川东北气井抑制剂配合防治水合物技术
川东北含硫气井测试流程中的水合物预测及防治
ＣＯ，含பைடு நூலகம்鲢
＋ １Ｍ Ｐ － － １ Ｍ Ｐ ＋ ０ ａ －－ ５ ． Ｄ ， ａ ２ ＭＰ ０ ａ＿ － ２ Ｍ Ｐａ ． ５
根据河坝 １ 井的基本 资料计算出水套炉进 口温度 为 ３ ℃（ ５ 由节 流温 度降获 得 ）利用 公 式 （） 算 得 １大 ， ３计
用性 差 。本 文采 用分 子 热力 学 模 型 法 预测 水 合 物 生 成 条件 。已知天然 气 的组分 、 压力 ， 可采 用 迭代 法 ［ 见公
式（）求得水合物的形成温度 Ｔ １］ 。
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的精确度 ， 我们利用 Ｈ ｌ ｒ Ｓｏｎ ｏ ｅ 和 ｌ 合编的《 ｄ ａ 气体水化物 手册 》 上发表一些实验数据进行检验（ １。在相同的压 表 ） 力下通过热力学公式预测的水合物生成温度与实验室测 出值 比 较吻合， 在低压时两者相差不到 １， 。 在高压时两者 相差小 于 ２ 足工程精度要求 ， 明 了采 用分子 热力 学 ０满 ９ 证 方法进行水合物生成温度的预测是可靠的。
８ ４
西 部探 矿工程
２１ ０ １年第 ７期
川 东北 含 硫 气 井测试 流 程 中的水 合物 预 测及 防治
邓美洲 ， 赵哲军 ， 雷 炜
（ 中国石化西南油气分公司工程技术研究院， 四川 德阳 ６８ ０） １０ ０
摘 要 ： 东北含 硫 气藏勘探 开发 过程 中， 川 测试过 程 中水合物 形成预 测 与防 治的 问题 是 目前急 需解 决 的问题 ； 通过与现场实践相结合的研究方法， 采用容易计算机编程且可靠性较高的分子热力学模型法 进行计 算 分析 ， 分析得 到 了压 力、 组分 等对 水合 物温度 的影响 关 系， 尤其 是硫 化 氢 的存 在 对 天然 气水 合物 形成 的影响 ， 为含硫 气藏 水合 物 的防 治提 供 了借鉴 ； 结合 河坝 １井的 实际情况进行 了水套 炉型 号 的优 选 。实践证 明利 用此 方法预 测 的水合 物生成 温度及 预 防方 法准确 、 可靠 。 关键词 ： 含硫 气井 ； 测试 流程 ； 水合 物 ； 水套 炉 ； 算 计 中图分 类号 ： Ｅ ７ 文 献标识 码 ： 文 章编 号 ：Ｏ ４ ７ ６ ２ ｌ） ７ Ｏ ８— ０ Ｔ ２ Ａ ｌ Ｏ —５ １ （０ １０ 一 Ｏ ４ ３
防止天然气水合物形成的方法热力学抑制剂法
防止天然气水合物形成的方法——热力学抑制剂法概述天然气水合物是一种在高压低温条件下，天然气分子和水分子结合而形成的物质。
在深海沉积物、陆地冷区和天然气管道中常见。
虽然它是一种重要的能源资源，但在天然气储运过程中也会带来许多问题，其中最主要的问题就是天然气水合物的形成和堵塞。
天然气水合物通常形成在沉积物中，占据埋藏在沉积物中的油气空间，从而降低油气的开采效率。
在管道运输中，水合物也可能引起管道输送能力降低、管道爆炸等安全问题，严重威胁天然气输送的安全性。
因此，防止天然气水合物的形成和解决水合物问题，对天然气工业发展具有重要意义。
本文将讨论一种常用的防止天然气水合物形成的方法——热力学抑制剂法。
热力学抑制剂法解析热力学抑制剂法是一种使用添加剂抑制水合物形成的方法。
其基本原理是向水合物体系中添加一种高效的物质，改变体系的化学势使水合物体系的蒸汽压下降，从而抑制天然气水合物的形成。
热力学抑制剂法分为两大类：1. 低浓度热力学抑制剂法该方法是在天然气水合物形成压力下添加一定量的低浓度抑制剂。
低浓度抑制剂的添加量通常在天然气水合物形成压力的百分之二至十之间。
通过低浓度抑制剂的添加，改变天然气水合物体系的化学势，从而抑制水合物的形成。
低浓度抑制剂添加后，压力和温度下降，从而改变水合物的形成条件。
低浓度热力学抑制剂的特点是添加量小，不影响系统的稳定性，对环境和天然气质量也没有异影响。
2. 高浓度热力学抑制剂法该方法是向水合物体系中添加一定量的高浓度抑制剂，使其达到在水合物形成压力下稳定的条件。
高浓度热力学抑制剂的添加量通常在天然气水合物形成压力的百分之二十至四十之间。
高浓度抑制剂的添加使得水合物体系的化学势比自然状态下的水合物体系更稳定，相对水的化学势更高，从而抑制水合物的形成。
高浓度热力学抑制剂的特点是添加量较大。
这种方法通常用于储存和运输天然气水合物时，以抑制其在管道和储罐中的形成。
抑制剂的种类和特点热力学抑制剂的种类根据其化学成分和性质，可分为多种类型。
CO2气井试气过程中的水合物防治
一
表 １不同Ｃ Ｏ 含量对节流后温度的影响
Ⅻ
２ ０ ８
二 ２ ∞
嘲 Ⅻ
２ ０ ２
５
１ ５
２ ５
２ ∞ ０ ５ Ｉ Ｏ Ｉ ５ ２ ０ ２ ５
压力 （Ｐ ） Ｍ ａ
图 ｌｌ 气 井不 同节 流下 游 ｝ ｝
压力 对温度 的 影响 曲线
压力 （ｅａ １ ）
图 ２２ ＃气井不 同节流 下游压 力
对节 温度 的影响 曲线
全防止水合物生成。 从图 １ 、图 ２可以看出 ，节 流下游压力越 ２３ 加 注 抑制 剂 （ 乙二 醇 ） ． 注 捣。 低 ，节 流温降越 大 ；节 流下 游压力 越低 ，节 由图 ５ 、６可知 ，通 过加抑制 剂能防止水 盎２ ６ ０ 流水合 物温度 也越低 。从 图 ｌ可 以看 出 ，节 合 物 生成 ，但 加 药 量大 （ 其 是 高 含 Ｃ 尤 Ｏ 气 流下游压 力 改变 ，节 流温度 与水合 物温 度差 井 ） 。 霸 。 值基 本没 有改 变 。随着 节流 后压 力 的增 加 ， ３ 结 论 ２ ２ ０ 水合物生成 温度与节流后 温度 差值越来越小 ， ３１对容易发生水合物堵塞的井 ，可 以采 ． 当节流后压 力为 ５ ａ时 ，节流后 的温度 与水 ＭＰ ５ １ Ｏ １ ５ 取反序试井 （ 油嘴从大到小）来防止水合物 ； 压力 （ ａ ） 合物生成温度基本相等。 ３２低含 Ｃ ： ． Ｏ 气井 不能通过提高节流后 的 因此 ，Ｃ 量低 的气 井 （＃气井 ）不 Ｏ含 １ 能通 过提 高节流 后的压 力来 防止节 流后水 合 物的生成 ，Ｃ Ｏ 含量高 的气井 （ 气井） 可以 ２ ＃ 表 ２ｌ ＃气井不同节流前温度、 压力对节流后 温度的影响 通过 提高节 流后 的压力来 防止 节流后水 合 物 的生 成 。 ２２提高节流前温度 （ ． 加热） 假定 节流后压力 为 Ｉ Ｐ ， 过改变节流 Ｍａ 通 前温 度 、压 力 ，分 析节流后 温度 ，分析 结果 见表 ２ 、表 ３ 。从 表 ２ 可以看 出，通过提 高 １ ｝ ｝ 气井 节 流前 的温 度可 以提 高 节流 后 的温度 ， 从而 防止 水 合物 的生 成 。从 表 ３可 以看 出 ， ２ 气井 当节流前压力为 ７ Ｐ 时 ，提高节流前 ＃ Ｍａ 的温度 可 以改变节 流后 的温度 ，当节流 前压 节 流 前 温 度 节 流 后 温 度 （ ） ℃ ７ Ｐａ Ｍ １ ＯＭＰａ 力大 于 ２ Ｍ ａ ，提高 节流前 的温 度不 能改 ０Ｐ 时 ３０ ３９ ９ ． ４ｏ 变节 流后的 温度 ，因此 不能 通过加 热的 方式 ４０ ３９ ９ ． ３９．９ 来 防止 水 合 物 的产 生 。当 节流 前 压 力 大 于 ３９．９ ５０ ２２ ２ ． ６０ ４ ．３ ３９．９ ２Ｍ ａ ０ Ｐ 。节流到 Ｉ Ｐ 时，节流后温度相等 。 Ｍａ ２６ ７０ １ ．９ １ 从 图 ３和 ４可以看 出 ，ｌ ＃气井通过 加热 ８０ ２７ ５． ４ 能 防 止 水 合 物 生 成 ， 气 井 通 过 加 热 不 能 完 ９０ ４ ． ｉ ３ ｌ２．９
气井井口水合物防止措施浅析
·200·含有水蒸气或液态水的天然气，当温度、压力发生变化时极易产生天然气水合物。
水合物是在一定的温度和压力下，天然气的某些组分与液态水结合生成的笼形化合物，它与冰外形相同，但结构不同，严重时会导致井口采气管线冻堵，影响气井生产。
1 水合物生成条件高压、低温有游离水是水合物生成的两个必要条件，此外，由气流压力起伏或流动方向变化（如经过孔板、弯头、阀门等）产生的搅动或有晶核存在也会促进水合物产生。
图解法、平衡常数法、热力学模型法是常用的判断水合物生成温度和压力的方法。
2 水合物的防止方法2.1 注水合物抑制剂通过给井口采气管线内注入醇类以吸引水分子来改变水合物的性能，提高水合物生成压力或降低其生成温度，从而防止水合物生成的工艺称为注水合物抑制剂法，注入的这类物质称为抑制剂。
常见的有甲醇（MeOH）、乙二醇（EG）、二甘醇（DEG），还有部分盐类。
实践证明当各种抑制剂的质量浓度相同时，甲醇使水合物生成温度的下降幅度最大，乙二醇次之，二甘醇最小。
甲醇的蒸汽压最高，易进入天然气和液态水中，因此可直接注入，且适用于任何温度的天然气。
工程上处于经济性考虑，一般不对甲醇进行回收。
产气量小、间歇性注入的井，常用甲醇作为抑制剂，反之则使用乙二醇和二甘醇。
根据经验，当注入量超过0.11m 3/h 时用乙二醇比较经济。
2.2 注新型抑制剂动力学抑制剂和防聚剂是在上世纪末出现的，属于新型水合物抑制剂，它们与热力学抑制剂（如2.1所列举的）作用原理不同。
动力学抑制剂能够延缓水合物晶体形成，防止水合物堵塞。
N-乙烯基吡咯烷酮、羟乙基纤维素等都属于动力学抑制剂。
水合物防聚剂则能够阻止水合物聚结、生长，产生的水合物晶体很小，能够随气流一起通过管道，不堵塞管道，如烷基芳香族磺酸盐、季胺盐等。
2.3 井下节流器节流天然气节流压降的同时温度也在下降。
井下节流工艺是通过计算，在油管的适当位置安装节流嘴，一方面实现节流，另一方面对节流过程中气体的温度损失通过地层温度的加热进行补偿，经节流后的气流温度高于天然气水露点，再将地面集输管线埋深至土壤冰冻线以下，这样在地面管线、井口和井筒内都可避免水合物堵塞的困扰。
川东北气藏控水稳产技术研究
内蒙 古石 油化 工
２ ｌ 年第 ２ 期 Ｏ１ ０
川 东 北 气 藏 控 水 稳产 技 术 研 究
李 玲
（ 中国石化西南油气分公司工程技术研究院）
摘 要 ： 对 气井 生 产过程 中由 于未 充分 考虑 到产水 的特 点 而 出现 的 气井工 作 制度 不 合理 导 致 气 针 井过 早 水淹 的问题 ， 气井 地质 基础 情 况 出发 ， 从 包括 单井控 制储 量 、 气水分 布 、 裂缝 沟通 等 ， 析 气井 产 分 水 可能 性 ， 化 气井试 采 工作 制度 ， 优 促进 产水 气井 的稳定 试采 。 关键 词 ： 有水 气藏 ； 水 气井 ； 产 工作 制度 ； 裂缝 ； 侵 水
少， 王会强 ， 李晓平等人根据气水两相渗流的基本规 律， 推导得到了边水气藏水舌突破时间的计算公式，
如下：
＝ Ｍ
产水量大 ， 增加快。
１ ２ 气井 开 采 中期 产水 ．
在气井开采中期 ， 采出天然气量大 ， 气区地层压 力下 降较多 ， 地层水便很容 易沿裂缝通道和储层发 育部位窜入气 区， 造成气井 出水 （ Ｂ井） 如 。
其 中： ｔ ｔ 为水锥的 突破 时间 ，； 为储层孔 隙 ６ ａ ， 度 ； ， Ｓ 原始 束缚 水 饱和 度 ； ， Ｓ 残余 气 饱 和度 ；， ａ 气
收稿 日期 ：Ｏ １ ８ ９ ２ ｌ —０ —１ 作者简介 ： ｚ （ ９９ ） 工程 师，０ ７年毕 业成 都西南石 油大学油 气开 发专业 ， ￣ １７－ ， ２０ 现就 职于 中石化 西南 油气分公 司工程
１ １ 气井 开 采早期 产水 ．
距 离裂缝 较远 的气 井 ， 在气井 开采 后期 ， 量不 能 断降低 ， 只要 气 区与水 区之 间无 隔层 ， 地层 水就 可 能 侵 入气 区开 始产 水 。这 类气 井产 水特 点是 气井 产水 量较 小 ， 期才开 始产 水 ， 后 或者不 产 水 。 ２ 气井合理采气工作制度确定 对于 处于不 同位 置 的气井 （ 图 １所示 的 Ａ、 如 Ｂ、
优化流程防止水合物生成
优化流程防止水合物生成1 井下水合物的预防（1)加入抑制剂天然气中加入水合物抑制剂后，它可充分吸收水蒸气，使产生水合物的临界温度大大降低，从而有效抑制水合物的生成（图4）。
未注水合物抑制剂时图中I 和Ⅲ为水合物形成区域，注入抑制剂后，水合物形成线左移，这种情况下Ⅲ区是非水合物形成区。
甲醇和乙二醇是常用的天然气水合物抑制剂，均具有较强的抗冻能力，其中乙醇为－50℃，甲醇为－70℃。
但因甲醇具有毒性强、密度低、易挥发的缺点，作业现场推荐使用乙二醇作为天然气水合物抑制剂。
为防止气井带压作业中井筒内形成水合物，可向入井管柱内注入水合物抑制剂或向环空内注入水合物抑制剂，预防水合物的形成，此方法效果较好但成本偏高。
(2)降压法通过降低压力至水合物的形成压力以下，改变天然气水合物稳定的相平衡状态，促使水合物发生分解。
若作业现场条件允许，可根据情况选择开井放喷，降低井筒内压力，改变水合物相平衡状态。
同时开井后流体流动能对井筒进行冲刷和加热，进一步抑制水合物形成。
JY21HF 井下油管遇阻后，打开放喷流程，同时尝试下入管柱，15 min 后顺利将管柱下过遇阻点，上提、下放三次，未发生任何阻卡。
(3)调节产量法气井的井筒温度随产量的增大而升高，可在带压作业期间通过增大气井产量提高井筒温度，预防水合物的形成。
若地层压力较高，可适当提高气井的产量来预防水合物的形成；若地层压力较低，产量较低时可在带压作业期间关井停产，防止气井在低产情况下形成水合物。
2 井口水合物的预防(1)加热法采用加热法可提高天然气流体温度，如果此温度大于水合物形成的临界温度，便可以抑制水合物的形成。
针对井口防喷器、泄压阀内生成水合物的情况，最常用的方法是使用蒸汽管线缠绕在防喷器及泄压管线上进行加热，保持较高的温度，抑制水合物的形成。
(2)优化泄压系统现场实际情况表明，当环境温度较低时，不合适的泄压速度是导致防喷器腔室及泄压阀内形成水合物的主要原因。
浅析天然气水合物的防治
表2G36-4B 井07/08年堵井次数对比表时间2008年11.1-11.11套管注z-3型80L/d ，地面堵塞2次。
11.12-11.15油管80L/d ，无井堵。
11.16-12.5地面注z-3型120L/d ，地面堵塞3次。
12.6-12.9套管注z-3型120L/d ，地面堵塞1次。
12.10-1.12地面注z-7型120-140L/d ，地面堵塞5次2007年11月17号开始生产，地面管线注醇，注醇量为450L/d ，开井初期发生地面管线堵塞1次。
表1G36-2井07/08年堵井次数对比表时间2008年2007年11.1-11.16套管注z-3型20L/d ，无井堵。
地面注醇100-130L/d ，无井堵。
11.17-12.3油管注z-3型20L/d ，地面堵塞1次，保护器座1次。
地面注醇120L/d ，无井堵。
12.4-12.10油管注z-3型30L/d ，无井堵。
地面注醇120L/d ，无堵井。
12.11-1.12油管注z-7型30-40-50L/d ，地面管线堵2次。
地面注醇160-260L/d ，地面管线堵2次，保护器座1次。
实用科技摘要：天然气水合物是由天然气与水接触形成的一种类冰结晶化合物，常常在天然气、凝析油管道中形成造成管道、阀门和一些处理设备的堵塞，因而其防治对石油天然气工业具有重要意义。
关键词：天然气水合物防治动力学抑制剂1天然气水合物的危害天然气水合物是石油、天然气开采、加工和运输过程中在一定温度和压力下天然气与液态水形成的冰雪状复合物。
严重时，这些水合物能堵塞井筒、管线、阀门和设备，从而影响天然气的开采、集输和加工的正常运转。
只要条件满足，天然气水合物可以在管道、井筒以及地层多孔介质孔隙中形成，这对油气生产及储运危害很大。
2天然气水合物的性质和形成2.1水合物的性质及结构天然气水合物为白色结晶固体，是在一定温度、压力条件下，天然气中的烃分子与其中的游离水结合而形成的，其中水分子靠氢键形成一种带有大、小孔穴的结晶晶格体，这些孔穴被小的气体分子所充填。
浅谈输气管线中水合物的抑制及防止措施
浅谈输气管线中水合物的抑制及防止措施摘要随着天然气工业的不断发展,天然气管线也日益增多,但天然气开采及输送过程中,水合物的生成及堆积会导致事故。
因此,如何在工业生产中抑制水合物生成就成了石油和天然气工业亟待解决的问题,这里主要讨论了抑制和防止水合物生成的措施。
关键词城市燃气配气;节流;天然气水合物;预测;预防1输气管线中的水合物1.1天然气水合物天然气水合物(Natural Gas Hydrates)是指由水和烃类气体分子及天然气中含有的非烃类气体分子在一定的温度和压力条件下所形成的白色结晶固体,外观类似致密湿雪,密度约0.88～0.90g/cm3[1]。
1.2输气管线中的水合物天然气开采及输送过程中,水合物的生成及堆积会导致阀门堵塞、设备分离、气井停产、管道停输等严重事故。
因此,如何在工业生产中抑制水合物生成就成了石油和天然气工业亟待解决的问题。
2 天然气水合物的防止措施为了防止天然气生成水合物,一般有四种途径:⑴提高天然气的流动温度;⑵降低压力至给定温度时水合物的生成压力以下;⑶脱除天然气中的水分;⑷向气流中加入抑制剂(阻化剂)。
其中最积极的方法是保持管线和设备不含液态水,而最常用的办法是向气流中加入各种抑制剂。
2.1提高天然气流动温度加热提高天然气流动温度是防止生成水合物和排除已生成的水合物的方法之一。
这就是在维持原来的压力状态下使输气管道中天然气的温度高于生成水合物的温度,如图1所示。
但这一方法不适用于干线输气管道中,因为消耗能力大,而且如前所述,冷却气体是增加输气管道流量的一个有效方法,特别是对于压缩机站数较多的干线输气管道。
加热方法通常在配气站采用,因为那里经常需要较大幅度地降低天然气的压力,由于节流效应会使温度降得很低,从而使节流阀、孔板等发生冻结。
2.2降压降低压力防止生成水合物的方法就是在维持原来的温度状态下使输气管道中的天然气压力降低,如图2中曲线2,从而使生成水合物温度曲线下降,如图2中曲线5。
QSH0026-2009川东北地区采气工程推荐作法
Q/SH 0026—2009
为中含二氧化碳气藏，二氧化碳含量在 10％～50％的气藏为高含二氧化碳气藏。 3.3
井口安全阀 Surface safety valve 安装在气井采气树上的一种能自动切断的控制阀。 3.4 特殊作业 special operation 特殊作业一般包括但不限于以下项目：绳索作业、射孔作业、泵注作业、不压井起下作业、连续油 管作业等。
板阀”； ——增产措施的选择中增加了陆相地层的增产措施优选（见第 6 章）； ——修改了防腐、硫沉积防治工艺措施选择（见第 7 章）； ——井口腐蚀监测“推荐选择安装方便的失重挂片在线腐蚀监测”，改为“根据地面流程及装置情
况安装相应腐蚀监测装置”（见第 9 章）。 本标准由中国石油化工集团公司油田企业经营管理部提出。 本标准由中国石油化工股份有限公司科技开发部归口。 本标准负责起草单位：中国石油化工股份有限公司中原油田分公司采油工程技术研究院。 本标准参加起草单位：中国石油化工股份有限公司西南分公司。 本标准主要修订人：田常青、强彦龙、史晓贞、贾长贵、李明志、张庆生、曹言光、赵宇新、古 小红。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为：Q/SH 0026—2006。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的 修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB 8978 污水综合排放标准 GB 16297 大气污染物综合排放标准 GB 50058 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GB 50183 石油天然气工程设计防火规范 SY 0031 石油工业用加热炉安全规程 SY/T 0043 油气田地面管线和设备涂色规范 SY/T 5127—2002 井口装置和采油树规范 SY 5984 油（气）田容器、管道和装卸设施接地装置安全检查规定 SY/T 6137—2005 含硫化氢的油气生产和天然气处理装置作业的推荐做法 SY/T 6230 石油天然气加工 工艺危害管理 SY/T 6259—1996 气井开采技术规程 SY/T 6277—2005 含硫油气田硫化氢监测与人身安全防护规程 SY/T 6609 环境、健康和安全（EHS）管理体系模式 SY/T 6610—2005 含硫化氢油气井井下作业推荐做法 Q/SH 0021 川东北含硫化氢天然气井修井作业推荐作法 Q/SH 0024 川东北含硫化氢天然气井酸化与酸压工艺施工规范 Q/SH 0173 川东北酸性天然气井井下生产管柱设计推荐作法 Q/SH 0176 川东北酸性天然气取样技术规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 含硫化氢气藏 nature gas reservoir with hydrogen sulfide 气藏流体中硫化氢含量小于 0.0013％的气藏为微含硫化氢气藏，气藏流体中硫化氢含量为 0.0013％～0.3％ 的气藏为低含硫化氢气藏气藏，流体中硫化氢含量为 0.3％～2.0％的气藏为中含硫化氢气藏，硫化氢含量为 2.0％～10.0％的气藏为高含硫化氢气藏，硫化氢含量为 10％～50％的气藏为特高含硫化氢气藏。 3.2 含二氧化碳气藏 nature gas reservoir with carbon dioxide 气藏流体中二氧化碳含量小于 2％的气藏为低含二氧化碳气藏，二氧化碳含量在 2％～10％的气藏
预防与处理气井水合物冻堵的一种思路
断) 如果管线冻堵!井口回压必然高于进站压力'如果井筒冻堵! 井口回压则持续下降) 处理方法&如果井筒冻堵!立即关闭进站流 程!然后向井筒注入甲醇!闷井 )-$/%01 后!打开井口放空) 如果 管线冻堵!立即井口关井!向管线内注入甲醇!再利用站内集输系 统内的天然吹扫管线) 对于初期冻堵一般一到两次就可以解堵成 功)
能源工程
预防与处理气井水合物冻堵的一种思路
文 . 龙刚
摘要冻堵是天然气井生产最常见的问题之一!水合物冻堵 又在所有冻堵中占据主导" 预防与解决水合物冻堵问题!是保障 气井正常生产的关键" 本文通过对柴达木盆地北缘某区块天然气 生产管理进行总结!旨在为预防与治理气井冻堵提供可借鉴的一 种思路"
关键词水合物冻堵!北八号区块!产时效
重点&冻堵的及时发现与冻堵位置的判定) 冻堵中后期处理 一般出现在冻堵一小时后) 此时!冻堵情况严重) 尤其在冬季 .该 区 最 低 气 温 可 达2'$(3$!受 水 合 物 冻 堵 影 响 !管 线 内 的 积 液 结冰!造成复合冻堵!增加了解堵难度) 现象&气井进站压力已降至站内集输系统压力'管线温度已 下降至外界气温) 处理措施&首先判定位置) 判定方法同上) 处理方法&如果井 筒冻堵!立即关闭进站流程!然后向井筒注入甲醇!闷井'同时打 开套气进站.套气一般温度较高!利用气体流动时的热量交换尽 量提高堵点位置的温度$''/-4/%01 后关闭套管! 再打开油管放 空) 如果管线冻堵!先判断管线堵点位置) 一般用1憋压法+!即先 将管线一端泄压!再向管线内充压!观察压力上升快慢) 以管线靠 近站区冻堵为例!对堵点两端泄压完毕!在站内向管线内不带压 注入甲醇!再利用站内压力将甲醇顶向堵点) 如果在靠近井口位 置冻堵!则在管线靠近井口一端注入甲醇!利用气井压力将甲醇 顶向堵点) 上述方法均是利用甲醇与增加堵点两端压差进行解 堵) 另外!还可以利用电加热技术对管线进行升温解堵) 排查 解堵完毕后!除了对井筒与管线进行注醇维护巩固外!还必 须对以下几个方面进行检查) 首先!检查井口加热装置!看是否故 障停机!功率温度设置是否偏低'其次!检查注醇装置是否故障! 注入量是否偏少'再次!检查携液是否执行,携液时是否持续注入 甲醇,携液制度是否需要调整等) 总结 以确保气井的生产时效为出发点!治理气井冻堵的的整体思 路 是 *先 预 防 ,后 处 理 +'处 理 冻 堵 的 关 键 是 *问 题 发 现 快 速 , 位 置 判断准确,措施采用得当+) 可以针对气井压力,温度变化设置联动报警机制!对冻堵情 况及早发现,及时处理) 参考文献 5$67天 然 气 水 合 物 的 形 成 条 件 及 成 因 分 析586(中 国 煤 炭 地 质( +//&!+$.$+$&,2&( 5+6刘 思 维( 甲 醇 防 冻 堵 工 艺 在 徐 深 气 田 的 应 用596( 科 技 与 创 新(+/$/!',.4$&$/32$/,( 作者单位青海油田公司采气二厂
采气管线水合物预测与抑制技术研究
采气管线水合物预测与抑制技术研究发表时间：2019-08-28T13:57:09.310Z 来源：《基层建设》2019年第16期作者：张建伟孙昭张海金[导读] 摘要：采气管线是气田采气作业中的一项重要结构，从采气作业的具体情况来看，因为井中流物的成分十分复杂，并且水中还有大量的杂质。
长庆油田分公司第一采气厂陕西榆林 719000摘要：采气管线是气田采气作业中的一项重要结构，从采气作业的具体情况来看，因为井中流物的成分十分复杂，并且水中还有大量的杂质。
在复杂多变的环境和流动条件的共同作用下，管线中容易生产的水合物，大量水合物的存在，可能会导致的线流通面积，甚至会导致管道发生堵塞情况，这会导致管道在应用过程中的输气能力大幅度降低，并会损坏管线中的阀门、弯头、清管球等各种设备，会对气田开采作业的正常开展造成较为严重的影响。
关键词：采取管线；抑制技术；水合物预测；预测模型气田生产过程中经常会遇到各种问题，而天然气水合物堵塞是其中比较常见的一种，该项问题的出现，会对气田开采造成较为严重影响。
针对天然井场中应用的采气管线来说，因为管线中经过的气体的成本十分负责，并且还存在水、杂质，经常未经过处理和深加工，在该背景下，受复杂的外界环境和流动环境影响，容易在管线形成中水合物。
可见，在采气作业中，做好水合物预测和抑制技术研究，对于采气作业的顺利进行来说意义重大。
1 预测采气管线中水合物的方式从目前我国采气行业的实际发展情况来看，针对采取管线水合物的预测主要通过软件的方式完成，为了确保做种研发的软件可以能够实现对采取管线水合物的合理预测，并且可以水合物抑制作业的顺利开展提供相应的数据支持，应当做好以下几个方面内容的研究：（1）预测水合物生产模型在实际问题分析过程中，针对水合物的具体结构、生成机理，以及相应的平衡体系进行深入研究，在完成对上述各项内容的进行详细分析基础上，构建水合物生产化学模型，以及气固相平衡模型，通过其它水和预测方法以及模型的方式完成相应的求解，同时，要与其它文献中的数内容进行对比分析，完成对最优水合物生预测模型内容的确定，实现对水合物生产最佳压力和温度条件的情况的精准计算[1]。
井下节流--防止井筒、管汇中形成水合物的新方法
井下节流--防止井筒、管汇中形成水合物的新方法
王宇;佘朝毅
【期刊名称】《石油科技论坛》
【年(卷),期】2006(000)001
【摘要】@@ 天然气水合物是在石油、天然气开采、加工和运输过程中,在一定温度和压力条件下,天然气中的某些组分与液态水形成的冰雪状复合物.严重时,水合物堵塞井筒、管线、阀门和设备,从而影响天然气的开采、集输和加工的正常运转.在四川气田,水合物是一个多年来困扰生产的问题:由于在高压气井降压生产的过程中伴随温降,井筒及地面管线易形成水合物,给气井的生产带来严重的危害.
【总页数】3页(P46-48)
【作者】王宇;佘朝毅
【作者单位】西南石油学院;西南油气田分公司采气工程研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TE3
【相关文献】
1.利用井下节流技术防止水合物形成 [J], 朱达江;林元华;朱红钧;张勇;邵天翔;王沫
2.气井井下节流防止水合物研究 [J], 叶长青;刘建仪;杨功田
3.如何预防气井测试中在井筒形成水合物 [J], 唐雪清
4.防止水合物生成的井下节流机理研究 [J], 温馨;刘永辉
5.油套环空放空防止气井井筒生成水合物技术 [J], 李颖川;王志彬;钟海全
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气井水合物预测与防治技术
气井水合物预测与防治技术摘要：目前预测水合物生成的方法常用的有图解法、平衡常数法、经验公式法和热力学统计法。
根据天然气水合物生成条件，气井水合物防治工艺技术主要分为以下四类：注化学抑制剂、加热、降低压力、提高流速。
关键词：水合物预测自由水化学抑制剂龙深气田和长春气田气井在试气生产过程中普遍存在水合物冻堵情况，从现场情况分析，地面管线冻堵情况居多，井下冻堵较少、位置较浅（预测在距井口200米以内），且多发生在秋冬季节（11月-6月）。
一、概述1.天然气水合物的定义天然气水合物（Hydrates）是在一定的压力与温度条件下天然气中的水与甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、氮气，二氧化碳以及硫化氢等分子所形成的笼形结晶状化合物。
2.天然气水合物结构类型Ⅰ型结构：46个水分子组成两个内径为0.52纳米的小空穴和6个内径为0.59纳米的大空穴，理想化学式为8X·46H20或X·5.75H20；Ⅱ型结构：136个水分子形成8个内径为0.69纳米的大空穴和16个内径为0.48纳米的小空穴，其化学式为8X·136 H20或X·17H20。
aH型结构：34个水分子组成，含有6个空腔，其中3个是512型空腔；2个为435663型空腔，1个为51262型空腔，理想分子式为6X·34H2O。
3.天然气水合物生成过程初始条件：压力和温度均满足生成水合物的取值5范围；不稳定簇团：一旦气体进入水中，立即形成不稳定簇团；聚结：不稳定簇团通过面接触聚结，从而增加无序性；初始成核及生长：当聚结体的大小达到某临界时，晶体开始生长。
4.天然气水合物的基本性质晶体特征：烃类气体充填在水分子的空穴中，在低温和一定压力下通过范德华作用力稳定地结合在一起。
物理性质：天然气水合物与冰之间在物理性质方面具有明显相似性。
5.水合物生成条件及影响因素自由水存在，天然气温度必须等于或低于天然气水的露点；低温，体系温度必须达到水合物生成温度；高流速-压力波动-气体扰动-H2S和CO2等酸性气体存在和微小水合物晶核诱导等因素。
气井带压作业中水合物的形成及预防措施
气井带压作业中水合物的形成及预防措施胡旭光; 王留洋; 江川【期刊名称】《《天然气勘探与开发》》【年(卷),期】2019(042)003【总页数】5页(P122-126)【关键词】气井带压作业; 水合物; 安全风险; 主要位置; 预防措施【作者】胡旭光; 王留洋; 江川【作者单位】中国石油川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院; 中国石油川庆钻探工程有限公司国际工程公司【正文语种】中文0 引言气井带压作业技术是在不压井的情况下，采用带压作业设备在气井或含气井带压条件下实施的井下作业，具有保护地层产能、提高采收率的独特优势，已在中石油长宁－威远页岩气区块、中石油浙江油田、中石化涪陵页岩气区块广泛应用。
应用初期，施工难点聚焦在油管内堵塞与环空动密封关键技术上，但随着应用规模的进一步扩大，天然气水合物带来的问题逐渐引起人们的重视，其导致的安全风险已逐渐凸显，例如在JYX1 井中导致钢丝投堵工具断裂、YYX2 井中导致油管挂无法坐封等，不仅导致施工工序增加，还将本有着高风险作业之称的气井带压作业的风险进一步提高。
目前国内学者关于水合物防治的研究较多，但针对水合物对气井带压作业影响的研究尚少，随着带压作业技术的不断发展，需带压起下的管柱结构也将越来越复杂，因水合物导致的工程复杂也将随之增多，因此有必要梳理气井带压作业中水合物的形成机理及位置，以提出对应的预防措施，降低作业风险，提高施工安全性。
1 水合物形成原因天然气水合物是在一定的温度和压力条件下天然气中的饱和水和天然气中的某些组分，如甲烷、乙烷、丙烷、二氧化碳等结合形成白色的类似于冰的、非化学计量的笼形结晶化合物[1-2]。
水合物主要形成条件有：①组分中有自由水的存在，天然气的温度必须等于或低于天然气中水的露点；②低温，体系温度必须达到水合物的生成温度；③高压；④其他条件有流速或流向突变、压力波动，气体扰动、硫化氢和二氧化碳等酸性气体的存在等[3-8]。
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更 为 严格 。 防治水 合 物 问题上 ， 在 目前普 遍使 用的是加 热法 ， 由于 区块特 性 和 防治 方 法单 一 ， 出现 了许 多
问题 。在 实际 测试 过程 中 ， 仅仅 依 靠物 理方 法 防止水 合物 的生成 是 不够 的 ， 需要 采 用化 学的 或物 理化 学
相 结 合 的方 法 才能达 到有 效且 经济 的 目的。 本文 在 广泛调 研 国内外 气 田防治水 合 物 实例 的基 础上 ， 过 通 实验 和理 论 计算 对 比分 析 ， 确定 了川 东 北地 区 目前嘉 二段 、 飞三 段 的抑 制 剂 浓度 和注 入 量 ， 为川 东北 地
式 中 ： 一气 体 视 临界 温 度 ， Ｐ一 气 体 视 临界 压 Ｔｃ Ｋ；
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Ｐ ， 对 比压 力 ， 比温 度 ； 定 压 比热 ， Ｔ 一 对 Ｃ一
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区防 治水 合物 提供 理论 依 据 。
关 键词 ： 东北 ； 合 物 防治 ； 热法 ； 一 ； 制剂 法 ； 二段 ； 川 水 加 单 抑 嘉 飞三段
中图分 类 号 ： ３ ５ ＴＥ ７
文 献标 识码 ： Ａ
文 章编 号 ：Ｏ ６ ７ ８ （０ ０２一 Ｏ ９一 Ｏ １ｏ— ９１ ２１ ） ２ Ｏ ９ ４
气 体 的等 压 比热 Ｃ ， 般 在 ８ １ ／ ｋ １ 一 — ０ＫＪ （ ｍｏ．
目前 川东 北 区块 主 要包 括 ： 光 气 田和 通南 巴 普
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上 ， 然 气为 过成 熟 的干 气 ； 光气 田的 Ｈ。 量在 天 普 Ｓ含
之 前 的流 体温 度 ， 保证 在三 级节 流后 不 生成水 合物 ， 而 保 证不 了 二级 节流 之前 的温 度 。这都 会 增加在 三 级 一级 节 流和 二 级 节 流 生 成水 合 物 的 可 能性 ， 可 有
能还 会堵 塞 压井 管线 和节 流管 线 。 （ ） 于 热交 换 器来 说 ， ２对 一般 只有 在一条 管线 上
１ ～ １ ％之 间 ， Ｏ２ 量 一 般 在 ５ ～１ ％之 间 ； Ｏ ５ Ｃ 含 Ａ ｏ ５ 通南 巴区块 Ｈ。 量相 对 较 低 ， 中嘉 二段 Ｈ ｓ含 其 ｓ含
为 在 二 三 级 节 流 之 间 采 用 热 交 换 器 （ 大 压 力 为 最
量０５ ．５ ， ． —０ ６ 飞三 段 Ｈ Ｓ含量较 少 。两 个 区块压 力都较 高 ， １井地 层压 力 １ １ＭＰ ， 高关 井 压力 ＨＢ １ ａ 最 ９ ＭＰ 。 ５ ａ 由于 川东 北 区块具 有高 温高 压 高含硫 特 性 ，
６ＭＰ ） 防治水合 物 范 围较 小 。 如 图 １虚线 部分 为 ０ ａ， （
热交 换器 控制 范 围 ）
圆 圈
主要 存在 以下 问题 ：
（） １ 目前 的加 热装 置 为热 交换 器 ， 基于 水合 物 的 生成 在 中 压 ２ 低 压 ５ ａ时发 生 最 为 明 显 ， ０ ＭＰ 一般
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图 １ 热 交 换 器 控 制 范 围 示 意 图
热交换器所放 的位置处于二三级节流之间。体系压
力越 高 ， 水合 物形 成 温度越 高 。 甲烷 气 在 ５ ａ压 如 ＭＰ 力 下形 成 水合 物 的 温 度为 ６ ５Ｃ， 在 ９ＭＰ ．￣ 而 ２ ａ压力
收稿 日期 ：Ｏ Ｏ Ｏ １ ２ ｌ 一１ 一 ｌ 作者简介 ： 苏亮 （９ ２ ） 助理工程师 ，２０ １ ８一 ， ０ ５年毕业 于成都理 工大 学石 油工程 专业 ， 于 中石化 西南油 气分公 司工程技 现
地 面流 程 安全 控 制 技 术 尤 为 重要 ， 高 温高 压 气 井 在
测试 节 流处 较为 容 易产 生水 合物 ， 则 堵塞 管线 ， 轻 影 响测 试 ， 重则 可能 引 起严 重事 故 。 １ 川东 北水 合物 防 治技 术现 状 及存 在 问题 目前测 试过 程 中地 面流 程 防治 水合 物 主要措 施
焦 耳 一汤姆逊 效 应 系数可 用下 式计 算 ；
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２ １ 年第２ 期 ００ ２
Ｄｉ 焦耳 一汤姆逊 效 应 系数 ， ＫＰ 一 ℃／ ａ Ｐ ， ２ 节流前 后 的压 力 ， ａ １Ｐ 一 ＭＰ 。
下 形成 水合 物 的温 度 高达３ ℃。 、 ２ 一 二节 流处都 存 在
着 较大 的压力 波动 和 气体 扰动 ， 上 固体 杂质 、 糙 加 粗 管 壁 和 较高 的 电解 质 含量 ， 水溶 液 的 电解质 含 量 越 高 ， 定压 力 下水 合物 形成 温度 越 低 。 些都 会对 水 一 这 合 物 晶粒 的形 成 和 聚 集 生长 起 促进 作 用 ， 重 要 的 更
２ １ 年第 ２ 期 ００ ２
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川 东 北 气 井 抑 制 剂 配 合 防 治水 合 物 技 术
苏 亮
（ 中石 化 西 南 油 气 分 公 司 工 程 技 术 研 究 院 ）
摘
要 ： 东 北地 区气井 由 于压 力 高、 度 高 、 蚀环 境 恶 劣 ， 面流 程控 制 在 技 术上 、 川 温 腐 地 安全 上 要 求