摘要：页岩气放喷测试及试采过程中分离器的气液出口通过fisher阀控制，达到设置值后fisher阀开启，排液管线开始排液。但是现场分离器常常由于分离效果不理想，部分可燃气体随排出的返排液通过排液管线排放到放喷口。放喷池围墙较高，可燃气体极易聚集，存在火灾爆炸的安全风险。故通过点燃的方式降低此风险。传统长明火采用柴油、木柴等作为燃料，燃烧时间短，且需人工实时添加燃料来维持。而利用试气、试采井自身的产气供给作为长明火燃料，具有节约成本、降低安全风险、减轻劳动强度的优点，因此，研究利用气井自身产能替代传统长明火的技术是有必要的。该项技术实施成本低，操作简便，适合在所有天然气井的放喷、试气、试采及采气过程中应用。
关键词：调压阀 多级调压 持续供气 长明火
一、长明火的应用背景
随着社会对清洁能源需求不断扩大，天然气价格不断上涨，人们对页岩气的认识迅速提高。特别是水平井与压裂技术水平不断进步，人类对页岩气的勘探开发正在形成热潮。
页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点，所有的井都需要实施储层压裂改造才能开采出来。
实施压裂改造后页岩气井需要放喷测试、试采等工序，气井测试过程中气、液同出，排出的气体要及时点燃，否则易造成环境污染及存在闪爆风险，一般做法为点长明火，从而保证可燃气体充分燃烧。
二、长明火在油气开采中的作用及传统长明火浅析
传统长明火有以下几方面不足：（1）需人工适时补充燃料；（2）需专人看守；（3）依靠人工补充燃料，烧伤等安全风险高；（4）未及时补充燃料等原因造成长明火熄灭，放喷出的油气未燃烧不仅污染环境，还增加闪爆等安全风险。
通过研究气井自身产能持续供给长明火的技术，可有效解决以上传统长明火方式的不足（注：目前该技术仅针对天然气井，对油井的适用性未做研究）。
三、气井长明火持续供气技术
1、技术思路
在天然气井（以下简称气井）的放喷测试、试气、试采等作业中，分离器是必不可少的设备，经分离器分离后的天然气，对其中的一小部分天然气进行调压、过滤，输送至放喷口燃烧，取代传统长明火，无需人工补充燃料，避免人员近距离操作，减小安全风险。
通过现场实际研究，在分离器出气管线上增加分支管线，安装一级或多级调压阀及过滤器，将少部分天然气进行调压至适当压力及气量，输送至放喷口，维持长明火持续供气，取代传统长明火，科学利用现有能源持续供给长明火，实现传统长明火作用，同时取缔传统长明火弊端，达到施工目的。
2、现场试验
综合分析传统长明火应用弊端，结合中原油田油气分公司普光页岩气田开发的实际状况，对现场分离器输气管线进行增加支流改造，依靠多级调压阀（减压阀）进行气源压力调节，合理供给长明火，实现节约能源、降低安全风险的目的。
根据中原油田油气分公司普光页岩气田的实际生产现状，现场分离器外输压力普遍偏高（基本维持在6.5-7.5MPa之间），要实现长明火持续供气，需降低支流管线长明火气源压力，现场使用的调压阀为多级减压阀（2-3个减压阀），多级减压阀相对于一级减压阀而言，能有效降低气流降压后的冰堵风险，多级减压阀为长明火持续供气技术的关键装置，除多级减压阀外，流程安装有过滤器、单流阀等装置。
经过三个页岩气平台现场的试应用，长明火持续供气装置供气稳定，根据现场条件调节供气源压力，未出现天然气水合物冰堵现象，个别条件下偶尔出现管线表面结霜。
3、现场应用分析
长明火持续供气技术在现场的试应用中，主要的难题是调压防止天然气水合物冰堵，在试验改进期间，借鉴行业内防天然气水合物冰堵的先进方法，由一级调压改为多级调压，使气源压力分步下调，有效防止冰堵。
新技术在试应用期间，经过与现场传统长明火方式进行比对，以单井放喷测试7天，试采180天计算，对比接管见下表：
长明火方式 燃料 燃料单价 每天燃料量 放喷天数
（暂估） 累计费用
传统方式 柴油 6.0元/L 150L 187天 168300元
新型工艺 自产气 2.4元/m3 100m3 187天 44880元
单井使用长明火持续供气工艺比传统长明火方式累计节省168300-44880=123420元，长明火持续供气装置的成本费用为10942元，并且可长期重复使用，相当于单井可节约11万元。
该工艺技术有以下几方面优点：（1）成本低廉，易实施；（2）配套装置可重复使用；（3）安全性高，不易出故障。（4）灵活性高，可根据现场情况按需配置不同装置。
该工艺技术也存在一定弊端：（1）直通放喷时无法使用这种长明火供气方式；（2）气源压力达到15MPa以上时，降压困难，易冰堵。
四、气井长明火持续供气技术研究结论
1、应用意见
气井长明火持续供气技术，有效解决了传统长明火在安全、成本、工作强度等方面的问题，其使用时应根据现场情况进行设备选配，如调压阀的数量等。
目前长明火持续供气技术虽极大地解决了传统长明火的一些弊端，但现有的技术还处于初级阶段，有升级完善的空间，用户在使用过程中可根据情况进行改造升级。
2、推广价值
长明火持续供气技术具有节约成本、安装简便、灵活性强的特性，是现有长明火形式中安全、节能、省力等俱佳的长明火方式，值得在天然气井的试气、试采等工序中推广应用，实际应用中应根据实际情况不断完善该项技术，并且验证其在油井的适用性，使油气井开采中长明火的使用方式更加合理。
【参考文献】
【1】魏永忠. 天然气试气过程中水合物预防问题的探讨[J]. 内蒙古石油化工, 2016(5):42-43.
【2】刘长良. 天然气冰堵的成因、防止及解决办法[J]. 中国化工贸易, 2012, 4(8):293-293.
作者简介:晁岳昌 1986年1月 大专2008年毕业于中央广播电视大学 从事 井下作业 高级技师 研究方向浅谈利用气井自身产能替代传统长明火的技术及应用
地址:中原油田采油气工程服务中心
邮编:457000
联系方式:13783931789
电子邮件:13783931789@163.com