况,利用老忠线管容气量和压力进行清管作业,待清管球收到后,老忠线输气量恢复正常生产流程,即将气量全部倒入忠县净化厂生产。随即池58井、池37井气量恢复倒入老忠线正常生产。
9.由于采取完全截断老忠线气量进入忠县净化厂生产,而且采用排污阀引球措施,气田水池区域天然气泄放量会比正常清管通球增加,因此要加强排污池区域禁入管理,持续加强清管收球作业区域气体检测,防止中毒事件发生,同时现场作业人员人手准备一具空呼,现场摆放适量干粉灭火器;清管通球产生的气田水及污物要及时监控液位并及时拉运,避免环境污染。
四、总结认识
通过对老忠线的清管通球操作方式方法进行改进完善,可以科学合理实现生产作业受控,同时确保生产作业现场操作人员和生产设备安全;同时确保了老忠线气田水及污物不因收球筒和过滤分离器排污管线通径小导致气田水不能及时快速有效排净而被原料气携带进入忠县净化厂;避免气量、压力波动导致原料气硫化氢含量异常波动;同时通过清管通球生产流程倒换,防止了老忠线憋压影响增压机组正常生产,避免了老忠线上游憋压放空;通过对老忠线清管球推动气田水及污物进站速度的控制,为排污阀排污争取了时间,同时避免了气田水及污物被气流携带进入净化生产设备装置,确保了忠县净化厂安全平稳生产。
参考文献
[1]《气田集输设计规范》,中国石油天然气集团公司主编,中国计划出版社,2016年6月.
[2]《采气工》,中国石油天然气集团公司职业技能鉴定指导中心编,石油工业出版社,2009年6月.
[3]《采气工安全操作读本》,西南油气田公司编著,中国工人出版社,2014年4月.
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