深水气井测试管柱内天然气水合物堵塞特征与防治新方法

目前对于深水气井测试过程中井筒管柱内天然气水合物(以下简称水合物)堵塞的形成机制尚不清楚,因而存在着过度使用水合物抑制剂以及抑制剂利用效率较低等问题。为此,针对多相流,在水合物生成动力学、水合物颗粒运移沉积动力学等方面开展了研究:构建形成水合物堵塞的定量预测模型,预测水合物在管柱内何时何处形成堵塞并评估堵塞严重程度,确定易发生堵塞的高风险区。进而提出了基于拓展安全作业时间窗口的水合物堵塞防治新方法——依据安全作业时间窗口优选抑制剂浓度、优化抑制剂注入速率。研究结果表明:(1)井筒内所生成的水合物在管柱内壁上沉积附着,形成不断增厚的水合物层,造成管径变小,液膜处生成的水合物在管壁上沉积是造成管柱堵塞的主要原因;(2)随着水深增大或产气量降低,不发生水合物堵塞的安全作业时间窗口变窄,形成堵塞所需时间变短;(3)注入水合物抑制剂可以延缓堵塞的发生,拓宽安全作业时间窗口;(4)水合物防治新方法可显著降低所需水合物抑制剂用量和注入速率(在算例条件下可降低50%)。结论认为,新方法有效克服了传统方法过度使用水合物抑制剂的不足,可为深水气井测试中水合物的防治提供指导。     

低温分离工艺乙二醇注入系统的研讨

在低温分离工艺中注入水合物抑制剂是为了防止水合物的形成，堵塞设备和管道，根据乙二醇的物理性质选用乙二醇作为低温分离工艺的水合物抑制剂。文章就整个工艺中所涉及的主要问题：乙二醇注入点的选择；乙二醇的注入浓度的确定；乙二醇注入量的确定；乙二醇的注入设施即注入喷嘴进行了详细的阐述。     

通过HYSYS计算天然气水合物抑制剂注入量

在天然气处理工艺中,为了防止天然气在输送过程中形成水合物堵塞管路,有必要在管路系统中加入抑制剂,通过注入甲醇、乙二醇等抑制剂可以降低水合物形成温度,达到防止水合物生成的目的.通过HYSYS工艺模拟软件中的水合物形成预测模型可以找到一种抑制剂注入量的计算方法.软件计算是一种快速、有效的方法,在此基础上考虑工程经验和设计余量,为工程设计提供可靠保证.     

水合物堵塞治理工具和方法研究

针对深水油气混输管道中极易生成固体水合物而造成输送管道堵塞的问题,研制了水合物堵塞治理工具样机,并对样机的性能进行了试验验证。该样机主要包括橇块主体、脐带缆系统和测量监控系统。根据水合物堵塞治理工具的设计原理提出了相应的操作流程,并开发了控制软件。试验结果表明,水合物堵塞治理工具和控制系统在水下运行正常,能够完成管线降压和抑制剂注入等规定动作,说明利用该工具可以采用降压、注剂/注热或注剂/注热+降压联合的方法解决油气输送管道中固体水合物堵塞的问题。研究内容对于海底混输管线的安全运行具有指导作用。     

深水气田水下井口开发水合物抑制研究

采用水下井口方式开发的深水气田井底压力高、海水温度低,极易发生水合物堵塞事故,从而严重影响水下设施的运行安全。以拟开发的PY35-1气田为例,采用OLGA软件作为计算平台,通过对水下井口及海底管线输送流体进行瞬态和稳态流动模拟分析,开展了开井时生产水量对水合物抑制的影响研究与海底管线抑制剂注入量模拟计算,并提出了水合物堵塞工况下水下泄压解堵措施。     

动力学水合物抑制剂GHI-1的研制及性能评价

随着近年来国内外大量高含硫酸性气田的不断开发,天然气水合物的形成与堵塞防治问题引起了科研生产工作者的极大关注。甲醇、乙二醇等传统热力学抑制剂有毒、药剂用量大,会产生大量酸性污水难于处理,不能完全满足防止高含硫酸性天然气水合物形成的需要。本文介绍了新型动力学水合物抑制剂GHI—1的制备、性能评价方法及对含硫酸性天然气水合物形成抑制的性能评价结果。评价结果表明,动力学抑制剂GHI-1对于防止高含硫化氢酸性气体的甲烷天然气Ⅰ型结构水合物的形成具有较好的抑制效果。对于H2S含量为0．82%、CO2含量为2．43％的低合硫甲烷天然气,在8．0MPa、5℃（过冷度为8．2℃）的条件下,加注5％的动力学抑制剂GHI—1,可使水合物形成时间延长至3h以上,其药剂加量相当于乙二醇加量的1／4。对于H2S含量为7．92％、CO2含量为1．61％的高含硫甲烷天然气,在8．0MPa、10℃（过冷度为9．85℃）的条件下,加注10％的动力学抑制剂GHI-1,可使水合物形成时间延长至3h以上,其药剂加量相当于甲醇加量的1／2和乙二醇加量的1／3。     

油气田用雾化装置设计原理及发展动态

由于天然气中含有一定的水分,通过管道输送中会析出天然气水合物,温度降低时会结冰堵塞管道。为此通过注入水合物抑制剂可消除天然气水合物。开发的油气田雾化装置用于注入水合物抑制剂。目前雾化装置正向自动连续、精确定量的方向发展。     

组合型水合物抑制剂评价及应用

针对陕北地区冬季气温较低,天然气采气管线生产过程中容易形成水合物堵塞管道及设备的问题,为了替代甲醇,开展了新型水合物抑制剂的筛选评价室内研究,筛选出了一种用于防止采气管线水合物形成的组合型水合物抑制剂,并在此基础上进行了现场试验应用。试验结果表明,该型抑制剂加注量在2.0%(w)时,抑制时间超过1400 min;采出水处理后悬浮物(SS)的质量浓度降至4.8 mg/L,油质量浓度小于15 mg/L,pH值小于8,该抑制剂有助于水处理过程,处理后水质完全满足SY/T 6596-2016《气田水注入技术要求》。     

组合型水合物抑制剂的评价及应用

针对陕北地区冬季气温较低,天然气采气管线生产过程中容易形成水合物堵塞管道及设备的问题,为了替代甲醇,开展了新型水合物抑制剂的筛选评价室内研究,筛选出了一种用于防止采气管线水合物形成的组合型水合物抑制剂,并在此基础上进行了现场试验应用。试验结果表明,该型抑制剂加注量在2.0%(w)时,抑制时间超过1400 min;采出水处理后悬浮物(SS)的质量浓度降至4.8 mg/L,油质量浓度小于15 mg/L,pH值小于8,该抑制剂有助于水处理过程,处理后水质完全满足SY/T 6596-2016《气田水注入技术要求》。     

水合物抑制方法及编程计算

在给定组分条件下，天然气水合物的生成与否主要取决于压力和温度，正确地预测天然气节流后的温度及计算抑制剂用量，可为防止水合物堵塞措施提供技术依据。针对上述问题，选用较合理的方法对水合物生成条件进行预测，通过对水化物生成条件的分析和相关图版的拟合，建立天然气水合物预测模型及合理计算抑制剂注入量模型，对抑制水化物工艺参数编程进行仿真计算，提出合理的工艺参数。