苏里格气田高压气井远程自动开关井技术
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
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。
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
井作业失败后，井口紧急截断阀能够第一时间关闭，从而确保下游管输系统的安全。
（4）智能井口控制器是系统的核心，采用多个微控制器综合控制，将各种信号收集，
在软件程序的控制下，协调动作，智能的完成气井的开关井功能。
3.3 远程 控制仿人工自动开关井
由于苏里格气田采用井下节流、中低压集输工艺，因此气井的开井作业必须保证在迅速降低井口油压的同时，确保地面集输管道系统运行压力不超过管道设计运行压力。在苏里格气田中低压集输工艺技术条件下， 远程自动开关井的实施，必须要符合人工现场开关井的步骤，才可以确保远程开关井的成功和安全。其核心工作是，通过实时监测井口油压、地面管线系统压力、以及井口流量大小，及时根据井口各项运行参数对阀门开度进行实时的调节，从而确保在开井过程中地面系统不超压，真正实现高压气井的远程自动开关井作业。
3.3.1 远程自动开井
目前，气田日常人工现场开井作业，主要是通过现场开启针阀来实现。人工开井作业的全过程要求操作人员实时观察井口油压、地面管线的压力，人为控制井口针阀的开度，一方面要大气量开井，快速将井口油压与地面集输系统压力持平，一方面要确保采集气管线不超压，井口截断阀不起跳，而且要避免因节流降压过程形成水合物堵塞导致开井失败。
3.3.2 远程自动关井
气井远程自动关井有 2 种措施。一是通过向井口紧急截断阀下达远程关闭指令，使紧急截断阀座封关闭，实现气井的关断。二是通过向井口可控式针阀下达关闭指令，通过针阀完全关闭气井。方法一，可以快速将气井关断，但是冬季生产过程中阀体内容易冻堵积冰，存在关闭不完全的风险。方法二符合现场人工实际关井的操作，可以有效的将气井关闭。
4 技术展望
高压气井远程自动开关井技术的实现，将有效解决气田检修、停产期间大规模气井繁重
的开关井作业程序，也将为间歇气井生产制度的调整和自动开关井控制，以及气井远程加注
泡排药剂开关井的实施等气井管理工作，提供有效的技术保障。高压气井远程自动开关井技
术不仅会解决高压气井开关井的问题，而且也会为低产低效井的精细化管理插上翅膀，大规
模大批量气井井筒的精细化管理和“一井一法一工艺”的管理目标必将实现。
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作者简介:徐文龙，男，2005年7月毕业于中国石油大学（华东），长期从事天然气开发技术与生产管理研究工作。通讯地址：陕西省西安市未央区凤城三路巍然大厦A5002室，邮编710018，电话（029）86978159，
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