利用井下节流技术防止水合物形成

井下节流技术在大牛地气田D47井区的应用效果评价【摘要】大牛地气田采用高压集气集中注醇工艺流程，部分气井出现井筒及集气管线堵塞严重等问题，为此开展井下节流技术的研究具有重要意义。

文章结合井下节流工艺在大牛地气田d47井区大量现场试验资料，简述该工艺基本原理，降低集气支线压力等级，节约加热用气，节约甲醇抑制剂加注量，降低开采成本，具有显著技术和经济效益。

【关键词】大牛地气田井下节流效果评价大牛地气田开发历时10年，形成较为成熟的高压集气、多井加热、二级节流（低温分离）、间歇计量、集中脱水、集中注醇的工艺流程。

但在生产中暴露出以下问题：（1）气井产能低，气流在井筒和地面管线内流速低，携液能力差，导致井筒积液和地面集气管线内低凹处液体聚集；（2）管线内气流温度受环境温度影响大，环境温度低，易形成水合物堵塞；（3）节流降压引起温度降低，节流前需通过水套炉加热，增加采气成本；（4）井口设备及地面集气管线承受压力高，存安全隐患。

为此，开展井下节流工艺技术研究试验。

目前，大牛地气田d47井区2口井试验获成功，取得显著效果和良好的技术效益和经济效益。

1 井下节流工艺原理高压天然气节流是一个降压降温过程。

常规的地面节流工艺，在节流前需用地面加热保温装置对天然气加热，提高气流温度以免形成水合物堵塞。

而井下节流工艺技术是将井下节流器置于油管某一适当位置，来实现井筒节流降压，充分利用地热加温，使节流后井口温度基本恢复到节流前温度。

2 现场应用效果评价2.1 现场应用大牛地气田d47井区气藏具有低孔、低渗、气井产量低的特点，为减少甲醇抑制剂的生产成本，改善气井生产状况，在d47井区d47-13、d47-35井开展井下节流工艺试验。

下面以d47-35井为例说明井下节流生产情况，采用井下节流工艺生产，油压保持平稳，套压下降缓慢，产气量稳定。

截止2009年6月15日，累计生产1484天，累计生产天然气1645.6×104m3，累计带水553.1m3。

1321 前言随着我国经济的飞速发展，工业化的进程不断加深，人们对能源的需求越来越紧张，但是环境的污染问题严重制约着我国经济的发展，影响着国民的身体健康。

天然气作为清洁能源被广泛开采和应用，不仅给人们的生产生活带来了便利，而且也进一步缓解了我国的能源危机，但是在天然气的开采过程中，由于采出来的气体含有一定的水分和固体小颗粒，生产过程中由于地表内的温度和压力影响的存在，天然气的水合物很容易在输气管线、阀门及弯头等部位凝结。

水合物形成后，严重影响着天然气管线的输送能力，甚至会堵塞管线甚至造成停产。

因此在采气阶段预防水合物的形成是保证天然气安全稳定运输的前提，本文主要对天然气水合物的成因、影响及预防进行了分析介绍，为今后天然气的生产奠定理论基础。

2 采气阶段天然气水合物的成因及条件天然气气井中含有地层水、杂质等物质，并沿内壁不光滑的油管流动，因此，具备形成水合物所必需的气体分子和液态水条件，一旦压力、温度条件满足，便会形成水合物。

影响天然气水合物形成的因素很多，概括起来可分为：（1）天然气的温度等于或低于水的露点，有游离水或液态水存在，均可形成水合物，在一定的压力和气体组成下，其温度低于对应的相平衡温度，水便容易形成亚稳态的晶格框架；通常情况下在开采过程中如果天然气内的压力降低则会造成天然气的温度下降，形成温度差，进而在采气井内的某一深度会达到水合物的形成温度；当采气系统内的温度降低，即便是在井筒内未形成水合物，但温度过低的天然气达到地面输气管线后，也给水合物的形成创造了条件，天然气内的有机气体形成水合物。

（2）水合物的形成与介质运动的方式和压力变化的条件有关，天然气的流动速度越快压力波动越大都会加快水合物的形成。

采气时，压力较高的天然气在高速流动时会把进杂质以及其他固体小颗粒带进入采气管线，一部分颗粒杂质会黏贴在井筒的内部增加采气井井筒的粗糙度，而固体小颗粒很容易成为天然气化合物晶体，加速输气管线中水合物的形成。

井下节流技术的研究及应用作者：王扩军陈兰明童智燕梁栩岳宝刚来源：《中国石油和化工标准与质量》2013年第16期【摘要】苏里格气田具有低渗透、低产能的特点，在降压生产中井筒和地面节流过程有可能形成水合物，造成管道堵塞而给气井生产带来严重危害采用高压集气集中注醇工艺流程，部分气井及集气管线在生产运行过程中暴露出堵塞严重等问题，为此开展井下节流技术的研究和应用具有重要的实际意义。

结合井下节流工艺技术在长庆气田应用的大量现场试验资料，简述了该工艺的基本原理，定量分析了该项工艺技术应用对提高气流携液能力、改善水合物形成条件及减少管线堵塞次数等方面取得的经验和认识。

为解决此类问题，研究了节流器对苏里格气井生产动态的影响。

研究表明，安装了井下节流器的气井尽管早期产量不高，但生产压力相对变化不大，稳产时间长，生产效果较好。

【关键词】天然气水化物井下节流气井1 天然气水化物性质及防治1.1 天然气水化物性质天然气水合物是在一定压力和温度（高于水的冰点温度）的条件下，天然气中水与烃类气体构成的结晶状的复合物。

类似于松散的冰或致密的白色结晶固体。

甲烷水合物比水轻（922kg/m3），乙烷及其以上重轻的水合物比水重。

1.2 常规防治方法天然气水合物形成有一个最高温度，即临界温度，若超过这个温度，再高的压力也不会形成水合物。

水合物的形成，堵塞井筒或采气管线，影响气井的正常生产，常用的防治水合物的方法有：干燥气体（脱水）、提高气流温度（加热法）、加防冻剂及降压等方法。

1.3 苏里格气田天然气水化物形成的可能性（1）单井产量小、井口气流温度低，井筒易形成水合物。

（2）地面环境温度低：冬季环境温度最低达-30℃。

（3）集气管线埋深不一，最大冻土深度1.5m，湿气输送到集气站，易造成水合物及冰堵的形成。

（4）根据天然气组份计算及生产表明：开井初期大多数气井井筒300m以上已满足天然气水合物形成温度条件。

2 井下节流工艺原理及结构2.1 工艺原理高压天然气的节流是一个降压、降温过程。

气井带压作业中水合物的形成及预防摘要：气井带压技术采用的是不压井的作业方式，是应用相应的带压设备在气井或是符合气井带压环境条件下进行的井下作业，但在实际的作业过程中，由于天然气水合物的形成，会严重影响整个作业的进程，尤其是在特定条件下，因天然气水合物造成风险明显增加，不仅给作业带来了一定的阻碍和困境，也严重威胁了作业人员的人身安全。

因此为降低在实际作业中天然气水合物带来的风险，本文从天然气水合物的概况和形成原因为基础出发，分析天然气水合物在气压带井作业中形成的位置和影响，并提出相应的预防措施。

关键词：气井带压作业；水合物；形成原因；预防措施前言：在进行油气资源开采的过程中，对于以往在修井作业，修井液会直接进入地层的油气藏中，不仅影响了对油气资源开采的效率，还会相应的增加工作量，提高油气资源的勘探成本，甚至会对井下的环境造成一定的污染，这样的井下作业已经不适合如今的开采工作。

近年来为提高油气资源的开采效率，满足我国对油气等能源的需求，大多数能源企业在开采油气能源的过程中引进带压作业工艺技术，在应用的过程中具有明显的效果，但气井带压工艺技术在实际的作业中也具有一定的难点问题需要解决，尤其是天然气水合物形成后带来的风险，逐渐引起了人们的重视，为保证油气开采过程中井下作业的安全性和可靠性，有效的降低天然气水合物形成后带来的高风险作业，就必须要但针对气压带井作业中天然气水合物的形成进行具体的分析，并研究和应用有效的预防措施。

1天然气水合物的概念和形成条件1.1天然气水合物概念简介天然气水合物也被成为可燃冰，是天然气和水在一定温度和压力环境条件下形成的类冰状结晶物质，整体外观像冰，遇明火可引燃，因此也被被成为“气冰”或“固体瓦斯”。

天然气水合物在燃烧后会产生少量的二氧化碳和水，相比其他常见的能源污染较少，而且储量大，主要分布在海洋或陆地的冻土层中，在全球范围内的分布广泛。

1.2天然气水合物的形成条件天然气水合物的形成条件可分为四个方面，第一，生成天然气水合物的必要条件就是必须在具有充足水分的条件下，即气体中的水蒸气分压必须大于水合物的水蒸气分压；第二，一些烃类和杂质可以促使水合物的生成，比如直链烷烃中CH4、C2H6、C3H8等，其密度越高，就越容易形成水合物；第三，低温和高压的环境下有利于水合物的形成；第四，当输送流速高于3m/s以上的情况下，容易形成水合物[1]。

作者简介：冉新权，１９６５年生，教授级高级工程师，油气田开发工程博士（博士后）；现任中国石油长庆油田公司党委书记、副总经理；工作以来，在省部级以上刊物上发表著作、论文和重要技术报告１０余篇，获四川省和中国石油天然气集团公司科学技术进步奖多次。

地址：（７１００２１）陕西省西安市未央路１５１号长庆油田公司。

Ｅ‐ｍａｉｌ：ｒａｎｄｙ＠ｐｅｔｒｏｃｈｉｎａ．ｃｏｍ．ｃｎ关键技术突破，集成技术创新实现苏里格气田规模有效开发冉新权　何光怀（中国石油长庆油田公司） 冉新权等．关键技术突破，集成技术创新，实现苏里格气田规模有效开发．天然气工业，２００７，２７（１２）：１‐５． 摘　要　苏里格气田发现于２０００年，目前天然气日产量已突破１０００×１０４ｍ３，是中国石油天然气主力上产区之一。

该气田储层呈薄互层、非均质性强，气井压力下降快、单井采出量小，常规技术难以实现有效开发。

面对该气田的开发难题，以试生产试验区为载体进行了为期４年的开发前期评价，开展了地震—地质综合研究及钻采、地面工艺试验，对六项关键技术集中攻关取得突破，探索出了适合苏里格气田开发的低成本路子，集成创新了１２项开发配套技术，形成了“技术集成化、建设标准化、管理数字化、服务市场化”的“四化”工作思路，成功地实现了对苏里格气田的规模开发，为今后该气田２×１０１２ｍ３储量大规模开发和持续发展提供了技术保障。

主题词　苏里格气田　气田开发　配套　技术　管理　创新 苏里格气田发现于２０００年，储层为上古生界上石盒子组盒８段和山西组山１段碎屑砂岩。

气层埋深３３００～３５００ｍ，平均有效厚度在１０ｍ左右，孔隙度介于５％～１２％之间，渗透率介于０．０６×１０－３～２×１０－３μｍ２之间，压力系数为０．８６，平均储量丰度为１．４×１０４ｍ３／ｋｍ２，是典型的低渗透率、低压力、低丰度的“三低”气田。

２００３年苏里格气田中区提交天然气探明地质储量５３３６×１０８ｍ３，２００７年苏里格东区提交基本探明天然气地质储量５６５２．２３×１０８ｍ３，目前累计探明天然气地质储量已超过１×１０１２ｍ３。

井下节流技术在低温分离工艺中的配套应用库尔班艾力•吐拉甫江，希林古丽•阿尔肯(新疆油田分公司采气一厂，新疆克拉玛依834000)摘要:针对目前低温分离工艺中出现的现象，解决低产气井水合物堵塞的问题，引进井下节流技术，探究井下节流技术在低温分离工艺中的配套应用，分析和研究井下节流技术配套应用的技术关键和基本原理，保障了集气站在井下直接制冷，减少了加热炉的应用环节，缩短了工艺之中的环节，既满足了集气站对温度的要求，又有效解决低温分离工艺的问题m,实现节约能源。

关键词:井下节流技术;低温分离工艺;配套应用中图分类号:TE9文献标识码：B DOI：10.16621/ki.issn1001-0599.2019.07.470引言由于我国集气站仍然处于发展状态，井口压力较高,同时集气站采用了20*钢，但是在实际操作的过程中，单井低温制冷后的温度达到-20七,大大超出了20”钢的适用范围，同时虽然在开采过程中经过加热设备，但是仍存在着许多问题和挑战，对我国集气站的开发能源产生了严重的制约。

由于技术落后,钢料材料等原因，影响了我国集气站的发展，因此，井下节流技术在低温分离工艺中的配套应用孕育而生,促进了我国集气站的进步，提高了我国经济效益和社会效益叫1低温分离工艺概况低温分离工艺就是对井口的气体进行液气分离，从而分离气体中的凝液和水分;然后让高压气体进入低温分离器后,通过盘管对高压气体进行快速冷却，在经过气热交换器进行下一步冷却;然后通过温度控制器，将温度控制在形成水合物以上的温度,通过节流阀低压进入低温分离器,从而形成液体在低温分离器的底部，完成液气分离。

在进行低温分离工艺的过程中，应该充分注意分离中是否2影响系统性能的因素及处理措施(1)由于煤矿水质不好,经常造成系统的堵塞而导致冷却效果不佳、喷雾不足。

进水处有反冲洗过滤器，要求每班工作前进行冲洗，严重时更换反冲洗过滤器滤芯。

(2)污垢堵塞喷嘴，可用针状物体将污垢捅出，长时间工作后，喷嘴锥口和内流通道磨损，影响喷雾的流量、压力和喷雾形状,此时喷嘴需要更换。