金龍井试油_气_过程中水合物生成原因分析与解决措施.docxVIP

文章编号 : 1673 —2677 ( 2010 ) 04 —092 - 05金龙4井试油(气)过程中水合物生成原因分析与解决措施梁晨(中国石油新疆油田分公司风城油田作业区 ,新疆 克拉玛依 834000 )摘要 :在试油 (气 )试产过程中天然气 、水在一定的温度和压力条件下 ,形成水合物白色结晶体 ,该水合物堵塞井内管柱或地面管线 ,影响试产正常进行 ,严重时会造成井下事故。水合物的 形成受到天然气及水的组份 、温度及压力条件影响。在试产中 ,水合物的防止被受到较大的重视 ,但在实际生产中也会常常遇上 。笔者在实习中就遇到金龙 4 井在试产中形成水合物严重影响了生产施工并造成了试井电缆落井的事故 ,耽误了工期并浪费了较大的成本 ,为此本论文针对 水合物生成原理及解决措施 ,结合金龙 4 井施工现状展开研究 ,找出该井防止水合物生成的方案及消除已生成水合物的方案 ,为以后类似井施工提供指导 。关键词 :天然气 ;水合物 ;生成条件 ;影响因素 ;堵塞 ;措施中图分类号 : TE353文献标识码 : A天然气水合物是水与烃类气体借助于氢键结合的结晶体 ,外表类似冰或致密的雪 , 是一种笼形 晶状包络的不稳定的化合物。该水合物堵塞井内 管柱或地面管线 , 影响试产正常进行 , 造成井下事 故。在试产中 ,虽然水合物被受到较大的重视 , 但 在实际生产中也会常常遇上 ,且给现场施工带来危 害。水合物的形成受到天然气及水的组份、温度及 压力条件影响。笔者在实习中就遇到金龙 4 井在 试产中形成水合物严重影响了生产施工并造成了 试井电缆落井的事故 ,耽误了工期并浪费了较大的 成本 , 为此本论文针对水合物生成原理及解决措 施 ,结合金龙 4 井施工现状展开研究 , 找出该井防 止水合物生成的方案及消除已生成水合物的方案 , 为以后类似井施工提供指导。种复杂的、但又不稳定的白色结晶体 ,一般用 M ·nH2 O 表示 , M 为水合物中的气体分子 , n 为水分子 数 ,如 CH4 ·6H2 O , CH4 ·7H2 O , C2 H6 ·7H2 O 等。 也有多种气体混合的水合物 。1. 2 水合物的生成原因及生成条件形成水合物的主要条件有两个 : 天然气必须处 于适当的温度和压力下 ;天然气必须处于或低于水 汽的露点 ,出现“自由水 ”。因此对于一定组分的天然气 ,在给定压力下 ,就有一水合物形成温度 ,低于 这个温度将形成水合物 ,而高于这个温度则不形成水合物 。随着压力升高 ,形成水合物的温度也随之 升高 。如果天然气中没有自由水 ,则不会形成水合物。除此之外 , 形成水合物还有一些次要的条件 ,包括气体流速及扰动 ,晶种的存在等。天然气形成 水合物有一个最高温度 ,即临界温度 , 若超过这个温度 ,再高的压力也不能形成水合物 。1. 3 水合物的影响因素气体水合物的生成受气体组分 、温度与压力、 水 - 气接触方式和添加剂等因素控制 ,这些因素制1 水合物基本知识介绍及影响因素1. 1 水合物的基本定义及水合物的组成形式天然气水合物 ( Ga shyd ra te s) 也称水合物 。它 是一种包裹着小气体分子的水的固体结晶物 ,是一收稿日期 : 2010 - 08 - 19作者简介 :梁晨 ( 1982 - ) ,男 , 2006年 7月毕业于青岛大学自动化工程学院电子信息工程专业 ,现在新疆油田公司风城油 田作业区乌尔禾采油站地质组工作 ,任助理工程师 。92第 6卷第 4期梁 晨 :金龙 4井试油 (气 )过程中水合物生成原因分析与解决措施约着水合物的生成结构类型、反应速度和含气量等物理化学性质。从结晶的过程考核气体水合物的 生成包括溶解、成核与晶体生长三个阶段 , 其中成 核过程是控制水合物生长的一个关键因素 ,一旦成 核水合物即可在临界晶核母体上快速生成 。气体 水合物的温度压力影响 ,也就是通常意义上的热力 学条件的影响 ,这对研究水合物生成条件有重要的 意义。水合物的生成其实质气体与水作用的一个传质 、传热过程 ,传质和传热条件将是影响水合物生成的两个主要因素 。下面主要从温度与压力两 个方面对水合物造成得影响进行分析和说明。2 水合物的处理理论及措施一般而言 ,井筒和地面管线中形成水合物的形 态有以下几种 ,如图 1所示。图 1 天然气水合物在管内的三种形态( 1 )光滑管壁上由于附着了水合物变成粗糙管壁。一部份流体通过 ,另一部份流体滑脱 。( 2 )水合物在管内形成不致密的网状塞子。举 升过程中 ,气体穿过不致密的水合物网状塞子 , 而部分液体碰上水合物网状塞子后自动滑脱 ,使井底 的积液越积越多。( 3 )水合物在管内形成致密塞子 ,完全把管内 截面堵死 ,使井再也无法生产 。不少高压气