气井天然气水合物预警临界线预测与试验对比分析

气井测试过程中面临许多复杂情况,水合物结冰冻堵井口是其中较为严重的事故,准确地进行预警预报对水合物的预防至关重要。为了科学地确定天然气水合物的预警临界线,通过理论预测方法与室内试验结果进行对比分析认识到,图解法具有使用方便并适度报警的突出特点,结合施工过程中的工作量及作业成本,图解法所预测临界线可用于现场的实时监测,但与试验结果相比具有滞后预警的风险。为了规避风险,提出了在特殊情况下右移预警临界线的建议。     

气井井下节流防止水合物研究

气井井下节流工艺是将节流器置于油管的适当位置来实现井下节流调压，利用地热对节流后的天然气加热，改变天然气水合物的生成条件，对防止水合物生成起到了积极作用。文中建立了气井井下节流压降温降以及节流后地层加热过程的数学模型，以苏里格气田某井为例，应用自制气井井筒动态分析软件，对比分析了井下节流与地面节流水合物生成与携液情况。井下节流大幅降低水合物的生成温度，有效解决了气井积液的生产技术难题。     

低产气井井口防止水合物工艺研究与设计

以低产气井为对象,计算并讨论最适合的井口防止水合物工艺流程。在设计计算中,分别对水套炉加热、电加热器加热、井口注醇、井下注醇及井口节流五种工艺进行了计算,同时,将5×104m3以下的低产气井经过计算划分为三个等级。最后根据经济性、安全性及适用性等条件分析出最适合各等级的工艺流程。     

气井测试水合物的防治研究与应用

从天然气水合物产生机理入手,对气井测试中的水合物现象进行分析,提出可通过改变天然气、水和水合物各相所在条件对天然气水合物进行防治。结合现场技术工艺条件,介绍了三种水合物防治方法：加热法、化学添加剂注入法和逐级节流法。现场应用,行之有效。     

深水气井测试管柱内水合物沉积动态研究

针对深水气井测试管柱内水合物沉积及其对测试作业的影响程度研究不足的问题,在深水气井测试管柱内水合物生成风险区域预测的基础上,建立测试管柱内水合物生成计算模型和沉积预测模型,并以陵水深水气田S2井为例,进行了不同测试工况下测试管柱内水合物沉积厚度定量预测。研究结果表明,所建立的预测模型计算结果与室内环路实验数据的误差小于10%。现场实例应用表明,通过管柱内水合物沉积厚度判断井筒缩径率,理论计算测试2h后水合物沉积导致井筒缩径率为11%,导致井口回压下降1.78MPa,实际测得回压下降约1.86MPa,误差仅为4.5%。现场通过观察井口回压变化情况,及时调整水合物抑制剂注入参数,确保了测试作业的安全顺利进行。该研究对气井测试管柱内水合物沉积的防治具有一定的指导意义。     

深水气井天然气水合物预防方法比较研究

通常采用的水合物预防方法有注入抑制剂、井下节流、采用重力热管或注入热流体等。为分析其应用于深水气井井筒时的适用性和高效性等,开展了深水气井井筒天然气水合物预防方法的比较研究,比较分析了注抑制剂、采用重力热管和井下节流等方法抑制水合物生成的机理。抑制剂直接阻碍水合物的成核和生长,重力热管法与井下节流法则是通过调节井筒温度和压力分布,使其不具备水合物生成条件。利用改进的双流体模型计算井筒内温度和压力分布,以南海东部某深水气井设计资料为基础,比较分析了此3种方法对天然气水合物生成区域的影响规律。分析结果表明:注入抑制剂后,在低浓度范围内,随浓度增加初始生成位置呈小幅上升趋势;在高浓度范围内,随浓度增加初始生成位置大幅度上升;在热流体注入口附近,井筒流体温度出现突变,并随注入量增加与注入温度升高而升高;高产量下,井下节流使水合物生成区域增大;低产量下,节流后水合物生成区域减小。研究结果可为深水气井井筒流动安全保障设计提供参考。     

陕北气田高压气井水合物堵塞预测模拟

陕北高压气井在试采过程中，均不同程度的在油管出现水合物堵塞，严重影响气井的正常生产。水合物形成的初始位置对于防冻剂的注入位置、数量及其方式是极其重要的。本文运用流体力学、传热学等有关理论，同时结合van der waals-Platteeuw理想固体溶液假设，提出了一个数学模型对水合物在井筒中的堵塞初始位置进行预测。通过现场检验：该数学模型具有较高的精度，并且计算方法简单，使用十分方便，能够满足工程要求。     

低温气井井口水合物防止工艺探讨

目前气田水合物防止工艺应用主要集中在处理站或集气站,对于凝析气藏低温气井井口的水合物防止工艺研究较少。本文就这一现状,通过文献调研,提出运用电加热器工艺防止井口水合物产生,通过生产现状验证了电加热器工艺对本气田低温气井井口的水合物防止适用性较好。同时将电加热工艺与注醇工艺和水套炉加热工艺进行了综合比较,分析了它们在井口水合物防止工艺的优缺点。     

重力热管防止气井井筒天然气水合物新技术

利用重力热管的高效导热并且在不额外消耗能量的情况下能够实现能量转移的特性，无需改变井下管串结构，借助空心抽油杆将重力热管应用于天然气井，可以防止天然气水合物在气井井筒内产生。该技术将代替目前的井下节流和添加抑制剂等防止天然气水合物的方法，使井筒天然气水合物的防止工作变得更加简单、方便、有效。研究结果表明，重力热管的应用改善了气井井筒温度分布，提高了井筒上部天然气的温度，使其高于天然气水合物形成的最高温度，从而有效地防止天然气水合物的产生，并且重力热管的作用效果随着重力热管长度的增加而变好。     

气井油管中水合物的形成及预测

天然气水合物是天然气与水在一定的温度和压力下形成的一种冰状笼形化合物。在气井测试与生产系统中,一旦压力、温度条件满足,天然气混合物中的某些气体组分便与水形成水合物,堵塞油管或井口集输管线。研究分析了气井油管中水合物形成的规律,提出了预测水合物形成趋势和可能位置的方法及预防措施。     

Research on hydrate formation and prevention during deepwater gas wells cleanup stage

Abstract

Wellbore cleanup is an important part of deepwater gas wells completion testing and also a critical stage for hydrate formation. For evaluating hydrate risk and proposing specific hydrate prevention-control measures, based on multiphase flow theory, combined hydrates formation-deposition characteristics, the flow risks under different discharge stages are evaluated. It is concluded that hydrate formation in annular flow pattern needs to be focused on importantly. Meanwhile, the research results were verified with the cases of deepwater gas wells in the South China Sea. Finally, the hydrate risk period and critical discharging institution were determined for deepwater gas wells. Optimizing the inhibitor injection time and the amount of the inhibitor injection, combining the discharge pressure differences reasonably can play an economical and effective role in preventing and controlling hydrate risk during deepwater gas well cleanup stage.     

投捞一体式柱塞气举系统的研发

清除井筒积液是维持气井正常生产的重要措施。目前柱塞气举井的生产更多依赖人工控制,井下监测还在采用传统的电缆测井工艺,生产效率不高。为此,提出一种分体式柱塞工具设计方案及利用柱塞进行仪器投捞的测井工艺方法。该技术可根据现场需求,利用柱塞的往复运动将测量仪器安全的放置于井底,在测量任务完成后将存储数据的仪器携带至地面,在井口通过近场无线通信的方式实现与地面采集设备之间的数据自动交换。新型柱塞工具的主要组成部件包括柱塞本体、投送总成、打捞总成和仪器工作筒总成。地面配套设备的主要部件包括井口通信天线和读写器。基于投捞一体式柱塞工具的排液采气工艺可完成井筒生产参数的在线测量任务,包括常规温度压力测量、井筒流体采样、压力恢复测试等。目前,该系统已完成总体方案设计和工程设计,正在开展样机试制和地面试验。该工具将为提高低压低产气井的单井产量和实现稳产提供一种兼具排液采气和动态监测功能的技术手段,对气田生产逐步实现自动化管理具有重要意义。     

深水天然气井水合物预测研究

为了抑制深水天然气井生产测试时生成水合物,针对深水环境海底高压低温特性,研究水合物生成与井筒压力、温度分布和含液量的关系,通过井筒分段方式建立井筒温度分布预测模型,考虑冷凝水和凝析油的影响,建立含液天然气井井筒压力分布模型.实例计算表明,低产气量、低井口压力状态生产测试时和开关井过程中,靠近海床的井筒及以上部分温度下降显著,有利于水合物生成.理论计算和实测值吻合较好,说明建立的模型和理论计算结果能很好地指导实际生产.     

准噶尔盆地气井天然气水合物生成实验研究与分析

针对准噶尔盆地气井高压易形成水合物冰堵的情况,应用实际矿场的气样进行水合物生成室内实验研究与分析。实验分析结果表明,气样中甲烷含量与氮气含量之和可作为判断天然气生成水合物难易程度的标准;气样中杂质对水合物生成有一定促进作用,实验搅拌速度越快水合物生成时间越短,反映到气井中则是杂质颗粒越多越容易生成水合物,气井产量越大且开关井频繁越容易生成水合物。研究结果可为指导气井水合物预测与预防提供依据。     

井下节流防治气井水合物技术研究与应用

通过对中浅层气田水合物生成机理及产生规律的研究与实验,得出了气井水合物生成的温度、压力界限;利用气井水合物生成规律得出了水合物在井筒中生成的界限.研究设计了井下节流防治气井水合物工艺,并通过井下油嘴节流、降低井筒内天然气压力及破坏水合物的生成条件达到防止水合物生成的目的.在研究过程中,推导出气嘴的最小下入深度、最佳嘴径关系式并用于井下节流工艺参数的计算、优化,现场应用效果较好.     

高含硫气井集输系统天然气水合物的防治——以川东地区高含硫气井为例

高含硫气井因H2S含量较高,其天然气水合物形成温度较高,井筒及地面集输系统在冬季生产过程中极易形成天然气水合物,严重影响安全生产。为此,分析了高含硫气井集输系统发生天然气水合物堵塞的原因,在现有集输系统适应性分析的基础上,结合天然气水合物形成的边界条件,提出了高含硫气井集输系统天然气水合物的防治措施:井筒加注防冻剂或解堵剂;清洗井底脏物和天然气水合物;站场设备采用水套炉和电伴热加热,应用聚氨酯硬质泡沫塑料保温材料进行绝热保温;集输管线加注天然气水合物抑制剂;进行集输系统适应性改造;合理控制计量温度;制订合理的清管周期。     

高含硫化氢气井水合物的预测及防治

普光气田属于过成熟高含硫干气气藏.在高含硫化氮气井的生产过程中,极易形成天然气水合物,影响气井的正常生产,因此,如何科学有效地防治水合物的生成,成为高含硫气井的一项重要技术难题.该文通过室内实验和软件模拟的方法对水合物生成的条件进行了对比研究.通过水合物动力实验,分析研究了过冷度和抑制剂质量浓度对水合物生成行为的影响,...     

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。     

水合物促进剂的研究进展

气体水合物是被认为一种能够更好进行气体运输与存储的介质,水合物在节能和环保方面有着很大的优势。为促进水合物更好的适应将来的工业应用,在水合物形成过程中添加一定的促进剂受到越来越多的关注。本文总结了近年水合物生成促进剂的研究,包括促进剂对水合物生成热力学及动力学的影响,温度和压力对水合物生成的影响,促进剂的复配及促进剂在混合气体水合分离中的应用。     

含液气井采气管柱优选

生产管柱的选择对气井生产的影响很大,合理的生产管柱可以提高气流带水能力,排出井底积液,从而延长含液气井稳定生产能力。从现有的管柱优选方法出发,针对含液气井生产情况,提出了含液气井采气管柱优选方法,即运用Hagedorn和Brown模型进行管柱压力损失研究,运用Turner模型进行临界携液流量研究,运用Beggs模型进行冲蚀流量研究,然后运用节点分析法进行敏感性分析,从以上4个方面对油管合理内径的选择进行分析,从而确定出含液气井采气管柱合理内径。