氣井管線水合物堵塞原因與對(duì)策分析

胡志宏

摘要：由于采氣管線投產(chǎn)初期內(nèi)部雜質(zhì)較多、運(yùn)行壓力高等原因，管線冬季水合物堵塞頻繁，影響了氣井的正常生產(chǎn)。本文通過對(duì)采氣管線造成堵塞的各種因素進(jìn)行分析總結(jié)，探討了采氣管線堵塞的主要原因及防凍措施，為提高生產(chǎn)效益和氣田的解防堵工作提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：氣井;管線;堵塞;分析;對(duì)策

氣井管線比較常見的堵塞主要是水合物堵塞，水合物指的是在一定溫度、壓力條件下，天然氣中某些氣體組分和液態(tài)分子（水）形成的白色結(jié)晶水合物，外觀類似松散的冰或致密的雪。氣井生產(chǎn)過程中，水合物帶到采氣管線后，由于氣井產(chǎn)量小加上管線彎頭多，采氣管線走向坡度起伏較大等原因都會(huì)導(dǎo)致液體聚集管線中，若不及時(shí)處理就會(huì)導(dǎo)致采氣管線水合物影響氣井產(chǎn)氣量。

1.采氣管線水合物堵塞原因分析

氣井在生產(chǎn)過程中，自井底采出的地層水和凝析水以及注入的甲醇進(jìn)入采氣管線。氣液混合物在采氣管線中流態(tài)在理想狀態(tài)下為層流。如是低產(chǎn)氣井、單井產(chǎn)量低、地處丘陵地帶、管線起伏較大、單井管線離集氣站較遠(yuǎn)、且受氣井配產(chǎn)、管線內(nèi)徑與粗糙度等諸多因素影響，所以氣液在管線內(nèi)流態(tài)變得十分復(fù)雜，由于氣液重度與粘度的差異，氣相流動(dòng)較快，而液相流動(dòng)相對(duì)較慢，造成游離水在采氣管線低洼部位聚集，為采氣管線水合物形成提供了必要條件。氣井產(chǎn)液狀況與配產(chǎn)有很大關(guān)系，產(chǎn)量高于臨界攜液流量的氣井，出水穩(wěn)定，生產(chǎn)較穩(wěn)定，但容易造成采氣管線積液。處于臨界攜液流量間歇出水，出水極不穩(wěn)定，在產(chǎn)液突然增加時(shí)，注醇量相對(duì)不足，易造成水合物堵塞，生產(chǎn)很不穩(wěn)定。低于臨界攜液流量的氣井，不產(chǎn)地層水，只產(chǎn)少量凝析水，在冬季生產(chǎn)時(shí)，隨著開井周期延長，凝析液量在采氣管線越聚越多，偶然出現(xiàn)地面管線堵塞問題，生產(chǎn)穩(wěn)定。

受氣井配產(chǎn)、管徑、彎頭、管線埋深以及管線周圍溫度影響，采氣管線極易形成水合物，水合物形成溫度是水合物存在的最高溫度，高于此溫度不論壓力多高，游離水多少也不會(huì)形成水合物。對(duì)于組分相同的氣體，水合物形成溫度隨著壓力升高而升高，隨著壓力降低而降低，壓力是形成水合物重要因素。在溫度一定情況下，冬季進(jìn)站壓力越高越易形成水合物。

綜上所述：采氣管線游離水存在，足夠高壓力和足夠低溫度，是形成水合物的必備條件，另外，井底污物被高速氣流帶到采氣管線且在局部聚集，氣流通過能力降低而產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng)，使氣流溫度降低，也是造成采氣管線堵塞的影響因素。

2.預(yù)防采氣管線水合物形成的措施

正常生產(chǎn)氣井，依據(jù)配產(chǎn)及產(chǎn)液量，確定合理注醇量，給采氣管線連續(xù)均勻注甲醇，有效防止管線中水合物形成。油、套壓差3MPa以上井筒積液氣井，在提產(chǎn)帶液或放空帶液時(shí)，加大注醇量，防止產(chǎn)液量增大或放空后管線中游離水未帶干凈，關(guān)井后造成水合物堵塞。對(duì)于產(chǎn)液量大，攜液能力差，造成管線積液聚集的氣井，定期吹掃采氣管線，來有效預(yù)防水合物的形成。

3.采氣管線水合物堵塞處理措施

3.1注醇解堵法

（1）堵塞現(xiàn)象：氣井在生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)泵壓不變，進(jìn)站壓力、產(chǎn)量、溫度同時(shí)降低，產(chǎn)液量無變化時(shí)，則可判斷采氣管線有水合物堵塞征兆。

解決辦法：關(guān)閉加熱爐節(jié)流閥及進(jìn)站閘板閥，將注醇泵排量調(diào)至最大，注醇2小時(shí)左右，待進(jìn)站壓力正常后，按氣井配產(chǎn)正常開井，觀察進(jìn)站壓力變化情況，進(jìn)站壓力緩慢平穩(wěn)正常下降時(shí)，將注醇流程改至地面注醇，依據(jù)配產(chǎn)調(diào)整注醇量。

（2）堵塞現(xiàn)象：氣井在生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)泵壓不變，進(jìn)站壓力、產(chǎn)量、溫度同時(shí)降低，產(chǎn)液量增大時(shí)，則可判斷是采氣管線有水合物堵塞的征兆。

解決辦法：將注醇泵排量調(diào)大，開大或關(guān)閉加熱爐節(jié)流閥的方法來回活動(dòng)幾次，注意觀察進(jìn)站壓力變化情況，當(dāng)進(jìn)站壓力正常后，將注醇流程改至地面注醇，依據(jù)配產(chǎn)及產(chǎn)液情況，調(diào)整注醇量。注醇解堵適用于進(jìn)站壓力、產(chǎn)量下降，采氣管線未形成水合物前的氣井應(yīng)用的解堵方法。

3.2提產(chǎn)帶液法

（1）堵塞現(xiàn)象：若進(jìn)站壓力波動(dòng)（一升一降），產(chǎn)氣量下降，井口油壓與進(jìn)站壓力相差較大，在氣量沒有變化的情況下，分離器偶然產(chǎn)少量液，同時(shí)進(jìn)站壓力與井口油壓有回升現(xiàn)象，采氣管線積液造成回壓增大，產(chǎn)氣量下降，用開打或關(guān)小的方法，活動(dòng)加熱爐節(jié)流閥聽到氣流中夾雜明顯水流或堅(jiān)硬物體撞擊聲音，說明采氣管線有水合物冰堵現(xiàn)象。

（2）處理方法：將該井注醇泵排量調(diào)至80%左右，提高配產(chǎn)50%以上，達(dá)到提高氣流速度與溫度雙重效果，使氣流速度保持在3m/s左右，較高氣流速度可以提升氣流溫度，增強(qiáng)對(duì)管線積液擾動(dòng)能力，干擾水合物形成與聚集，注意觀察攜液情況，否則因井筒積液大量帶出，造成采氣管線冰堵，同時(shí)調(diào)高加熱爐水溫，確保節(jié)流后溫度在10℃以上，防止節(jié)流效應(yīng)造成節(jié)流后管線冰堵而超壓。提產(chǎn)帶液法適用于采氣管線積液造成產(chǎn)量下降，稍有冰堵的情況。

3.3降壓解堵法

（1）堵塞現(xiàn)象：當(dāng)氣井出現(xiàn)進(jìn)站壓力、產(chǎn)量、溫度下降的同時(shí)，泵壓與井口油壓上升時(shí)，說明采氣管線已經(jīng)形成水合物冰堵，通過對(duì)采氣管線進(jìn)行局部放空的方法，使壓力在較短時(shí)間降低，使水合物溫度低于管壁溫度，水合物會(huì)從管壁脫落并在壓差作用下，將水合物從放空管線推出。

（2）處理方法：關(guān)閉加熱爐閥及進(jìn)站閘板閥，打開該井進(jìn)站旋塞閥，用放空閥控制氣量放空，注意觀察分液罐壓力不得高于1Mpa，液位不高于滿液位的2/3時(shí)，否則需立即進(jìn)行排污，防止污物噴出，造成環(huán)境污染，并隨時(shí)觀察變化，分析判斷水合物冰堵狀況及放空效果。

當(dāng)進(jìn)站壓力下降較快，說明堵點(diǎn)離進(jìn)站較近，否則堵點(diǎn)靠近井口。當(dāng)進(jìn)站壓力在放空過程中上升，泵壓下降，說明水合物已解除，當(dāng)分液罐液位沒有變化時(shí)，說明采氣管線積液已清理干凈，關(guān)閉放空閥及放空旋塞閥，將分液罐污水排干凈后并關(guān)閉排污閥。

若放空時(shí)進(jìn)站壓力為零時(shí)沒有回升，說明采氣管線未解開，注意控制閥開度，防止冰堵突然解開，造成分液罐超壓，這樣放置一段時(shí)間若還未解開，關(guān)閉進(jìn)站放空閥及旋塞閥，需要從井口進(jìn)行放空，停注醇泵，關(guān)閉井口閥，生產(chǎn)閘閥，關(guān)閉注醇閥門（或注醇總閥），打開測試閥門，用井口閥控制氣量進(jìn)行放空，當(dāng)壓力下降時(shí)，適當(dāng)開大閥開度，以便達(dá)到有效帶液的目的。

待采氣管線壓力放空為零后，將加熱爐水浴溫度調(diào)高至70℃，打開進(jìn)站閘板閥，用加熱爐閥控制氣量，給地面管線倒熱氣，放置10分鐘左右，同時(shí)觀察進(jìn)站壓力是否下降，否則將涼氣放空，用同樣方法再次倒熱氣，如此反復(fù)進(jìn)行2-3次，打開井口測試閥門，若進(jìn)站壓力下降，井口有氣流通過，說明采氣管線水合物已解除，繼續(xù)吹掃待氣質(zhì)干凈后停止吹掃，在水合物未解除前不能中斷吹掃，以防管線溫度低于0℃，再次形成冰堵。關(guān)閉加熱爐閥及進(jìn)站閘板閥，從井口對(duì)采氣管線進(jìn)行緩慢充壓，同時(shí)打開進(jìn)站旋塞閥及放空閥，觀察氣流產(chǎn)液及燃燒情況，無產(chǎn)液，氣質(zhì)干凈，火焰豎直向上，燃燒有力，說明采氣管線已完全解通。降壓解堵法方法適用于已形成水合物冰堵的氣井，若用此法未解除情況下，需采用常壓解堵法。

3.4常壓解堵法

（1）堵塞現(xiàn)象：在利用降壓解堵法后，水合物未能解除，說明水合物冰堵嚴(yán)重。

（2）處理方法：打開進(jìn)站旋塞閥，進(jìn)站放空閥，打開井口測試閥門，從管線兩端進(jìn)行放空，帶壓力均為零時(shí)，關(guān)閉井口與進(jìn)站所有閥門，將注醇流程改為地面注醇，啟用注醇泵，并大排量注醇，關(guān)閉測試閥門，繼續(xù)注醇，當(dāng)注醇泵壓力上升至5MPa以上時(shí)，放置1天后，按照放空解堵的方法進(jìn)行操作解堵，這種解堵方法適用于采氣管線堵塞嚴(yán)重的情況，缺點(diǎn)是解堵周期較長，甲醇浪費(fèi)較大。

氣井管道內(nèi)水合物的堵塞過程復(fù)雜且影響因素較多，有針對(duì)性的實(shí)施氣井管線堵塞預(yù)防措施，可以有效減低氣井故障率，提高氣井的產(chǎn)量。

參考文獻(xiàn)：

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