采气管线水合物预测与抑制技术研究论文_张建伟,孙昭,张海金

采气管线水合物预测与抑制技术研究论文_张建伟,孙昭,张海金

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]。

(2)分析水合物抑制剂起到的作用

针对还有抑制剂得到的水合物平衡体系来说,在实际问题分析期间,可以通过对Hammerschmidts 方程、Nielsen_Bucklin 方程以及 John Carrol方程进行应用,从而完成对甲醇体系中天然其水合物实际生产温度的精准计算,将计算获取的数据,对文献中对数据进行的进行对比分析,通过该方式,获取到最佳水相中抑制剂浓度计算模型,再对甲醇抑制在凝析液相和气相中具体损失量,完成上述操作后,获取到抑制管线中水合物生产甲醇抑制剂的具体应用量[2]。

(3)HydratePro软件分析

通过对C++面向编程语言进行应用,完成对水合物预测软件的开发,同时,在具体研发过程中,为了适当扩大软件在具体应用过程中的使用范围,方便用户对软件进行操作,在进行开发时可以通过对Java语言,开发Android版本的HydratePro软件。然后将最终开发的软件应当要到油田采气工程中,通过对油田采气场的具体数据内容和软件分析的内容进行对比的方式,对软件的准确性进行严重,大量的实践经验结果表明,通过HydratePro软件进行应用,完成对采气管线中水合物情况的预测时可行性。

2 抑制采气管线中水合物的合理措施

采气管线中水合物的生成要满足以下两个条件,第一,天然气中还有足够都的水分,只有这样才能形成水合物的水分子空穴结构,如果没有水分不足,则不具备生产水合物的条件,自然也就不会形成水合物。第二,天然气应当满足高压低温的压力和温度条件[3]。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对弯头、阀门、孔板或粗糙管壁来说,该区域的气体在运行期间处于积累紊流扰动中,这一情况的存在,也容易采气管线中形成水合物,从而会发生冻堵事故,这会对气体的开采造成不良影响。此外,如果在混合气体总还有酸性气体,或者存在微小晶核诱导作用,都会对水合物的生起到一定促进作用,因此,在抑制采气管线中水合物的生产形成过程中,只要破坏两项条件中一种即可。抑制采气管线中水合物生产可以通常可以采取以下几种方法:

(1)气体脱水

对采气管线中的气体进行脱水是通过脱水流程将天然气中引起水合物的多余水分去除掉,通过该处理方式可以降低天然气水露点,从而大幅度降低采气管线在进行气体输送期间生产水合物的风险,确保采取管线运行的稳定性和安全性。针对长输管道输送系统来说,针对来自不同油气井的天然气,应当将所有气体都都运输到联合站,在联合站对气体进行脱轻烃,以及脱水处理,完成上述操作后后,才能将气体运输到相应管道系统中,从而完成相应的输送,该方式广泛的应用到天然气吹离长和长距离输送管道中,并且从实际应用情况来看取得了不错的应用效果[4]。但是,需要注意的是,方式不适合应用到采气管线中,因为对于采取管线来说,无法实现深度脱水处理。

(2)加热处理

通过对管线加热的方式可以提高管线内气体的温度,从而有效避免管线中水合物发生堵塞。因此,在实际生期间,部分海底管线会通过电加热的方式对管线中水合物的生产进行抑制。加热管线只适合应用在水合物短管线,以及应急解堵,中具体应用期间,因为井口采气管线数量多,并且井口数量位置比较分散,因此,对所有井口管线进行加热成本过高[5]。

(3)降压控制

对管道系统压力进行控制,使其始终都低于天然气水合物形成的具体压力,进而达到管线中水合物生产的目的,这种方法在具体应用时,要对管线工艺进行充分考虑,不得任意降低压力,这也导致该方法的应用受到了一定限制。

(4)添加抑制剂

油气田实际生产可以通过加入水合物抑制方法,使水合物形成的热力条件发生改变,水合物抑制可以分为动力学抑制和热力学抑制两种方式进行,进而达到抑制水合物形成的目的。

3 结束语

采气作业中,应当采用 HydratePro 软件对采气管线水合物的形成进行预测,同时,还要依据具体情况采取合理的措施,对水合物生从进行有效抑制,进而降低水合物的形成几率,确保采气作业的顺利进行。

参考文献:

[1]张涛,王小雨,李果,等.油田输气管线水合物的形成及预防[J].石化技术,2019,26(03):132-133.

[2]杨玲,张海金,潘金华,等.气田气井管线常见堵塞原因及处理方法[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2019(01):138-139.

[3]周永涛,孙柏林,杨阳.某高压凝析气田集输管线水合物冻堵防治[J].天然气技术与经济,2015,9(05):45-47+79.

[4]苏文坤,成庆林,范明月.气田集输系统水合物防治工艺的对比分析[J].当代化工,2015,44(08):1897-1899+1902.

[5]孙冬,刘小军,王泉波,等.水合物防治措施在128井区的应用[J].辽宁化工,2015,44(01):78-79+110.

论文作者:张建伟,孙昭,张海金

论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期

论文发表时间:2019/8/28

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