大牛地气田DK27井水合物预测与防治研究

在天然气开采及储运过程中，水合物会导致井筒堵塞、气井停产、管道停输等严重事故。针对大牛地气田DK27井在水合物防治方面存在的问题，结合实际注醇量和水合物生成条件模型，分析了地面环境温度为12 ℃和-25 ℃两种情况下井筒中水合物的生成情况。分析发现DK27井所在地区气温较高时，甲醇大量浪费；但温度较低时注醇量又不够，从而导致了水合物堵塞情况的发生。认为一年四季采用相同的注醇量是不科学的，应结合四季和昼夜气温变化来调整甲醇的加入量。进而对一年中各个月份防治水合物所需注醇量进行了相应计算和改进，为现场实践提供技术指导。     

大牛地气田水合物防治工艺研究

在天然气生产过程中天然气水合物会增大井内油管和地面集气管线的阻力，严重时会堵塞油管和地面管线和设备，影响气井正常生产，水合物的防治是气田开发过程中一大技术难题。为此针对大牛地气田水合物的防治方法从预测到应用加以了研究。大牛地气田采用集气站集中向井筒高压注醇的方法预防水合物的形成，使用质量浓度98%的甲醇集中注醇工艺与现场生产管理实时检测相结合，取得了良好的效果，保证了安全、平稳采输，并得出如下结论：①即使在炎热的夏季天然气生产中气井、集气管线仍会产生水合物；②结合气田实际情况建议采用甲醇作为该气田水合物抑制剂；③甲醇注入量要根据生产状态及时调整，以节约生产成本，采用集中注醇的同时还要集中回收再生，保护环境。     

华北工程技术研究院成功研发高效水合物抑制剂

<正>近日,华北分公司工程技术研究院成功研发LQ-1型水合物抑制剂,在大牛地气田现场应用防堵效果好。大牛地气田采用的水合物防治工艺主要为注甲醇防治水合物、井下节流、注动力学水合物抑制剂,其中应用最广泛的为注甲醇防治水合物工艺,但注甲醇具有消耗量大、毒性大的缺点。通常夏季气井的注醇量为产液量的20%,冬季的注醇量达到产液量的40%,增大了气田开发成本和污水处理压力,急需科研攻关。     

PIPESIM软件在水合物生成预测及注醇制度优化中的应用

为了摸清天然气水合物生成的影响因素并为实际生产中注醇量的优化提供参考,根据大牛地气田目前气井的产气量和地层压力,利用PIPESIM节点分析软件对气井井筒压力分布、井筒温度分布、地面管线压力分布、地面管线温度分布、水化物生成温度分布、水化物形成位置进行了预测,并模拟研究了有关敏感性参数对水合物生成的影响。研究结果应用于实际生产取得了显著的效果,提高了生产时率．并大大减少了生产成本。     

深水气井测试过程中水合物相态曲线的研究与应用

针对深水气井测试过程中井筒温度场的变化带来水合物生成的巨大风险,易导致测试管柱堵塞、环空出现较大的带压值等严重问题,对水合物生成相态曲线在深水气井测试过程中的多方面应用进行了研究。首先在深水气井测试井筒温度场精确预测的基础上,结合水合物相态曲线,定量预测了测试期间管柱内水合物的生成区域,计算得出了测试管柱上的化学药剂注入阀的下入深度,并设计确定了测试期间井筒及地面油嘴处水合物抑制剂的注入量,形成了深水气井测试水合物相态曲线应用方法。该方法在南海深水某气井进行了综合应用,计算得出该井测试期间化学药剂注入阀下入深度为2 450 m,井筒及地面油嘴处水合物抑制剂注入分别为甲醇和（3%～5%）乙二醇,综合应用测试作业工作制度,测试期间井筒无水合物生成,地面油嘴处水合物生成注入抑制剂后压力下降约13.6%,保证了现场测试作业的成功实施,可为其他深水气田测试过程中天然气水合物的防治提供借鉴。      

某气田天然气处理厂注醇量影响因素研究

高压低温的工况环境会使天然气集输管道内形成水合物,造成管路堵塞等事故,为了抑制水合物的生成,一般向集输管道内注入醇类物质,常用的有甲醇等,合理的注醇量可以提高经济效益。众多学者对甲醇的合理注入量进行了许多理论研究,多数研究都是通过半经验公式预测计算处注醇量。根据某油田天然气处理厂的实际工艺流程,建立贴近于现场的模型,分别通过增加计算单元模块来分析进气量、环境温度、注醇位置对注醇量的影响情况,为实际生产中所需注入量的确定带来参考依据。模拟计算后可知,甲醇的加入可以适当的通过提高水露点来预防集输管线中水合物的产生;原料气的进气压力对注醇量的影响较小,而注醇量随着进气量的波动而变化幅度较大;相比于一次注醇的方式,采用二次注醇的方式可以让甲醇在管道内分散更均匀,进而提高抑制效果,减少甲醇的使用量。     

塔里木油田高压气井井下节流防治水合物技术

塔里木油田高压气井开采过程中水合物堵塞问题严重,影响了气井的正常生产,因而研究应用了合理的井下节流防治水合物技术。利用水合物生成预测模型与气井井筒压力温度预测模型,对高压气井的水合物生成温度和生成位置进行了预测;采用节点系统分析方法,以节流器为节点预测气井井下节流后的温度压力分布,对比节流前后的井筒压力和温度分布,分析高压气井井下节流防治水合物效果。根据高压气井LN422井的水合物相态曲线和井筒内温度压力场,认为水合物形成风险区为500 m以浅井段。应用井下节流技术后,LN422井的井口压力由29.2 MPa降至12.0 MPa,井口温度由21.0 ℃升至23.7 ℃,且井筒中各处的温度均高于该处的水合物生成临界温度。研究结果表明,井下节流技术可显著降低高压气井的井筒压力和水合物生成风险,延长生产免修期。      

海洋气水同产井井筒中天然气水合物非平衡生成风险预测

受海水低温环境的影响,气水同产井井筒中天然气水合物(以下简称水合物)非平衡生成问题突出,增加了井筒堵塞等安全事故发生的风险。为此,基于前人建立的甲烷水合物相平衡模型、水合物生成与分解动力学模型,建立了含水天然气采出过程中井筒温度和压力分布模型、海洋气水同产井水合物非平衡生成与分解理论模型;然后基于有限差分法进行数值模拟计算,形成了一套适用于海洋气水同产井生产过程中水合物非平衡生成风险预测方法(以下简称水合物生成风险预测方法);在此基础上,采用某陆上产气井LN-X的数据对该预测方法的可靠性进行了验证,进而研究了不同参数影响下海洋气水同产井井筒中水合物的非平衡生成与分解规律。研究结果表明:①随着日产气量增大或含水率升高,井筒中生成水合物的区域范围减小,同时水合物物质的量也减小,井筒越不易被堵塞,对海洋气水同产井的安全生产越有利;②井口油压越大,井筒中生成水合物的区域范围越大,同时水合物物质的量也越大,越容易堵塞井筒,对海洋气水同产井的安全生产越不利;③不同海面温度下水合物生成区域的范围一致,并且水合物分解区域的范围也一致,水合物物质的量仅在井口位置附近有差异,海面温度越高,水合物物质的量越低。结论认为,所形成的水合物生成风险预测方法可靠,可以为海上气藏的安全生产管理提供理论指导。     

林5井采用井口注醇防止油管和地面管线水合物堵塞

林５井采用井口注醇防止油管和地面管线水合物堵塞长庆石油勘探局第三采油厂严则龙陕甘宁中部气田林５井在试采过程中，井下油管、地面管线均不同程度地出现水合物堵塞，给试采工艺带来困难。通过摸索水合物的形成规律，对症下药，成功地解决了水合物的堵塞问题。气井概况...     

高温高压气井测试期间水合物防治技术研究

从测试井筒温度压力场的分布规律研究入手,预测分析高温高压井测试过程中水合物生成可能性,建立了高温高压测试期间井筒温度和压力场理论计算模型,通过室内模拟实验建立了天然气水合物生成条件的预测模型,结合高温高压井测试期间现场情况,提出了水合物防治的具体措施,进一步降低了测试作业施工过程中事故和风险。     

A new hydrate deposition prediction model considering hydrate shedding and decomposition in horizontal gas-dominated pipelines

Hydrate formation and blockage in gas-dominated pipelines has always been an important issue in research of pipeline flow assurance. In this work, a novel hydrate deposition prediction model considering hydrate shedding and decomposition for gas-dominated pipeline is proposed and solved by the finite difference method and iterative technique. Finally, the model has been applied in the existing gas-dominated pipeline experiments. The results show that: (a) the predicted results are in good agreement with the experimental data. (b) when the maximum degree of pipeline blockage reaches the blockage limit, the hydrate layer will shear off, and the layer that has been sheared tends to fall off twice. (c) when the pressure is the same, the higher the negative subcooling (N-subcooling), the faster the hydrate decomposition rate, and when the N-subcooling is similar to the subcooling, the decomposition with the same hydrate volume is faster than the formation. (d) increasing the hydrate shedding amount or increasing the hydrate decomposition rate can be used to deal with hydrate deposition and blockage accidents in natural gas pipelines.     

Analysis of coalescence process of methane hydrate in emulsion system

In oil and gas exploitation and pipeline transportation, hydrate formation poses a significant hidden danger to pipeline safety. Hydrates in the pipelines can coalesce easily on the inner wall surface. Therefore, studying the growth characteristics of hydrates in a multicomponent environment is crucial pipeline anti-blocking technology. Hence, two types of white oil emulsion, S85?+?T20 and S85?+?SDS, were prepared using sorbitol three oleic acid ester, polyoxyethylene sorbitol monoanhydride, and sodium dodecyl sulfate as dispersants. The mechanism of methane hydrate blockage in emulsion and particle systems at 40% moisture content was analyzed. The hydration reaction induction time and phenomenon characteristics of the two were compared, and the effect of the first 30?min particle size change on the hydration reaction was observed by focused beam reflectance measurement. The experimental results indicate that adding particles to the S85?+?SDS emulsion system can shorten the time of hydration reaction dissolved gas significantly, while the hydrophilic particle system will reduce the droplet size at a certain concentration, inhibit the heat transfer and mass transfer between molecules, and prolong the induction of hydrate formation.     

多孔介质中甲烷水合物形成与分解实验研究

基于实际海洋水合物资源的赋存状态及温度、压力条件,在人工多孔介质中物理模拟海底水合物稳定带的水合物藏进行了水合物的形成与分解的实验研究。分析甲烷水合物在多孔介质中的形成与降压开采过程,揭示了其温度、压力和产气速率的变化规律。采用逐步降压的方法测定了多孔介质中水合物在特定温度下最小分解推动力,比较了不同降压模式下的累计产气量。结果表明,水合物形成过程中通过不断注水保持系统压力,甲烷可完全生成水合物,最终水合物藏中仅有水和水合物两相;实验条件下水合物的分解主要受压差影响,压差越大,分解速率越大,累计产气量越高;在一定温度下水合物的分解需有一个最小推动力。比较不同降压模式发现,累计产气量只与压差有关,而与降压模式无关。     

凝析气水合物生成条件的测定及计算

利用全透明蓝宝石水合物静力学实验装置,采用“压力搜索法”,分别测定了5种凝析气的水合物生成条件,实验体系包括纯水、地层水以及含醇的水溶液和地层水溶液,共9个体系,58个数据点.考察了气油比对凝析气水合物生成条件的影响以及电解质和醇类抑制剂对凝析气水合物生成的抑制作用.实验温度范围为273.35～293.75K,压力范围为0.6～12MPa.并利用Chen和Guo提出的水合物生成条件预测模型对所测数据进行了计算,结果与实验数据吻合得较好,表明该模型能够较好地预测凝析气水合物的生成条件.     

环丁砜抽提蒸馏工艺在庆阳石化公司的应用

在Chen-Guo模型的基础上,考虑到水合物浆制备的两种基本过程,即定容反应过程和定压反应过程,同时在深入理解两相闪蒸平衡计算过程的基础上,开发出适用于定容条件下水合物浆相平衡计算的计算过程。该方法对水合物浆制备结果的预测及水合物浆性质的计算具有重要意义。     

定容过程气体水合物相平衡计算研究

近日,中国石油与北京航空航天大学合作研究的＂超音速涡流管分离新工艺先导性技术研究＂项目完成了实验室涡流管空气脱水实验,项目研究达到预期效果。该项目是2011年中国石油天然气股份有限公司科研计划项目,为＂中石油低碳关键技术研究＂项目部分内容。     

深水钻井液中天然气水合物的成因分析及其防治措施

海洋钻井过程中如果遇到含气地层，地层气窜人井筒及环空中，与钻井液中水在一定条件下易形成天然气水合物，堵塞井筒、环空及防喷器，使钻井无法正常进行。综述了天然气水合物的形成机理及其防治方法，着重介绍了用于水基钻井液的水合物抑制剂，因为其用量少、效率高而被广泛开发和应用。     

A new empirical correlation for prediction of gas hydrate dissociation equilibrium

Abstract

To prevent the plug of hydrate it is important to study the relationship between temperature and pressure at which hydrate form and dissociate. An empirical correlation was developed to predict the equilibrium condition to form the gas hydrate with and without presence of inhibitors. Overall 600 data points of equilibrium, to form gas hydrate have used to obtain the empirical correlation. The overall average absolute deviations are found to have good agreement with the experimental data. The present study may be helpful for further understanding the correlation of gas hydrate formation equilibrium condition.     

神狐海域水合物降压-注热开采生产动态分析及参数优化

针对神狐海域天然气水合物藏,利用CMG-STARS软件开展数值模拟,分析了降压-注热驱替法下的开采动态,并对其主要开采参数的影响程度进行评估。研究结果表明:由于神狐海域水合物藏的地层的初始温度较高,本身热量充足,且该储层渗透率较低,注入热水扩散速度慢,注入热量只有很少一部分用于水合物的分解,热量损失大,因此注热效果不明显;综合考虑产气量、生产时间和累积气水比,建议在降压-注热开采的过程中井底压力设为2~3MPa。一步降压可以有效的缩短生产时间,从而提高经济效益,因此在不影响储层稳定性的前提下,开采过程中建议采用最快的降压速度进行降压生产。