齐宝军，魏克颖，马 瑾，曹彩云，冯海强

（中国石油长庆油田分公司第三采气厂，内蒙古乌审旗 017300）

长庆气田预防水合物甲醇用量预测方法研究

齐宝军，魏克颖，马 瑾，曹彩云，冯海强

（中国石油长庆油田分公司第三采气厂，内蒙古乌审旗 017300）

长庆气田采用的是多井高压集气、集气站节流降压脱水技术，井口及采气管线内的天然气压力高，易于形成水合物。为防止水合物堵塞油管及采气管线，采用集气站集中注甲醇工艺。笔者经过详细分析靖边气田气井运行压力、温度、产气量和产水量变化与注醇量的关系，建立公式矫正了原包含Hammerschmidt公式的一套预测方法的不足。经过现场验证，表明应用修正公式有效地降低了甲醇消耗量。

气田；高压气井；水合物预防；甲醇消耗

根据以往前人的相关经验，以及长庆靖边气田和乌审气田冬季气温环境特点，选择当前世界上通用水合物抑制剂——甲醇消耗的计算方法，一方面对气井在不同温度、压力、气量、水量情况进行估算，另一方面，对气田气井单井用醇量与计算量进行比对。

1 包括Hammerschmidt公式的单井甲醇用量预测方法的公式简介

1.1 利用Hammerschmidt公式计算液相中必须具有的抑制剂浓度X（质量百分度）

其中：X—抑制剂最低富液浓度（质量百分数）；Δt—定压力下水合物形成最高温度与管道运行最低气流温度之差，℃；可以通过查图1后计算获得；1297、32.04分别是抑制剂常数和甲醇相对分子质量。

1.2 确定甲醇用量

气相中所需甲醇量：

其中：Gg—气相中甲醇量，mg/m3；C—注入甲醇的浓度，质量百分比；α—甲醇在每立方米天然气（标况下）中的克数与在水中质量浓度的比值，查图2确定。

1.3 液相中所需甲醇用量：

其中：Gs—液相中所需甲醇的量，mg/m3；X、C 同上；Wf—气井日产水和日产气的比值，mg/m3。

根据（1）、（2）、（3）式确定日需用甲醇量。

其中：Gm—日注醇总量，kg/d；Q—日产气量，m3。

图1 天然气水合物生成P-T关系曲线

2 对该套预测方法的分析研究

2.1 运用预测方法计算单井用醇量与实际用醇量进行比较

运用该气田带有普遍生产状况的气井的生产运行数据，对该方法的计算结果与实际甲醇用量进行规律统计对照（见表1）。从统计结果可以看出，预测计算量较实际用量有较大的出入，尤其预测结果随着气井产水量的增加而迅速扩大，但现场实际上在气井日产水量10 m3/d时，即使在冬季寒冷天气也基本可以不注醇。

图2 α 数值曲线

表1 理论注醇量与实际注醇量

2.2 预测方法中不足的分析

显然，该预测方法无法在靖边气田和乌审旗气田较好的使用。为了具体查找出该预测方法中存在的不足，笔者统计了全厂生产气井运行压力、日产气量、日产水量在大范围变化上对用醇量的影响（见图3）。

对照两组曲线发现，在用醇量与气井运行压力、气流最低温度、产气量的变化趋势上，预测方法所呈现的规律与实际用醇规律基本一致。但在用醇量与产水量的关系上，存在明显的差异：表现在实际用醇量随着产水量的增加而先增加后减少，而预测方法显示的趋势则随着产水量的增加而迅速扩大。分析原因在于公式（3）存在不足—其未能考虑气井产水矿化度变化对甲醇用量的影响，该公式中没有相关矿化度方面的控制参数。

图3 利用实际统计和预测方法测算所得到的对比曲线（虚线左侧为根据生产气井统计结果、右侧为用该方法作出的曲线）

3 对原预测方法的修正完善

根据全厂气井实际运行状况，统计了大量气井在运行压力、气流最低温度、产气量、产水量与用醇量的关系，最终在原方法的基础上，找出合理的计算公式来修正其不足：

（1）对用醇与产水量的计算关系，采用以下公式调整输出：

（2）在气流温度低于5℃，产气低于3万立方米/天时，采用下式调整公式（5）的输出：

运用以上一套运算方法调整了原预测方法的不足后，使整套运算方法的运算规律与长庆气田用醇规律达到基本一致（见表2）。

表2 原方法修正前、后计算结果与实际用量的对照

4 修正后预测方法在全厂的使用效果

将整理后的方法编制出对应的计算机软件，冬季将计算结果应用于各作业区，指导单井甲醇用量。经过现场应用，单井甲醇注入量得到了合理有效控制。单井甲醇消耗对比（见图3）。

图3 单井甲醇消耗对比曲线

5 结论

（1）本课题对原预防水合物生成中甲醇用量预测方法进行了修正，弥补了原方法对产水量大时预测甲醇用量的不足。

（2）本方法投入现场使用后，较合理的控制了单井甲醇消耗，同时有效降低了甲醇消耗总量，节约了生产成本。

[1] 李士伦，等.天然气工程[M] .北京：石油工业出版社，2000.

[2] 林存瑛.天然气矿场集输[M] .北京：石油工业出版社，1997.

[3] 西南石油学院.计算方法[M] .成都：西南石油学院，1997.

The calculating methods study of methanoluse level for precenting gas hydrate in changqing gas field

QI Baojun，WEI Keying，MA Jin，CAO Caiyun，FENG Haiqiang
（Gas Production Plant 3 of PetroChina Changqing Oilfield Company，Wushenqi Neimenggu 017300，China）

Changqing gas field use the technology of multi-well gathering gas、throttling-dehydrating in GGS.Because the pressure is high in X-tree and flow-line,the hydyate appears in the X-tree and flow-line easily.To prevent the hydrate in tubing and flow-line,the technology of central infusing methanol in GGS was adopt.The author analyses the relationship among methanol use level,pressure,temperature,gas production rate and water production rate,rectifies the shortage of Hammerschmidt formula.Through checking in field application,the result appears that the modifier formula is effectual.

gas field；high pressure gas well；hydrate preventing；methanol consumption level

TE832

A

1673-5285（2012）04-0091-04

2012－02-03

2012－03-11

齐宝军，男（1974-），油气田开发工程师，1999年以来一直从事天然气开采、处理工作，邮箱：qibaojun609@163.com。