大牛地氣田天然氣水合物防治工藝技術(shù)優(yōu)化

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1、大牛地氣田天然氣水合物防治工藝技術(shù)優(yōu)化摘要:通過生產(chǎn)實(shí)踐優(yōu)選出甲醇作為水合物抑制劑,并優(yōu)化了注醇系統(tǒng)。經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的試驗(yàn),證明優(yōu)化后的注醇系統(tǒng)能很好地抑制了天然氣水合物的形成,并實(shí)現(xiàn)了甲醇注入的零泄漏,保證生產(chǎn)正常運(yùn)行的同時(shí)也很好地保護(hù)了環(huán)境,減少了污染?！　￡P(guān)鍵詞:大牛地氣田水合物防治工藝技術(shù)　　:TE319:A:1672-3791(2011)01(c)-0093-01　　　　大牛地氣田是一個(gè)低壓低滲氣田,地處鄂爾多斯高原,全年最低氣溫在-35℃～-40℃。氣田單井產(chǎn)量多在1.0×104m3/d以下,平均萬方氣產(chǎn)水量為0.5m3。在天然氣井的生產(chǎn)過程中,氣流由地層經(jīng)井內(nèi)管柱進(jìn)入地面的集氣

2、管線,其溫度和壓力因沿途摩阻而不斷降低,同時(shí)有液態(tài)水凝析出來[1],在某一特定的壓力、溫度下形成天然氣水合物[2],甚至發(fā)生冰堵,造成采氣管線或設(shè)備的堵塞,從而影響氣田的正常生產(chǎn)。為了預(yù)防和解決天然氣形成水合物堵塞管線或設(shè)備,確保天然氣采輸?shù)恼＿\(yùn)行,分析了大牛地氣田的綜合情況,在采氣工藝技術(shù)上做了多方面的研究,找到了適用大牛地氣田的防治天然氣水合物形成措施,并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益?！　　　?天然氣水合物抑制劑的優(yōu)化　　大牛地氣田開發(fā)初期,針對(duì)第一次開發(fā)低孔、低滲、低產(chǎn)致密型氣田,通過錄取地質(zhì)資料和對(duì)地面集輸工藝的研討,選擇了井場(chǎng)加熱節(jié)流中壓進(jìn)站分離和高壓進(jìn)站加熱節(jié)流低溫分離兩

3、種集氣工藝進(jìn)行試驗(yàn)?？紤]到乙二醇既有很好的水合物抑制性,又有一定的吸水性,選用了乙二醇作為天然氣水合物抑制劑和脫水劑。在集氣站內(nèi)配置高壓柱塞泵泵住乙二醇,并配套了乙二醇脫水和再生裝置,同時(shí)配備化學(xué)排液車來處理必要的井口冰堵。當(dāng)年共投產(chǎn)氣井16口、集氣站兩座,僅冬季生產(chǎn)發(fā)生井堵就達(dá)每周4～7次,合計(jì)每周損耗天然氣2.5×104m3。同時(shí)站內(nèi)管線凍堵頻繁,工人勞動(dòng)強(qiáng)度較大。該工藝在生產(chǎn)實(shí)踐中表明是不成功的。分析原因有:(1)乙二醇防治要求滿足固定的水醇比例,而實(shí)際生產(chǎn)產(chǎn)液不穩(wěn)定,不能滿足乙二醇的解堵水醇比例要求。(2)地層水礦化度高,乙二醇的再生脫鹽困難。(3)解堵耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)?！　榇?通

4、過比較各種天然氣化學(xué)抑制劑的物性、適用性、經(jīng)濟(jì)性(如表1),優(yōu)選出了甲醇作為天然氣水合物的抑制劑[3]?！　≡谠囼?yàn)階段,使用高壓泵通過臨時(shí)的管線向井口注入甲醇。經(jīng)過兩個(gè)月的試驗(yàn),氣井生產(chǎn)時(shí)率提高到95%,開井率也增加至95%,日產(chǎn)氣量明顯提高。試驗(yàn)證明,在大牛地氣田采用甲醇作為水合物抑制劑是可行的?！　　　?注醇系統(tǒng)的優(yōu)化　　通過與采氣管線同溝鋪設(shè)注醇管線的辦法將甲醇由專用泵注入到氣井的套管和油管,由天然氣從井內(nèi)帶到井口,經(jīng)進(jìn)站氣管線隨天然氣進(jìn)入集氣站,從而抑制井內(nèi)管柱、井口、地面進(jìn)站氣管線等設(shè)備及管線天然氣水合物的形成。注醇的泵選擇與優(yōu)化如下。　　(1)柱塞式計(jì)量泵(型號(hào)J4Y38/2

5、5)。該泵是一種往復(fù)式容積泵,由柱塞的行程來調(diào)節(jié)甲醇的注入量。根據(jù)大牛地氣田氣井的油套壓,泵的最高工作壓力為25MPa。在使用過程中發(fā)現(xiàn),由于泵的柱塞和缸套之間有一定的間隙(此間隙是保證柱塞在缸套內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)所必須的),泵在運(yùn)行時(shí)就有甲醇從此間隙處泄露,該泵的上下單向閥處也滲漏甲醇。由于甲醇具有中等毒性,甲醇的泄露不僅污染環(huán)境,損害職工的身心健康,還造成了注入甲醇的計(jì)量不準(zhǔn),影響防堵解堵效果。另外,該泵的維護(hù)和更換易損件(柱塞、密封件和單向閥等)工作量大、費(fèi)用高。　　(2)液壓隔膜式計(jì)量泵(JM-ZB38/25)。該泵的優(yōu)點(diǎn)在于液力端高壓腔內(nèi)安裝的隔膜阻隔潤(rùn)滑油和介質(zhì)(甲醇)互相混雜,從而

6、保證了甲醇不外泄,同時(shí)泵設(shè)置了內(nèi)循環(huán)壓力平衡系統(tǒng)和安全閥,提高了泵的安全性,再者泵的維護(hù)和更換易損件簡(jiǎn)單且價(jià)格相對(duì)較低,降低了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度和設(shè)備運(yùn)行成本?！　?3)雙波紋泵(J3BM-38/25)該泵由波紋管伸縮引起管內(nèi)容積變化而產(chǎn)生泵吸作用,構(gòu)成一個(gè)全密封、能承受高壓的、液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。運(yùn)行發(fā)現(xiàn)甲醇無泄漏,但維修較為困難,需要定期更換雙波紋管且費(fèi)用較高?！　【C合各種計(jì)量泵在大牛地區(qū)的試用情況(如表2),最終決定選擇推廣使用JM-ZB38/25液壓隔膜式計(jì)量泵做為甲醇的注入泵?！　〗?jīng)過近3年的現(xiàn)場(chǎng)使用,采用液壓隔膜式計(jì)量泵做為甲醇的注入泵,徹底解決了大牛地氣田天然氣水合物堵塞井口及管線的

7、問題,確保了氣田的安全平穩(wěn)生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)了低壓低滲氣田的經(jīng)濟(jì)開發(fā)?！　　　?結(jié)語　　針對(duì)大牛地氣田的地理位置、地質(zhì)特性和產(chǎn)能情況,采用甲醇作為天然氣水合物的抑制劑,采用液壓隔膜式計(jì)量泵做為甲醇的注入泵,很好地解決了大牛地氣田天然氣水合物堵塞井口及管線的問題,確保了氣田的安全平穩(wěn)生產(chǎn),有效降低了采氣成本,實(shí)現(xiàn)了低壓低滲氣田的經(jīng)濟(jì)開發(fā)。水合物抑制劑甲醇也實(shí)現(xiàn)了真正的完全密閉輸送,保證生產(chǎn)正常運(yùn)行的同時(shí)也很好地保護(hù)了環(huán)境、減少了污染。