一种注氮气吞吐井复产后地面生产系统及方法与流程

本发明属于石油开采，具体涉及一种注氮气吞吐井复产后地面生产系统及方法。

背景技术：

1、注氮气吞吐措施作为一种重要的提高单井采收率的工艺，在油田实际生产中已经得到广泛应用。现有的注氮气吞吐井复产后，地面生产系统通常是将所产油气在井口节流后直接管输送至下游联合站进行处理，即在单井井场不经过降氮处理就将含氮气较高的油气输送至联合站。

2、实际生产时存在以下问题：

3、(1)油井管线一般采用20#无缝钢管以及玻璃钢管、柔性复合管等非金属管材，采用注氮气吞吐措施的单井复产后初期井口压力较高(一般超过25mpa)，井口油气经采油树油嘴节流后介质温度降至-25℃以下，低于普通碳钢管线和非金属管线的使用温度下限(-20℃)；

4、(2)一般油田联合站使用自产伴生气作为燃料气，由于注氮气吞吐措施后的单井复产初期产气量较大且氮气含量较高，其所产油气进入联合站后会导致站内燃料气中氮气含量升高，进而可能导致站内加热炉停炉、火炬熄灭等问题，严重影响联合站的安全、平稳运行。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种注氮气吞吐井复产后地面生产系统及方法，用于解决注氮气吞吐井复产初期地面生产系统存在的因伴生气氮气含量高导致下游联合站加热炉停炉、火炬熄灭，以及井口压力较高导致节流后温度低于管线使用温度下限的技术问题。

2、本发明采用以下技术方案：

3、一种注氮气吞吐井复产后地面生产系统，包括一级节流加热单元，措施井的出口通过管道依次经一级节流加热单元和分离单元后分两路，分别经气相单元和液相单元连接二级加热单元，气相单元能够实现对气相的二级节流以及高含氮气体的自动放空和自动点火；液相单元能够控制分离器的液位以及液相的节流降压；二级加热单元用于实现气液混合后的节流降压、加热和外输。

4、具体的，一级节流加热单元包括加热炉，措施井的出口通过管道与加热炉连接。

5、进一步的，措施井与加热炉之间的连接管道上设置有第一角阀。

6、进一步的，加热炉为撬装真空加热炉。

7、具体的，分离单元包括分离器，分离器的输入端与加热炉连接，输出端分两路，一路连接气相单元，另一路连接液相单元，用以实现井口所产油气的气液分离与计量。

8、具体的，气相单元包括第一压力调节阀，分离单元的气相出口端通过管道与第一压力调节阀的一端连接，第一压力调节阀的另一端分两路，一路经自动点火装置连接放喷池，另一路与二级加热单元连接，分离单元与第一压力调节阀之间的连接管道上设置有第二角阀。

9、进一步的，第二角阀与第一压力调节阀之间的连接管道上设置有在线氮含量检测仪，第一压力调节阀与自动点火装置之间的连接管道上设置有自动放空阀，在线氮含量检测仪与自动放空阀连接。

10、具体的，液相单元包括液位调节阀，分离单元的液相出口端经液位调节阀与二级加热单元连接。

11、具体的，二级加热单元包括第二压力调节阀，第二压力调节阀的一端分别连接气相单元和液相单元，第二压力调节阀的另一端连接低压集输管线，第二压力调节阀与低压集输管线之间的连接管道上设置有电磁加热器。

12、本发明的另一技术方案是，一种注氮气吞吐井复产后地面生产方法，包括以下步骤：

13、s1、注氮气吞吐后复产的措施井所产油气从井口出来后，先进行一级节流降压，节流降压后的油气经加热处理后进行气液分离，得到气相和液相；

14、s2、步骤s1气液分离得到的气相经计量后进行二级节流降压，然后再进行精准调压；

15、s3、当步骤s2精准调压后的气相中氮气含量高于50％时对气相进行放空和燃烧处理；当步骤s2精准调压后的气相中氮气含量低于50％时，气相与步骤s1得到的液相汇合，经调压和加热处理后接入已建低压集输管线，最终去下游的联合站。

16、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

17、本发明一种注氮气吞吐井复产后地面生产系统，通过设置在气相管线的在线氮含量检测仪，实时检测气相中的氮气含量，并通过与气相放空阀的联锁，有效降低气相中氮气含量，保证了所产油气的品质。通过在两级节流、两级加热的方式，确保介质处于安全输送温度范围，克服了节流后低温导致的管线失效、进而造成油气泄露的问题。

18、进一步的，通过设置加热炉，以实现对一级角阀节流降温后的介质进行加热。

19、进一步的，措施井井口产出物压力较高，一般为20mpa，通过在措施井与加热炉之间的连接管道上设置第一角阀实现第一级节流，将管道内介质压力降至14mpa，以满足加热炉使用压力要求。

20、进一步的，本发明使用撬装真空加热炉，一方面撬装化设备具有结构紧凑、节约空间的优点，另一方面真空加热炉使用天然气作为加热能源，相较于使用电磁加热器的等以电为加热能源的设备，经济性较好。

21、进一步的，本发明设置计量分离器的主要目的有两方面，一方面是实现气液分离，进而将氮气分离放喷出去；另一方面利用计量分离器实现计量的目的。

22、进一步的，通过在分离单元与第一压力调节阀之间的连接管道上设置第二角阀将压力从14mpa降至4mpa，从而达到二级节流的目的。

23、进一步的，通过在第二角阀与第一压力调节阀之间的连接管道上设置有在线氮含量检测仪，第一压力调节阀与自动点火装置之间的连接管道上设置有自动放空阀，在线氮含量检测仪与自动放空阀连锁，用以实现实时监测并通过放空控制气相介质中氮气含量的目的。具体工作原理为：当在线氮含量检测仪检测到气相中氮气含量较高时，自动放空阀打开，气相进入放空系统进行放空和燃烧；当在线氮含量检测仪检测到气相中氮气含量较低时，自动放空阀门关闭，气相与分离器分离出的液相汇合后，经二号压力调节阀调压后利用电磁加热器加热后接入已建低压集输管线，最终去下游的联合站。

24、进一步的，通过液位调节阀用以实现控制分离器液位以及对液相进行节流降压的目的。

25、进一步的，气相单元和液相单元汇和后通过第二压力调节阀进行调压，用以满足外输压力要求；随后通过电磁加热器进行加热，用以满足外输温度要求。

26、一种注氮气吞吐井复产后地面生产方法，该发明一方面可有效提高注氮气吞吐井复产后井口节流后的介质温度，预防低温导致的管线失效和油气泄露；另一方面能够有效降低伴生气中氮气含量，避免高氮气含量造成下游联合站的加热炉停炉、火炬熄灭。

27、综上所述，本发明针对注氮气吞吐措施地面流程进行了优化，有助于该措施在油田更好的推广，对与深挖油井潜力、促进原油上产、抓住稳产上产主动权具有很好的支撑作用。

28、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种注氮气吞吐井复产后地面生产系统，其特征在于，包括一级节流加热单元，措施井(1)的出口通过管道依次经一级节流加热单元和分离单元后分两路，分别经气相单元和液相单元连接二级加热单元，气相单元能够实现对气相的二级节流以及高含氮气体的自动放空和自动点火；液相单元能够控制分离器的液位以及液相的节流降压；二级加热单元用于实现气液混合后的节流降压、加热和外输。

2.根据权利要求1所述的注氮气吞吐井复产后地面生产系统，其特征在于，一级节流加热单元包括加热炉(3)，措施井(1)的出口通过管道与加热炉(3)连接。

3.根据权利要求2所述的注氮气吞吐井复产后地面生产系统，其特征在于，措施井(1)与加热炉(3)之间的连接管道上设置有第一角阀(2)。

4.根据权利要求2所述的注氮气吞吐井复产后地面生产系统，其特征在于，加热炉(3)为撬装真空加热炉。

5.根据权利要求1所述的注氮气吞吐井复产后地面生产系统，其特征在于，分离单元包括分离器(4)，分离器(4)的输入端与加热炉(3)连接，输出端分两路，一路连接气相单元，另一路连接液相单元，用以实现井口所产油气的气液分离与计量。

6.根据权利要求1所述的注氮气吞吐井复产后地面生产系统，其特征在于，气相单元包括第一压力调节阀(7)，分离单元的气相出口端通过管道与第一压力调节阀(7)的一端连接，第一压力调节阀(7)的另一端分两路，一路经自动点火装置(9)连接放喷池(10)，另一路与二级加热单元连接，分离单元与第一压力调节阀(7)之间的连接管道上设置有第二角阀(5)。

7.根据权利要求6所述的注氮气吞吐井复产后地面生产系统，其特征在于，第二角阀(5)与第一压力调节阀(7)之间的连接管道上设置有在线氮含量检测仪(6)，第一压力调节阀(7)与自动点火装置(9)之间的连接管道上设置有自动放空阀(8)，在线氮含量检测仪(6)与自动放空阀(8)连接。

8.根据权利要求1所述的注氮气吞吐井复产后地面生产系统，其特征在于，液相单元包括液位调节阀(11)，分离单元的液相出口端经液位调节阀(11)与二级加热单元连接。

9.根据权利要求1所述的注氮气吞吐井复产后地面生产系统，其特征在于，二级加热单元包括第二压力调节阀(12)，第二压力调节阀(12)的一端分别连接气相单元和液相单元，第二压力调节阀(12)的另一端连接低压集输管线(14)，第二压力调节阀(12)与低压集输管线(14)之间的连接管道上设置有电磁加热器(13)。

10.一种注氮气吞吐井复产后地面生产方法，其特征在于，利用权利要求1至9中任一项所述的注氮气吞吐井复产后地面生产系统，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种注氮气吞吐井复产后地面生产系统及方法，包括一级节流加热单元，措施井的出口通过管道依次经一级节流加热单元和分离单元后分两路，分别经气相单元和液相单元连接二级加热单元，气相单元能够实现对气相的二级节流以及高含氮气体的自动放空和自动点火；液相单元能够控制分离器的液位以及液相的节流降压；二级加热单元用于实现气液混合后的节流降压、加热和外输。本发明针对注氮气吞吐措施地面流程进行了优化，有助于该措施在油田更好的推广，对与深挖油井潜力、促进原油上产、抓住稳产上产主动权具有很好的支撑作用。技术研发人员：陈梦宁,吴坚,韩国强,文雷,陈杰,陈大勇受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/26