内置式集肤效应电伴热技术在集油系统的应用

为降低产能工程投资,从2006年开始,在大庆外围油田大量应用以碳纤维、穿槽式电热带电热管为主的电伴热集油工艺。该工艺在运行2~3年后,普遍暴露出故障率高、寿命短、维修难度大等问题,严重影响原油生产。为此,自2012年起,方兴公司在台105、台1区块应用内置式集肤效应电伴热技术逐步对原有电伴热管线进行改造。内置式集肤效应电伴热工艺技术较原有的碳纤维电伴热、穿槽式电伴热减少了接头数量,从而降低了故障率和生产运行成本,有效避免了因管线电伴热故障而造成的原油减产;集肤效应电伴热热效率较高,和其他电加热工艺相比耗电量更低,更加节能;该技术与其他伴热方式相比减少了对庞大配电系统的需要。     

电热解堵技术在苏里格气田的应用

苏里格气田因冬季气温低,冻土层较厚,采出井口的天然气在管输过程中沿程温降较快,管线内极易形成天然气水合物堵塞管线。为防止天然气集输过程中水合物堵塞管线,冬季常用的解堵方式主要有加注化学抑制剂溶解解堵、物理放空引导解堵、电伴热加热解堵等,但往往效果不是很理想。为此,第三采气厂2010年引进了一种新的管线解堵技术-电热解堵,目前该技术已在苏里格气田桃7区块试验解堵2条管线,均到达了解堵的目的。与传统的解堵方式相比电热解堵成功率较高,但仍存在一定的技术问题,需进一步研究解决。     

集油管线集肤效应电伴热技术

集油管线电伴热法可分为集肤效应电伴热法和电热带电伴热法。电热带电伴热法因成本高 ,使用寿命短而不利于推广 ,集肤效应电伴热技术则是一种新型的管道伴热技术。集肤效应电伴热法在国外很受重视 ,得到了广泛的应用 ,是近 2 0年来国际上油品伴热的首选方法。1 原理及优点集肤效应电伴热的原理是利用交变电流的电磁感应产生焦耳热 ,如图 1所示。穿管普通电缆的远端与伴热钢管短接 ,在穿管电缆的近端与钢管之间通以交变电流 ,钢管内建立了交变的磁场。在磁场作用下 ,钢管管壁内部产生涡流 ,涡流接近于短路 ,发出大量的焦耳热。由此可见 ,集肤…     

集肤效应电伴热系统的建模与控制策略

鉴于海底输油管道集肤效应电伴热系统在加热降凝时的重要性,以集肤效应电伴热系统的机理为基础,分析集肤效应伴热系统的磁场分布,进而获得集肤效应电伴热系统的等效电路模型,并引入加热功率作为中间变量,从而建立电源频率与集肤效应伴热温度之间的关系。针对集肤效应电伴热系统,从整体上提出一种基于Hammestein模型的非线性 预测控制方法,首先采用辅助模型运用标准粒子群算法对Hammerstein模型的参数进行辨识及优化,然后对线性环节设计广义预测控制器,利用所需伴热温度求解出中间变量加热功率,再对非线性环节求逆反解出所需的电源频率,从而达到高效伴热的目的,并通过仿真研究验证了该控制策略的可行性和有效性。     

电热解堵技术在沙漠气田中的应用

为解决天然气管输过程中水合物堵塞管线的问题,沙漠气田中引进了一种新的解堵技术——电热解堵技术。电热解堵技术是利用集肤效应电加热原理,在管线的两端加上交流电使管线升温,从而融化天然气产生的水化物或降低高凝油黏度,达到解堵的目的。在加热解堵没有良好绝缘的管线时,建议在解堵设备的功率设计上应考虑足够的富裕能力,且各解堵设备搭配合理。在加热过程中避免出现温升速度过快状况,避免由热胀冷缩导致管线材质及焊缝的应力性破坏。     

集肤效应电伴热在胜利埕岛海底输油管道上的应用研究

如何防止混输的油气在海底管道中凝固结蜡、保证油气的正常输送是合理高效开发海上边远区块的关键。文章介绍了集肤效应电伴热的原理、特点及配套设施,从理论上对集肤效应电伴热用于埕岛油田海底输油管道的可行性进行了探讨,并通过计算分析了集肤效应的效果。理论分析及模拟计算表明,集肤效应电伴热用在海底榆油管道上是可行的,并提出了在实施过程中需要注意的问题。     

雅克拉采气厂气井天然气水合物冻堵防治措施研究

雅克拉采气厂结合生产实际,针对气井生产中发生的天然气水合物冻堵现象,通过科学分析气井冻堵的规律和机理,开展了有针对性的气井天然气水合物冻堵防治措施研究,如优选工作制度、水套炉加热、井下节流、电伴热、回油伴热、中频感应伴热、盐水加注等,这些措施的实施有效解决了气井天然气水合物冻堵问题,大大提高了气井生产时效,取得了良好的经济效益。     

松南气田天然气水合物的防治技术

松南气田因CO2含量较高,其天然气水合物形成温度较高,井筒及地面集输系统在冬季生产过程中极易形成天然气水合物,严重影响安全生产。为此,分析了高含二氧化碳气井集输系统发生天然气水合物堵塞的原因,在现有集输系统适应性分析的基础上,结合天然气水合物形成的边界条件,提出了高含二氧化碳气井集输系统天然气水合物的防治措施:清洗井底脏物和天然气水合物;站场设备采用水套炉和电伴热加热,应用聚氨酯硬质泡沫塑料保温材料进行绝热保温;集输管线加注天然气水合物抑制剂;完善外输气管线加药流程;合理控制单井气管输温度;制定合理的清管周期。     

海底管道集肤效应电伴热在渤南油气田中的应用初探

渤南油气田渤中13—1平台向渤中26—2平台输送油气的海底管道距尾端约13km需要伴热,由于距离较长,普通的电伴热不能满足要求。集肤效应电伴热适合长距离管道的伴热,陆地使用已较普遍,但在国际上用于海底管道还没有成熟的经验。从理论上对集肤效应电伴热用于海底管道的可行性、施工过程中可能出现的问题进行了探讨。     

海底管道集肤效应电伴热在渤南油气田中的应用初探

渤南油气田渤中13-1平台向渤中26-2平台输送油气的海底管道距尾端约13 km需要伴热,由于距离较长,普通的电伴热不能满足要求.集肤效应电伴热适合长距离管道的伴热,陆地使用已较普遍,但在国际上用于海底管道还没有成熟的经验.从理论上对集肤效应电伴热用于海底管道的可行性、施工过程中可能出现的问题进行了探讨.     

高含硫气田地面集输建设的实践和认识

〗高含硫气田因高含硫化氢而引发的毒性及强污染性、强腐蚀性、易冰堵和单质硫沉积等特殊性及复杂性，大大增加了地面集输系统的安全环保风险。为了避免高含硫气田在生产中最有可能发生的由于管道和设备腐蚀穿孔、开裂而引起泄漏、火灾、爆炸等重大安全环保事故，防止影响正常生产的冰堵和硫堵事故发生，必须从设计开始，在制造、施工、检测、试运生产的各个阶段重点抓好以下工作：防止泄漏、控制泄放，严防重大安全环保事故发生；高度重视腐蚀控制，以免危及安全；防止天然气水合物冰堵和元素硫沉积影响气井正常生产。     

海底凝析天然气管道水合物形成条件预测

海底天然气管线由于运行条件、环境温度、输送工艺的特殊性 ,极易形成水合物。凝析天然气在海底管线中的输送过程属于两相流动范畴 ,沿线运行参数、水汽含量的计算方法与一般的天然气管线不同 ,文章根据平湖 -上海和锦州 2 0 - 2两条凝析气海底管线的实际生产数据 ,优选出适合海底凝析气管线工艺计算的两相流水力学和热力学模型 ,结合水合物生成条件和饱和含水量的统计热力学理论计算方法 ,能有效地预测海底管线水合物可能形成区域 ,对防止水合物形成 ,确保管线安全运行具有重要指导意义     

川西北地区超高压含硫气井安全地面集输工艺

四川盆地西北部地区超高压气藏富含硫化氢和二氧化碳,对地面集输工艺的安全性要求极高,其中双探1井为川西北地区典型的超高压含硫气井,是目前国内投入试采井口压力最高(104 MPa)的气井,其安全试采的关键是节流降压和防止天然气水合物形成。为此,以该井为先导,创新建立了超高压含硫气井的地面集输工艺流程:(1)考虑冲蚀腐蚀的影响,按照等压设计思路,设计了高压多级节流橇;(2)提出了地面一级加热+天然气水合物抑制剂+移动蒸汽加热的天然气水合物防治技术;(3)形成了地面安全控制技术,建立了安全等级最高的超高压井口安全系统,保障了气井的安全生产;(4)针对气田产水和高含硫化氢的特点,提出了气液分离+脱硫+缓蚀剂+清管的防腐措施。该配套技术工艺对超高压含硫气井地面集输工艺的研究和试验具有典型性和示范性,对其他同类气田具有一定的借鉴意义。     

蜡晶析出对天然气水合物生成动力学特性的影响

深海含蜡油气混输管道在低温、高压的输送环境下,容易引发蜡晶与天然气水合物(以下简称水合物)共存的现象并相互影响,加重管道堵塞。为了探明蜡晶析出对水合物生成动力学特性的影响情况,采用正庚烷(n-C_7)与正二十八烷(n-C_(28))混合液模拟含蜡输送体系,应用高压可视化反应釜观察水合物生成动力学实验,结合水合物生成过程中的可视化图像,研究不同蜡含量对水合物成核时间、耗气量和耗气速率的影响规律。实验结果表明:(1)在274.15 K、3.5 MPa的实验条件下,蜡晶析出加快了水合物的成核和生长过程,在蜡晶浓度(ω)为3.3%的体系中,水合物诱导时间最快缩短了56.9%;(2)同一温度、压力条件下,蜡晶析出增大了气体消耗量,并且蜡晶析出量越多累计耗气量就越大,在ω为3.3%的体系中,最大气体耗气率增加了2.15倍;(3)同一温度、压力条件下,含蜡体系中水合物的生长速率远远高于不含蜡体系。结论认为,蜡的存在会加速水合物的生成,增加水合物的沉积量,加大管道堵塞风险;为了确保深水油气混输管道的输送安全,应及时清理管道内析出的蜡晶。     

浅谈带压封堵技术在天然气管道改线中的应用

论述了天然气管线不停输封堵技术的基本原理、封堵工艺。并对在线焊接允许压力和管道内运行的天然气流速、流向在整个封堵作业期间的要求进行了讨论,为今后同类施工提供相应的借鉴。     

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。     

冰点以下甲烷水合物分解实验对天然气储运的影响

天然气水合物储运技术涉及水合物的生产、运输和再气化等过程,其中水合物的生产过程、运输过程是要解决的关键问题。实验采用6种不同粒径的冰颗粒形成甲烷水合物,并且在不同的温度条件下开展甲烷水合物分解实验。通过分析认为,冰颗粒对甲烷水合物形成过程有一定的影响,冰颗粒粒径越小越容易形成水合物,形成时间也较短;而在分解过程中,大粒径的冰颗粒形成的甲烷水合物在2种温度条件下均表现出较强的自保护效应,能长时间保持亚稳定状态而不发生分解反应。根据实验中出现的这些特性,提出对天然气水合物储运技术的设想,在水合物形成过程中选取一个最佳的粒径冰颗粒合成水合物,并且在-4℃的温度条件下进行储运。      

新型天然气水合物动力学抑制剂评价及应用

在天然气开采及储运过程中,天然气水合物会导致井筒堵塞、气井停产、管道停输等严重事故。为有效防止天然气水合物在设备和管道中生成,常需添加水合物抑制剂。通过筛选合成,研制了一种既经济又安全环保的新型动力学天然气水合物抑制剂。实验采用自制设备,探讨了系统压力、过冷度、抑制剂浓度、凝析油、甲醇等对水合物生成动力学的影响,以及不同浓度下新型抑制剂的抑制水合物生成效果。结果表明：新型抑制剂最佳抑制浓度为1.5%,在一定过冷度下,系统压力越高,抑制效果越差;一定压力下,过冷度越大,抑制效果越差;少量凝析油对抑制性能影响不大;甲醇使其过冷度大大提高;气体流动易使水合物的生成加快,降低了水合物生成过冷度。新型抑制剂在现场试验中,采用合理的加注工艺能有效控制水合物堵塞,为气井生产中防治水合物的产生提供了技术支持。     

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在高压、低温环境下，多相混输管线中容易发生水合物堵塞问题。管线越长，问题越大。对海上油气田开发中广泛使用的多相混输管线，必须有效、经济地防止管线中水合物的生成，从而确保混相输送管线的正常运行。章概述了四种传统的解决方法：输送前去除油气中的水；管线加热技术；降压控制技术；使用热力学抑制剂。针对以上传统方法在经济上或技术上的缺点，介绍了添加动态抑制剂和防聚剂两种新型水合物抑制方法，并叙述了添加剂的抑制机理、种类和研究现状。水合物动态抑制剂的工业使用依赖于实验室、小试和现场多相混输管线实验结果的可重复性，以及在不同装置上的可移植性。实验发现，动态抑制剂比热力学抑制剂具有更好的经济性．某些动态抑制剂已经应用于现场油气生产与输送过程。建立可靠的水合物成核、生长和抑制微观机理模型，实验模拟多相混输条件，开发和筛选价格更低廉、性能更优良的动力学抑制剂，是今后研究工作的主要发展方向。     

含杂质CO2管道输送水合物形成规律研究

在延长油田产生的CO₂气体输送过程中,管线会发生水合物冰堵,影响气体输送流量,为了探究CO₂水合物在管道输送过程中的形成规律,利用PVTSIM软件生成了CO₂水合物的相平衡曲线,并通过OLGA软件对水平管和弯管输送的水合物形成规律进行了模拟分析。结果表明:在低温高压条件下,水平管和弯管输送过程中均会有水合物形成,其生成过程是一种类似于盐类的结晶过程,通常包括成核和生长两个阶段,然后依靠流体颗粒之间的黏附力致使水合物聚集,与直管段相比,弯管段更容易产生水合物;水合物生成速率均由小到大,然后快速进入稳定阶段,最后趋于0。现场管线的水合物也多发生在弯管处,从而进一步验证了CO₂水合物的形成规律。因此,在管道输送过程中应避免高压出口和低温入口条件,保证管道安全运营。 