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。     

气井井筒水合物预测研究

天然气中的各种组分分子在一定温度和压力下,与游离水结合,形成结晶笼状固体,在生产的过程中会堵塞油管,严重的时候甚至造成停产.考虑井筒中天然气温度和压力的耦合,从井底逐点迭代计算出井筒中天然气温度、压力的分布,再用判别水合物的热力学模型逐点判别是否形成水合物和找出水合物生成的具体位置,为防止水合物的生成提供指导作用.可以通过降低井筒压力和提高井筒温度或降低天然气体系的形成温度2个方面着手预防水合物的生成,防止水合物生成可作为开发前期选择油管考虑的一个因素.     

如何预防气井测试中在井筒形成水合物

气井测试过程中,在一定的流量范围内,在井筒中靠近常温层附近易形成水合物堵塞管线,本文结合陕甘宁盆地陕41井实例,简单介绍了天然气水合物的形成条件及机理,并提出了具体的预防措施.     

高温高压气井生产过程井筒温度场分析

高温高压气井在生产过程中受到地层高温流体的影响,井筒温度原有的平衡被打破,井筒温度重新分布会引起环空压力增高,威胁井筒安全服役和井筒的完整性。为了准确预测井筒温度,基于质量、动量、能量守恒、传热学、井筒传热理论,再考虑气体焦耳-汤姆逊效应、气体温度、压力、密度及物性参数的影响,建立井筒温度预测模型;将流体物性参数根据不同的温度压力分段计算,可提高模型计算的精确性。最后,通过实例计算分析了环境温度的影响因素。     

重力热管防止气井井筒天然气水合物新技术

利用重力热管的高效导热并且在不额外消耗能量的情况下能够实现能量转移的特性，无需改变井下管串结构，借助空心抽油杆将重力热管应用于天然气井，可以防止天然气水合物在气井井筒内产生。该技术将代替目前的井下节流和添加抑制剂等防止天然气水合物的方法，使井筒天然气水合物的防止工作变得更加简单、方便、有效。研究结果表明，重力热管的应用改善了气井井筒温度分布，提高了井筒上部天然气的温度，使其高于天然气水合物形成的最高温度，从而有效地防止天然气水合物的产生，并且重力热管的作用效果随着重力热管长度的增加而变好。     

高温高压井测试水合物预测分析

针对莺琼盆地地层高温高压问题,开展了高温超压测试风险评估技术研究;从井筒温度压力场、水合物预测等方面对高温高压井测试安全控制技术进行分析研究,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,通过室内模拟试验建立了天然气水合物生成条件的预测模型,结合高温高压测试期间现场情况,提出了水合物防治的具体措施,以进一步降低测试作业施工过程中的事故和风险。     

气井测试水合物的防治研究与应用

从天然气水合物产生机理入手,对气井测试中的水合物现象进行分析,提出可通过改变天然气、水和水合物各相所在条件对天然气水合物进行防治。结合现场技术工艺条件,介绍了三种水合物防治方法：加热法、化学添加剂注入法和逐级节流法。现场应用,行之有效。     

高温高压气井井筒温度场计算与分析

为确保高温高压气井的安全钻井,有必要对高温高压气井的井筒温度场进行研究。考虑井筒流体与地层传热,根据热力学定律和能量守恒定律,建立了钻井液循环期间钻柱内及环空流体瞬态温度模型,分析了钻井液排量和循环时间对环空温度的影响。研究结果表明:循环温度与静温剖面的偏离程度随循环排量和循环时间的增加而增大;小排量时环空钻井液温度比排量较大时更接近于静温剖面;随着排量的增加,井底循环温度逐渐降低;在相同排量下,随着循环时间的延长,环空瞬态温度场偏离静止温度场越多,环空温度逐渐趋于稳定。基于该瞬态温度模型,结合顺北鹰1井参数,计算得到的钻井液出口温度与现场实测值很接近,相对误差均在7%以内,验证了模型的可靠性。     

高含硫气井集输系统天然气水合物的防治——以川东地区高含硫气井为例

高含硫气井因H2S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,分析了高含硫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,提出了高含硫气井集输系统天然气水合物的防治措施:井筒加注防冻剂或解堵剂;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;进行集输系统适应性改造;合理控制计量温度;制订合理的清管周期。     

长庆气田天然气水合物防治浅议

根据长庆气田地面建设特点，详细介绍了长庆气田防治天然气水合物生成的方法及甲醇回收再生的配套工艺技术。指出采用膜分离脱水、动力学抑制剂和复合抑制剂法是防治天然气水合物的发展方向。     

高温高压含硫气井测试优化设计技术与应用

在高温高压含硫气藏测试难点分析的基础上,形成了以压力温度预测、管柱力学分析、水合物形成条件预测、储层参数及产能预测等研究为基础,综合考虑测试方式、测试设备、测试工艺间相互影响的测试优化设计指导原则;探讨了以管柱及工具优化设计、井口装置及地面流程设计、测试方式优选、施工参数优化为核心的测试优化设计主要技术。通过在川东北重点探井推广应用,取得了良好的经济效益和社会效益。     

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。     

深水气井天然气水合物预防方法比较研究

通常采用的水合物预防方法有注入抑制剂、井下节流、采用重力热管或注入热流体等。为分析其应用于深水气井井筒时的适用性和高效性等,开展了深水气井井筒天然气水合物预防方法的比较研究,比较分析了注抑制剂、采用重力热管和井下节流等方法抑制水合物生成的机理。抑制剂直接阻碍水合物的成核和生长,重力热管法与井下节流法则是通过调节井筒温度和压力分布,使其不具备水合物生成条件。利用改进的双流体模型计算井筒内温度和压力分布,以南海东部某深水气井设计资料为基础,比较分析了此3种方法对天然气水合物生成区域的影响规律。分析结果表明:注入抑制剂后,在低浓度范围内,随浓度增加初始生成位置呈小幅上升趋势;在高浓度范围内,随浓度增加初始生成位置大幅度上升;在热流体注入口附近,井筒流体温度出现突变,并随注入量增加与注入温度升高而升高;高产量下,井下节流使水合物生成区域增大;低产量下,节流后水合物生成区域减小。研究结果可为深水气井井筒流动安全保障设计提供参考。     

高压气井钢丝试井作业天然气水合物的预防对策分析

钢丝试井技术已经成为研究储层参数和气井产能的重要技术手段,但在高压气井作业过程中会受到天然气水合物的影响,严重的甚至会带来安全环保风险。文章从高压气井钢丝试井作业天然气水合物形成条件及机理入手,预测分析了在高压气井钢丝试井作业过程中水合物形成的位置,结合现场作业经验,归纳总结了现场对于天然气水合物的预防和处理措施,为现场钢丝试井安全作业提供指导。     

考虑耦合效应的高温高压气井井筒温压分布预测分析

在气井的日常生产管理和动态设计分析中,温度和压力是两个非常重要的参数。依据动量、能量守恒定律与传质传热学基本原理,综合考虑影响温度和压力的因素,建立了测试温压分布耦合预测模型。该模型分为压力模型和温度模型2部分,在压力模型中考虑了井筒内流体重力、摩擦阻力以及动力变化的影响;在温度模型中,认为井筒中的传热是稳态传热,而地层中的传热是非稳态传热,并考虑了井筒热损失对温度产生的影响。采用四阶龙格-库塔法对该模型进行了耦合迭代求解,并利用四川某气田X井的实测数据进行了验证分析,以井底为基准分别对不同产量、不同气体相对密度和不同生产时间条件下井筒温度压力进行了敏感性分析,并对比分析了耦合模型与线性模型的预测结果。结果表明:随产量增加,井筒压力下降,温度升高;随气体密度增大,井筒压力降低,温度升高;随生产时间增加,井筒压力几乎保持不变,温度升高;井筒内温度沿井深呈非线性规律变化。该研究对选择合适性能的管柱和管柱安全作业具有指导意义。     

深水气井测试水合物抑制剂优选及注入方法

深水气井测试时存在高压、低温等适宜水合物生成的环境,水合物一旦生成就会迅速堵塞管柱,严重影响作业安全且处理成本高。水合物生成预测及预防是深水气井测试的关键技术之一。在南海东部已有深水气井测试成功经验的基础上,通过实验研究和理论分析等方法对几种常见的热力学、动力学抑制剂对甲烷相平衡温度的影响进行了研究对比,优选出甲醇作为水合物抑制剂;综合考虑水深、气产量等因素,通过理论模拟提出了具体的注入方法,并给出了便于操作的注入图版。本研究成果为我国深水气井测试探索出了一套可行的水合物抑制方法。     

高压气井井筒压力温度分布研究

高压气藏井筒温度的变化直接影响到井筒中流体压力的变化,尤其是影响关井后井筒压力的变化。运用热力学第一定律,利用井筒中流体能量守恒,结合井筒传热,建立平衡方程。将井筒流体纵向传热与井筒对地层的非稳态传热分别建立方程并给出边界条件联立求解,求出任意时刻井筒中的温度分布,由温度分布和气体的状态方程确定井简的压力分布,最终将井口关井测试压力折算到井底关井测试压力,以此达到用井口压力数据做压力恢复试井解释的目的。     

苏里格气田天然气水合物成因与防治措施分析

针对苏里格气田冬季因气温较低而出现的气井井下油套管和地面输气管线容易形成水合物的问题,从天然气水合物的物化性质出发,对生成水合物的成因进行分析,其成因条件主要有热力学条件和动力学条件两个方面,水分和烃类物质是形成水合物的先决条件。分析了气井井筒和输气管线防治水合物的措施,井下节流器的应用对井筒水合物的形成有较好的防治效果,对天然气进行脱水使天然气不满足形成水合物的水分这个先决条件,提高管道的工况条件主要是提高管道内天然气流动温度、降低管道压力、添加抑制剂,可防止管道中水合物的形成。提出了水合物防治技术的研究方向。     

天然气水合物技术在储运中的应用

天然气水合物是一种结晶状固态简单化合物。在标准状态下1m^3的水合物所携带的天然气量常达150-170m^3，其巨大的储气能力和相对“温和”的储气条件受到人们的极／大重视。同时通过对水合物和液化天然气等系列技术的分析和经济比较，指出水合物法储运天然气在技术上可行并且在经济上能降低天然气储运的费用。但天然气水合物技术离实际应用尚有差距，需要进一步深入研究。     

低产气井井口防止水合物工艺研究与设计

以低产气井为对象,计算并讨论最适合的井口防止水合物工艺流程。在设计计算中,分别对水套炉加热、电加热器加热、井口注醇、井下注醇及井口节流五种工艺进行了计算,同时,将5×104m3以下的低产气井经过计算划分为三个等级。最后根据经济性、安全性及适用性等条件分析出最适合各等级的工艺流程。