英臺(tái)氣田凍堵危害與防治技術(shù)對(duì)策研究

魏衍亮 楊永華(吉林油田松原采氣廠， 吉林 松原 138000)

英臺(tái)氣田凍堵危害與防治技術(shù)對(duì)策研究

魏衍亮 楊永華(吉林油田松原采氣廠， 吉林 松原 138000)

英臺(tái)氣田位于吉林省西北部白城市鎮(zhèn)賚縣境內(nèi)，由于單井壓力高、井筒內(nèi)存在凝析現(xiàn)象，單井井筒極易發(fā)生凍堵形成天然氣水合物，尤其到了冬季，由于氣溫較低，天然氣容易在閥門、管線彎曲處節(jié)流后形成天然氣水合物，造成了管道和設(shè)備的蹩壓、堵塞，氣井的正常生產(chǎn)受到嚴(yán)重影響。氣田主要利用添加甲醇抑制劑、加電伴熱等方式進(jìn)行凍堵的預(yù)防，以確保氣井的正常生產(chǎn)和安全平穩(wěn)供氣。

凝析；凍堵；天然氣水合物；甲醇

英臺(tái)氣田氣井在生產(chǎn)管理過程中，由于冬季氣候寒冷及節(jié)流生產(chǎn)等因素，極易導(dǎo)致氣井產(chǎn)生凍堵情況，影響氣井產(chǎn)能發(fā)揮，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)停產(chǎn)，以前主要采取井筒加甲醇和放噴的辦法處理凍堵,但解凍時(shí)間較長(zhǎng)，影響氣井開井時(shí)率。因此，對(duì)英臺(tái)氣田天然氣水合物防治技術(shù)對(duì)策的研究具有重要意義。

1 氣體水合物形成機(jī)理

天然氣中的甲烷、乙烷、丙烷、異丁烷、正丁烷、氮?dú)?、二氧化碳和硫化氫等分子與天然氣中水，在一定的溫度和壓力條件下所形成的晶狀化合物。形態(tài)類似于致密的雪白色結(jié)晶體或松散的冰。天然氣中的水分子與烴類氣體分子在范德華作用力下結(jié)合成一種帶有大小孔穴的晶格體，主晶格由水分子組成，烴分子占據(jù)晶格孔穴，單位體積的天然氣水合物可以釋放出200-300倍的烴類氣體[1]。

A井天然氣水合物

B井天然氣水合物

英臺(tái)氣田天然氣組分主要以甲烷為主，但是含量?jī)H在70%以上，C3以上烷烴在3%左右，更加有助于氣田水合物的形成，C2以上烷烴含量較高，這樣使形成的水合物壓力低，促使了水合物的形成。天然氣在井筒向上流動(dòng)出現(xiàn)反凝析現(xiàn)象后極易形成凍堵物，易形成于井口節(jié)流閥或節(jié)流降壓后的地面管線中，會(huì)降低下游壓力，甚至堵死管線，造成供氣中斷，甚至引起工藝設(shè)備超壓運(yùn)行或爆炸，造成生產(chǎn)事故。所以預(yù)防天然氣水合物的產(chǎn)生和治理由水合物引起的凍堵是天然氣生產(chǎn)過程中極為關(guān)鍵的問題。

2 凍堵防治技術(shù)研究及應(yīng)用

為了防止氣體水合物的形成，大概有四種防治辦法，最直接、最簡(jiǎn)單的方法是提高天然氣在管線中的流動(dòng)溫度，天然氣水合物在較高的溫度下，很難形成。其次是高的天然氣壓力有助于天然氣水合物的生成，那么將壓力降低至給定溫度時(shí)水合物的生成壓力以下，同樣不利于水合物的生成，脫除天然氣中的水分，或向井筒和管線中加入水合物抑制劑(甲醇、乙二醇)，都能夠有效控制氣體水合物的生成。針對(duì)英臺(tái)氣田目前較為積極方便的方法是保持管線和設(shè)備中天然氣不含游離水，而向氣井井筒和外輸氣管線中加入水合物抑制劑是目前最常用的方法。

(1)天然氣加熱保溫法 為了防止管線生成水合物并且消除已生成的水合物，加熱提高天然氣流動(dòng)溫度是最有效方法之一。在工藝流程上，應(yīng)用多盤管真空加熱爐對(duì)天然氣在經(jīng)過節(jié)流閥前后進(jìn)行加熱；在工藝管道上，對(duì)外輸管線與閥門進(jìn)行保溫層包裹、在外層安裝電加熱裝置。

(2)降壓法 就是降低管道中輸氣壓力，防止水合物生成。在保持原溫度狀態(tài)下降低輸氣管道中的天然氣壓力，使水合物生成溫度曲線下降，降低了水合物形成條件。該方法也可用于消除外輸氣管道中形成的天然氣水合物，主要通過放空管放空的方法，分解管道中天然氣水合物可能需要在降壓后幾小時(shí)甚至幾天的時(shí)間。但當(dāng)使用降低管道壓力分解管道中的天然氣水合物時(shí)，外界環(huán)境溫度必須要高于0℃以上，否則，天然氣水合物分解后，便會(huì)立即轉(zhuǎn)化為冰塞凍堵物。所以，降壓法并非防止外輸管道中天然氣生成水合物的有效方法。

(3)脫除天然氣中的水分 英臺(tái)氣田輸氣管線距離長(zhǎng)，管線穿越溝渠、低洼地帶，積液經(jīng)常聚集在管線的低洼地帶，為了防止天然氣在輸氣管道中生成氣體水合物，做法是天然氣流從井口出來經(jīng)過分離器、干燥器，脫去外輸天然氣中的水分，降低其天然氣水露點(diǎn)值。

(4)注入抑制劑法 英臺(tái)氣田目前主要使用的抑制劑為甲醇。甲醇分子中的羥基極易與水分子結(jié)合，因此天然氣中的水分子極易溶于甲醇中,并且會(huì)改變水分子之間的相互作用,并導(dǎo)致天然氣水合物生成壓力的升高、或水合物形成溫度的降低, 從而抑制了天然氣水合物的形成。

撬裝注醇泵

注醇工藝

[1]倪行宇，王德金，劉志煥，等.氣井水合物凍堵防治技術(shù)[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2005，24(4)：62-63.

[2]于修寶，張彥敏等．天然氣水合物的成因分析及處理措施[J]．油氣儲(chǔ)運(yùn)，2005．24(4)．22-25.

①魏衍亮(1989- )，男，助理工程師,2014年7月畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)資源勘查工程專業(yè)，現(xiàn)從事天然氣開發(fā)相關(guān)工作。②楊永華(1977- )，男，工程師,1999年9月畢業(yè)吉林油田職工大學(xué)油氣工程專業(yè)，現(xiàn)從事天然氣開發(fā)、安全管理工作。