库尔班艾力·吐拉甫江，希林古丽·阿尔肯

（新疆油田分公司采气一厂，新疆克拉玛依 834000）

0 引言

由于我国集气站仍然处于发展状态，井口压力较高，同时集气站采用了20#钢，但是在实际操作的过程中，单井低温制冷后的温度达到-20℃，大大超出了20#钢的适用范围，同时虽然在开采过程中经过加热设备，但是仍存在着许多问题和挑战，对我国集气站的开发能源产生了严重的制约。由于技术落后，钢料材料等原因，影响了我国集气站的发展，因此，井下节流技术在低温分离工艺中的配套应用孕育而生，促进了我国集气站的进步，提高了我国经济效益和社会效益[2]。

1 低温分离工艺概况

低温分离工艺就是对井口的气体进行液气分离，从而分离气体中的凝液和水分；然后让高压气体进入低温分离器后，通过盘管对高压气体进行快速冷却，在经过气热交换器进行下一步冷却；然后通过温度控制器，将温度控制在形成水合物以上的温度，通过节流阀低压进入低温分离器，从而形成液体在低温分离器的底部，完成液气分离。

在进行低温分离工艺的过程中，应该充分注意分离中是否存在烃类液体，因为烃类液体在经过节流阀时会降低温度，当温度降低到水合物形成点时，冷凝水在节流器中会出现结冰的现象，从而影响低温分离的效果[3]。

2 井下节流技术的基本原理

井下节流技术在天然气开采过程中产生十分重要的作用，尤其是井下节流技术在低温分离工艺中的配套应用，更是对我国天然气的采集产生了重要的影响。

2.1 井下节流技术的基本原理

井下节流技术是通过将井下节流器放置于生产管柱的恰当位置，将地面节流过程安放置井下管筒内，充分利用地热，使得在节流后气流温度高于形成水合物的最高温度，而且利用地面管线埋置冻土层以下的缘故，保证在井筒内、井口和地面管线之中不会造成水合物堵塞的现象，从而在井下实现节流降压。与此同时，利用井下节流技术不仅能降低节流嘴的压力，还能降低水合物的形成温度，降低了水合物形成的概率[4]。

2.2 井下节流技术的关键步骤

（1）节流气嘴直径的确认与设计。在现场的实际操作过程中，为了适当控制气井的产气量，需要对井下气嘴进行适当的调节，从而降低气井井口的压力，因此，气嘴的设计是至关重要的环节，气嘴设计工作一般处于非临界流状态下，通过单井天然气经过集气站节流阀直接制冷，满足低温分离工艺在（-8～-18）℃的要求下，对节流气嘴直径进行计算，从而对节流气嘴精确化的设计，保障低温分离工艺的顺利实行。

（2）节流器的打捞操作。在节流器进行打捞操作时，下放打捞工具的工具串，向下对打捞工具和节流器进行震击对接，同时抓提卡瓦，因为在向下震击时可能会导致卡瓦松弛。打捞工具挤压节流器的中心操纵杆，然后密封弹簧收缩，若胶筒回归自然收缩状态，则打捞操作完毕；反之，则重复操作，直至成功。

（3）气嘴下入深度最小值确定。井下节流的作用就是在正常生产的情况下，利用节流器减少水合物的形成。水合物的形成受多方面的影响，如天然气成分、压力、温度和气嘴的深度等，井下节流技术就是充分利用地热进行降压，从而升高水合物的初始温度，改变水合物的形成条件，从而减少水合物的形成。而气嘴下入深度的准确测定，对于水合物的生成有着至关重要的影响，通过气流经过气嘴等做熵膨胀时，根据特定公式，对气嘴下入深度进行准确计算，从而保障井下节流技术在低温分离工艺中的科学准确应用。

2.3 在低温分离工艺的配套应用的原理

（1）采用井下节流技术可以降低井口和采气管线的压力。通过将节流器投放至井下，可以将井口的压力从（14～22）MPa降低至（10～12）MPa，从而降低了井口及其井下管线的压力，提高了开采作业的安全性，保障了工作人员的生命健康安全，提高了经济效益和社会效益。

（2）采用井下节流技术减少加热率使用的数量，降低了加热炉的负荷。井下节流技术可以充分利用地热能源，而且由于单井进站压力的减少，直接节流制冷就能满足低温分离工艺对于温度的需求，因此，通过井下节流技术可以使得许多加热炉停止运行，从而降低加热炉的负荷，节约能源和成本。

（3）降低水合物形成概率，改善采气管线的工作条件。通过采用节流嘴，大幅度降低了油管和集气站的压力，导致了天然气水合物形成的温度不断降低，从而降低了水合物形成的概率，改善了采气管线的条件。

（4）提高了开采的效率，增强了气流的携液能力。根据最小流量携液公式可知，当其他参数不变时，最小携液量跟井底流动压力成正本，当井底流动压力降低时，气流的携液量减少，因此，通过采用井下节流技术，增强了气流的携液能力，提高了开采的效率[6]。

3 井下节流技术的配套应用效果

2003年，井下节流技术在长庆榆林气田的低温分离工艺中配套应用，应用到14口井中，并取得了良好的效果。

（1）在低产气井投入井下节流技术后，满足了井下低温分离的要求，实现了在集气站不加热节流降压，减轻了站内加热炉的负荷，降低了能源消耗，节约了成本。

（2）应用井下节流技术既能满足低温分离的需要，还能改变水合物的形成提高，大大减少了地面管线的注醇量。

（3）井下节流技术配套应用后，通过节流嘴极大地降低了集气站的压力，导致了水合物的初始温度也随之改变，从而导致了水合物形成条件的改变。

（4）通过采用井下节流技术，将采气管线的运行压力降至（10～12）MPa，从而保障了井口和采气管线的压力减少，提高了工作运行的安全性，同时，减少了站内的气流压差，致使站内直接制冷，能够发挥气井的最大产能程度，促进我国经济的快速发展。

4 在配套应用中的注意事项

4.1 节流器的被腐蚀和损伤的问题

在未投入生产期间，将节流器下入井内后，应该充分关注节流器的腐蚀和损伤的状况。在下入节流器后，节流器处在高温、高压的状态下，加上承受着钻井和夹杂着天然气中遗留化学成分的腐蚀，节流器很容易出现节流器钢材侵蚀和密封胶圈出现裂缝的情况，如果对此不加以重视，容易导致节流器和油管密封程度和固定的可靠性极大地降低，从而导致节流器发挥不出原有的作用。因此，通过加强管理力度，改善节流器的刚体材料和密封胶圈材料的方式，提高材料的质量，从而注意节流被腐蚀和损伤的问题。

4.2 油压差突然增大，导致节流器损伤

在单井下入井下节流器后，虽然能够将油压从22 MPa左右下降至（1～4）MPa，但是，由于油管压力下降过快，节流器的前后压差骤然增大，导致节流器密封胶圈容易出现裂痕，最终导致节流器密封圈被损坏，造成节流器失效的情况。因此，在实际操作过程中要十分注意这一情况，如果出现应采用井口节流的方式，从而有效控制和解决油压差突然增大的情况[7]。

4.3 卡瓦上移，导致节流器失效

出现这一注意事项时，应该考虑井底是否较为干净，油管内壁是否比较光滑，卡瓦的固定面是否较小等，这些因素都是导致卡瓦上移，节流器失效的重要因素，在充分考虑这几项因素后，综合考虑，从而改善井底的干净程度和油管内壁的光滑程度，增大卡瓦的固定面，最终成功解决这一问题。

对于上述注意事项，只要充分的注意和解决出现的问题，才能保障节流技术生产状况稳定，促进低温分离工艺的平稳运行，从而达到大幅度降低油压和产气量提高，争取以最低的生产成本获得最大的生产效益。

5 总结

通过描述井下节流技术在低温分离工艺中的基本原理，改善了水合物的形成条件，极大地降低了井口和采气油管的压力，减轻了加热炉的负荷，节约了能源消耗和成本，避免了底层振动，有效的保护了能源储层，引导出使用节流技术的应用效果和注意事项，从而促进我国井下节流技术的进步和发展，提高了我国的经济实力。