苏里格气田井下节流综合预测

传统井下节流工艺通常采用图版法、简化模型或焓熵图图解法来求解节流降温过程,这些算法都缺乏通用性和计算的连续性。为此,应用TACITE稳态模型分别结合Perkins和Fortunati节流模型对苏里格气田井下节流过程的温度、压力变化进行模拟,并采用NETOPT网络优化模型对井下节流器的内径进行预测优化,同时采用多种模型对井下节流过程进行井下节流敏感性分析、天然气水合物抑制效果预测和流体临界状态判断。模拟结果与现场实测数据比较表明：多种预测模型的综合运用可较好地对井下节流过程的压力、温度、节流器内径等节流参数进行预测模拟,为该气田井下节流工艺提供了可靠的预测手段;井下节流可较好地简化井口流程并改善井筒天然气水合物的形成条件;马赫数临界判定方法对井下节流流体临界状态的判定要比理论临界压力比判定方法更严格、准确。     

天然气长输管道中水合物生成的预测

天然气管道运行过程中,随着管道内压力、温度和天然气组分的变化会生成水合物。水合物的生成会降低管道的输送能力,从而提高输送成本,严重时更会堵塞管道甚至发生管道爆裂,造成重大的生产事故和巨大的经济损失。通过天然气管道内水合物生成条件预测模型的建立,确立天然气水合物形成时的温压关系,再结合天然气输送管道中温度和压力分布的仿真模拟,就可以预测天然气输送管道中水合物生成的大体位置和水合物生成的类型。这可以为防止天然气输送管道中水合物生成和堵塞提供技术依据,也为管道的设计和运行提供指导性建议。     

浅析气井水合物的形成原因及处理方法

天然气水合物是天然气与水在一定的温度和压力下形成的一种冰状笼形化合物。在气井生产过程中．一旦压力、温度条件满足,天然气混合物中的某些气体组分便会与水形成水合物。堵塞油管或井口集输管线。作者通过对气井水合物形成条件的分析．具体介绍了对各种水合物的预防和解堵措施。     

埋地湿天然气管道安全停输时间计算方法研究

为了防止湿天然气管道在停输过程中水合物的形成,有必要对管道的安全停输时间进行计算。湿天然气管道在停输过程中,管内介质与周围环境进行热交换,停输时间过长可能会导致水合物形成,造成再启动困难。采用多相流模拟软件对安全停输时间计算方法进行了研究,利用有限元方法分析停输时埋地管道及周围土壤温度变化情况,将天然气温度与水合物形成温度进行对比,计算湿天然气管道安全停输时间,并研究了不同输送工况下安全停输时间变化规律。一般说来,安全停输时间随着输量、起点温度、环境温度增加而延长。所以,准确计算湿天然气管道安全停输时间对于指导气田安全生产具有重要意义,可以为计划停输方案制定提供依据,防止事故停输工况下水合物的形成,提高输气管道操作安全性。     

地下储气库天然气回采的节流脱水分析

天然气绝热节流是地下储气库回采的关键技术，可以利用节流冷效应实现回采天然气的脱水、脱油。天然气脱水后的露点与绝热节流过程有关，并且它对天然气的集输有较大影响，因此有必要利用绝热节流模型准确地分析回采天然气的节流过程。为此，利用基于BWRS状态方程的绝热节流模型计算了板876储气库回采天然气的高压节流温变等焓线。用该模型分析板876储气库的两级实际节流过程，分析结果揭示了一级节流后温度随井口压力变化的规律，确定了J-T阀（二级节流阀）前温度的安全运行范围。所得计算结果为储气库建立科学完备的生产制度提供了可靠的依据。     

海底沉积物中天然气水合物生成和分解规律研究进展

对国内外有关海底沉积物中天然气水合物生成和分解规律方面的研究进行了详细调研,得到如下结论:天然气水合物的生成和分解条件在海底沉积物中与在井筒、管道中有明显不同,其主要原因是多孔介质中流体与孔隙壁面间的界面效应对海底沉积物中天然气水合物的形成条件会产生明显影响;在海底沉积物中天然气水合物生成和分解条件的数值模拟技术研究方面,研究者大都假设以天然气水合物作为盖层的成藏类型,借助常规油气藏数值模拟技术进行模拟研究;影响海底沉积物中天然气水合物生成和分解条件的因素很多,因此海底沉积物中天然气水合物生成和分解规律研究必须借助试验模拟、数值模拟和现场测试相结合的综合方式进行。该调研成果可为今后天然气水合物经济有效开采技术方案选择和进行天然气水合物危害控制等提供参考。     

气田采气管线天然气水合物生成条件预测

延长气田地面集气工程采用高压集气工艺,天然气在井口未经任何处理,经高压采气管线输送至集气站内进行集中处理。在一定温度和压力条件下,极易在采气管线中形成天然气水合物堵塞管道,影响采气管线的正常运行,因此,对采气管线水合物的生成条件进行预测是非常必要的。结合天然气管道动力学与天然气水合物统计热力学模型,利用VB编制了计算软件,以延长气田采气管线为例,对管线中天然气水合物的生成条件进行预测和分析,从计算结果可以看出,该水合物生成条件的计算方法在实际工程应用中具有一定的实用价值。     

气井油管中水合物的形成及预测

天然气水合物是天然气与水在一定的温度和压力下形成的一种冰状笼形化合物。在气井测试与生产系统中,一旦压力、温度条件满足,天然气混合物中的某些气体组分便与水形成水合物,堵塞油管或井口集输管线。研究分析了气井油管中水合物形成的规律,提出了预测水合物形成趋势和可能位置的方法及预防措施。     

高压气井井下节流工艺

针对塔河油田高压气井生产过程中井口天然气水合物冻堵现象,考虑天然气水合物生成因素和井下节流工艺特点,研制了坐放式井下气嘴。简要介绍了这种井下气嘴的结构组成和技术参数,举例说明了其现场应用情况,指出使用这种气嘴可控制高压气井产量、井口压力和井口温度,有效预防天然气水合物生成,有效防止井口冻堵。     

水合物法天然气管道输送的实验研究

随着海洋油气开发向深海进军,海底油气混输管线受困于天然气水合物堵塞问题。天然气水合物浆液管道输送技术是保障深水油气田开发的新工艺,而研究天然气水合物浆液的流动特性则是实现上述管输新技术大规模工业应用的重要基础。为此,自行设计了一套模拟海底油气管道天然气水合物生成及其浆体流动的实验装置,分析了模拟海底管道工况下天然气水合物的生成特点,推断出海底管道中天然气水合物生成大致经历乳状物→粒状物→团状物→云状物4个过程;测定了不同工况下天然气水合物生成的诱导时间和生成时间,发现随着反应压力增大,天然气水合物的诱导、生成时间逐渐缩短;比较了温度对天然气水合物生成的影响,发现随着温度升高,天然气水合物的诱导、生成时间均变长;研究了不同工况下的耗气量;初步探讨了海底管道中流动体系下天然气水合物的生成机理。该成果为海底管道以水合物法输送天然气提供了技术依据。     

葡北油田天然气重力混相驱注气井天然气水合物的形成及防治

葡北油田天然气重力混相驱注气井井筒内发现有水合物形成,严重影响了注气井的注气效率。基于Pipesim建模对注气井水合物形成管段及影响因素进行了分析,研究了通过提高天然气初始温度和采用水套炉加热井口天然气以预防水合物形成的技术可行性。研究结果表明,目前注气条件下,在距压缩机出口300 ~2 000 m的输气管线及井筒深度小于1 025 m的范围内具备水合物形成的温压条件;随天然气初始温度和注气速度增加,当井口气体温度低于对应水合物形成最高温度时,输气管线形成水合物段缩短,井筒内形成水合物段先增长后缩短,当井口气体温度高于水合物形成最高温度时,输气管线不形成水合物,井筒内形成水合物段缩短;提高天然气初始温度和采用水套炉加热井口天然气能够使注气压力小于40 MPa、注气速度大于5×104 m3/d的注气井不形成水合物,是有效的水合物预防方法。     

普光气田采气井口水合物预测与防止技术

普光气田天然气为高含硫过成熟干气，在采气过程中容易形成水合物，而采气井口属于水合物形成的高发部位，一旦形成将严重影响正常生产。为此，筛选适合普光气田的水合物预测模型，进行了水合物形成预测；同时基于渗流理论和产能方程，模拟气田衰竭式开发过程，利用wellflo软件计算了普光2井在不同地层压力、不同产气量下井口的压力和温度分布，并对采气井口水合物的形成进行了预测与防止技术研究。结果表明：当地层压力一定时，随着产气量降低，采气井口更易形成水合物；当产气量大于10×10⁴m³/d时，井筒及井口不会形成水合物。在此基础上，提出了冬季或温度较低时应对井口装置采取隔热保温或加热措施，低产时应考虑在井口注化学剂的预防措施。     

气井井下节流降压工艺方法探讨

结合气井生产特点，对汪家屯气田水合物的生成机理及产生规律进行了研究，阐述了水合物形成机理，即天然气水合物是天然气中的水和气体在低温高压下的产物，其形成与天然气组分和地层水的矿化度、温度和压力有关。为探索新的水合物的预防技术，在易形成水合物气井上，开展了井下节流防治水合物工艺试验，其原理是将地面气嘴移到井下产层上部油管内，使天然气的节流降压膨胀过程发生在井内。通过井下油嘴节流、降温后的天然气仍可吸收地层温度，降低井筒内天然气压力，提高采出天然气的井口温度，破坏水合物的生成条件，达到防止水合物生成的目的。     

页岩气井口水合物抑制工艺技术研究

在页岩气输送过程中,当温度降低时,水和天然气易形成水合物而堵塞管道,甚至导致管道爆裂,成为页岩气输送过程中的一极大安全隐患。采用Pipesim稳态模拟软件,计算出页岩气中的水合物的形成条件,以便采取相应对策。以四川某区块页岩气试采工程为例,通过技术方案与经济对比,优选在井口设置加热炉,通过加热流体的方式抑制页岩气水合物的形成,累计采出页岩气10 950万m~3,累计产气量较预期设计值提高10%,实现营业收入3.09亿元,为页岩气大规模开采提供技术储备。     

高压注入天然气防冻堵技术

喇嘛甸油田泡沫复合试验驱天然气注入系统采用单台压缩机对应单井的连续注入工艺。压缩机冷凝器、注入管线及井口冻堵是由于注气温度低和注气压力高形成水合物造成的。室内研究确定了注气温度与注气压力关系曲线,并通过现场试验得到了验证。通过应用电热保温技术,控制天然气在注入管线及井口温度达到形成水合物结晶以上的温度以防水合物的生成,有效地避免了冻堵。     

井下节流技术应用

井下节流工艺将节流降压过程放到井下,降温、降压后的天然气在井筒中充分吸收地热,流至井口时,温度较高,压力较低,不符合水合物生成条件,有效阻止了天然气开采过程中水合物的生成.井下节流技术的应用,解决了高压气井测试和开发过程中井口高压和水合物生成的难题,减少了天然气资源浪费,降低了生产过程中的安全隐患.     

深水水合物试采过程中地层沉降及井口稳定性研究

在深水非成岩地层天然气水合物试采过程中,随着试采时间增长,大面积弱固结地层中的水合物分解后,可能造成海底地层沉降,损坏井口和海底管汇,导致试采工程失败。为此,建立了非成岩地层水合物试采过程中的海底地层沉降和井口稳定性分析模型,分析认为水合物分解后产生的负摩阻力和下拉载荷是导致井口失稳的主要因素,并采用有限元强度折减法模拟研究了水合物分解对地层沉降和井口稳定性的影响,结果发现,水合物分解后管柱周围的负摩阻力主要分布于表层导管底部向上约1/3的区域,且水合物分解半径越大、水合物饱和度越高,负摩阻力越大。自主研发了天然气水合物开采井口模拟试验装置,进行了水合物分解对井口稳定性影响的室内模拟试验,负摩阻力的模拟试验结果与数值模拟结果相比,相对误差在10%以内,验证了计算模型和数值模拟结果的可靠性。研究成果可为深水非成岩地层水合物试采时间控制和井口安全评估提供理论参考。      

天然气输送管线温度计算

天然气管道温降的数值计算可以为输气管道的设计、判断水合物的生成、保证生产运行提供参考数据。在苏霍夫公式的基础上,考虑了焦耳-汤姆逊效应的影响,根据天然气在管道中流动的导热基本理论,结合工程热力学、传热学、流体力学知识,建立天然气输气管线温降模型,采用循环迭代方法计算出天然气沿程温度,对影响管道温降的各种因素,例如气体组成、管道运行参数、保温情况等进行分析比较,为减小天然气管输的温降,伴热功率、加热炉加热温度的计算及节能优化提供了理论依据。     

降压开采海域天然气水合物电潜泵排采生产优化

天然气水合物试采实践表明,电潜泵是降压开采天然气水合物最适宜的人工举升工艺。综合考虑复杂的分采管柱、周围海水环境的温度场、电潜泵和气液分离器等多种因素的影响,建立了降压开采海域天然气水合物电潜泵排采的井筒气液两相流模型,分析了不同管线的传热过程,预测不同管线的流型分布、温度和压力剖面等,并利用该模型进行生产优化。研究结果表明,在天然气水合物降压开采过程中,通过增加井口回压或电潜泵频率能够降低采气管线中的动液面高度,从而降低采气管线连续出水的风险。该研究为降压开采海域天然气水合物电潜泵排水采气的生产优化提供参考依据。     

气井水合物防治技术研究与应用

针对气井因产生水合物关井给气井生产管理带来一定难度的问题,对气田水合物的生成机理及产生规律进行了研究：通过室内实验,研究了气井水化物生成的温度、压力界限和破坏水合物生成条件。设计了井下节流器,将地面气嘴移到井下产层上部油管内,通过井下油嘴节流、降温后的天然气仍可吸收地层温度,降低井筒内天然气压力,提高采出天然气的井口温度,破坏水合物的生成条件,达到防止水合物生成的目的。