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天然气井油管冻堵原因分析及解堵措施

2019-09-10张紫阳薛亦喆

石油研究 2019年12期

张紫阳 薛亦喆

摘要:针对2019年气井生产过程中的油管冻堵现象,分析了造成气井油管冻堵的主要原因,并根据冬季生产经验及理论分析总结出一些切实有效的解堵措施,为后续油管防堵提供有效的帮助。

关键词:天然气水合物 油管冻堵 解堵措施

气井生产过程中,部分气井由于压力高、产液量大,气井生产状态发生变化时,在油管内壁形成一层水合物。如果未及时发现和处理,水合物逐渐变厚,堵塞油管,导致气井产能无法有效的发挥。随着温度的回升,一旦油管解通,瞬时的高流量也会对集输工艺造成较大的安全隐患。

1、今年油管冻堵情况

据统计,今年气井生产过程中,累计有10口井发生油管冻堵51井次,影响气量200.6万方。

2、油管冻堵原因分析

水合物是在一定的压力、温度条件下,天然气中某些气体组分和液体分子水形成的白色结晶络合物。要解决这个问题,需要从以下4个方面入手:

(1)、天然气水合物形成的临界条件;

(2)、油管内温度变化情况;

(3)、饱和含水量;

(4)、井筒内流体的流态变化。

2.1、天然气水合物形成的临界条件

通过统计研究区62口井天然气组分测试结果的统计,研究区气井井口天然气的相对密度为0.61,作出研究区气井水合物形成温度与压力关系图(见图1)。

2.2、油管内温度变化情况

通过对近3年气温统计,发现8月份为全年气温最高的月份。通过对2019年8月份测试的13口井进行统计,8月份研究区井口平均温度为12-13 ℃,以苏东XX-XX为例。

对0-500米油管温度进行统计,如下表:

2.3、饱和含水量

生成水合物的首要条件是要有充足的水分,即管线中天然气的含水量要大于其饱和含水量,这样才能有水凝析出来。

对10口油管冻堵井进行分析,其冻堵期间段内日均产液均在2方/天以上,说明这部分气井油管中天然气含水量远大于其饱和含水量。

2.4、井筒内流体的流态

天然气在井筒中的理想状态是以雾状流的方式连续上升,而实际上气液两相在井筒流动时,由于密度差异,会产生气相超越液相的相对流动,即滑脱效应。

随着压力和气量的降低,滑脱效应就会使井筒流态由先前的雾状流转变为过渡流,甚至形成段塞流,大量的液体存在远远超过天然气中的饱和含水量,一旦突然关井或者油管内壁发生节流效应,即会形成油管冻堵。

通过上面的分析,10口井中有7口井是下古流程井,运行时油管压力在5Mpa以上,对应的形成水合物的温度为13.37℃;3口井是上古流程中,运行时油管壓力在2Mpa左右,对应的形成水合物的温度为5.9℃。而冬季运行中,一旦温度低于以上问题并且有饱和水的存在,在气井生产状态发生变化时,就极易形成油管冻堵。

3、油管解堵措施

目前针对油管冻堵的实际情况主要采取以下三种解堵措施:注醇解堵、降压解堵以及管线加热解堵。目前采取的比较常用的为注醇解堵和降压解堵。

3.1、注醇解堵

如果发生了油管冻堵,气井完全不产气的状态,关闭气井针阀,往油管注入甲醇,通过甲醇注入量判断油管冻堵位置。油管注入甲醇后,浸泡一段时间后打开针阀带液,反复数次,即可解通。

3.2、降压解堵

对于单干管进站的气井,且可以注入甲醇后,通过站内对该干管放空泄压,提高解堵效率。

3.3、管线加热解堵

对于采气树或离地面较近的堵点,可以利用电加热进行解堵。对于堵点较深,且前面两种解堵措施尝试多次无效时,可以通过套管生产,通过井底温度对油管进行加热解堵。但是套管生产安全风险比较大,一般情况下不采用。

小结

(1)造成油管冻堵的主要原因是气井产液量大且温度较低。

(2)目前针对油管冻堵的实际情况主要采取以下三种解堵措施:注醇解堵、降压解堵以及管线加热解堵。

(3)最好的方式是预防,根据气井产液特点,提前制度油管注醇制度,能够有效的预防油管冻堵。

参考文献:

[1] 王晓欢.天然气管道冻堵处理方法及预防措施探究[J].化工管理,2018(19).

[2] 黄炯.天然气长输管道冬季冻堵现场分析与处理[J].石化技术,2019(04).