英台气田冻堵危害与防治技术对策研究

2017-10-13魏衍亮杨永华吉林油田松原采气厂吉林松原138000

化工管理 2017年28期

魏衍亮杨永华(吉林油田松原采气厂，吉林松原 138000)

英台气田冻堵危害与防治技术对策研究

魏衍亮杨永华(吉林油田松原采气厂，吉林松原 138000)

英台气田位于吉林省西北部白城市镇赉县境内，由于单井压力高、井筒内存在凝析现象，单井井筒极易发生冻堵形成天然气水合物，尤其到了冬季，由于气温较低，天然气容易在阀门、管线弯曲处节流后形成天然气水合物，造成了管道和设备的蹩压、堵塞，气井的正常生产受到严重影响。气田主要利用添加甲醇抑制剂、加电伴热等方式进行冻堵的预防，以确保气井的正常生产和安全平稳供气。

凝析；冻堵；天然气水合物；甲醇

英台气田气井在生产管理过程中，由于冬季气候寒冷及节流生产等因素，极易导致气井产生冻堵情况，影响气井产能发挥，严重时会出现停产，以前主要采取井筒加甲醇和放喷的办法处理冻堵,但解冻时间较长，影响气井开井时率。因此，对英台气田天然气水合物防治技术对策的研究具有重要意义。

1 气体水合物形成机理

天然气中的甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、氮气、二氧化碳和硫化氢等分子与天然气中水，在一定的温度和压力条件下所形成的晶状化合物。形态类似于致密的雪白色结晶体或松散的冰。天然气中的水分子与烃类气体分子在范德华作用力下结合成一种带有大小孔穴的晶格体，主晶格由水分子组成，烃分子占据晶格孔穴，单位体积的天然气水合物可以释放出200-300倍的烃类气体[1]。

A井天然气水合物

B井天然气水合物

英台气田天然气组分主要以甲烷为主，但是含量仅在70%以上，C3以上烷烃在3%左右，更加有助于气田水合物的形成，C2以上烷烃含量较高，这样使形成的水合物压力低，促使了水合物的形成。天然气在井筒向上流动出现反凝析现象后极易形成冻堵物，易形成于井口节流阀或节流降压后的地面管线中，会降低下游压力，甚至堵死管线，造成供气中断，甚至引起工艺设备超压运行或爆炸，造成生产事故。所以预防天然气水合物的产生和治理由水合物引起的冻堵是天然气生产过程中极为关键的问题。

2 冻堵防治技术研究及应用

为了防止气体水合物的形成，大概有四种防治办法，最直接、最简单的方法是提高天然气在管线中的流动温度，天然气水合物在较高的温度下，很难形成。其次是高的天然气压力有助于天然气水合物的生成，那么将压力降低至给定温度时水合物的生成压力以下，同样不利于水合物的生成，脱除天然气中的水分，或向井筒和管线中加入水合物抑制剂(甲醇、乙二醇)，都能够有效控制气体水合物的生成。针对英台气田目前较为积极方便的方法是保持管线和设备中天然气不含游离水，而向气井井筒和外输气管线中加入水合物抑制剂是目前最常用的方法。

(1)天然气加热保温法为了防止管线生成水合物并且消除已生成的水合物，加热提高天然气流动温度是最有效方法之一。在工艺流程上，应用多盘管真空加热炉对天然气在经过节流阀前后进行加热；在工艺管道上，对外输管线与阀门进行保温层包裹、在外层安装电加热装置。

(2)降压法就是降低管道中输气压力，防止水合物生成。在保持原温度状态下降低输气管道中的天然气压力，使水合物生成温度曲线下降，降低了水合物形成条件。该方法也可用于消除外输气管道中形成的天然气水合物，主要通过放空管放空的方法，分解管道中天然气水合物可能需要在降压后几小时甚至几天的时间。但当使用降低管道压力分解管道中的天然气水合物时，外界环境温度必须要高于0℃以上，否则，天然气水合物分解后，便会立即转化为冰塞冻堵物。所以，降压法并非防止外输管道中天然气生成水合物的有效方法。

(3)脱除天然气中的水分英台气田输气管线距离长，管线穿越沟渠、低洼地带，积液经常聚集在管线的低洼地带，为了防止天然气在输气管道中生成气体水合物，做法是天然气流从井口出来经过分离器、干燥器，脱去外输天然气中的水分，降低其天然气水露点值。

(4)注入抑制剂法英台气田目前主要使用的抑制剂为甲醇。甲醇分子中的羟基极易与水分子结合，因此天然气中的水分子极易溶于甲醇中,并且会改变水分子之间的相互作用,并导致天然气水合物生成压力的升高、或水合物形成温度的降低, 从而抑制了天然气水合物的形成。