探析采氣管線水合物堵塞原因及處理措施

任基文，杜云

（西南油氣分公司采氣三廠，四川 成都 430068）

0 引言

目前，某氣田呈現(xiàn)出氣井分布廣泛，井口壓力大，單井產(chǎn)量小的特性，應(yīng)用多井高壓集氣，集中注醇開采技藝形式，即為自井口開采出天然氣經(jīng)過(guò)φ60～114 mm高壓采氣管線長(zhǎng)距離傳送到集氣站，尤其在冬季溫度0～7 ℃流入集氣站技藝程序，通過(guò)受熱、節(jié)流、分離、脫水、計(jì)量外輸?shù)郊瘹庵本€，應(yīng)用高壓注醇泵通過(guò)注醇管線把甲醇傳送到井口采氣管線，從而實(shí)現(xiàn)防止水合物產(chǎn)生的目標(biāo)。接下來(lái)，文章經(jīng)過(guò)針對(duì)高壓采氣管線導(dǎo)致堵塞的多種原因?qū)嵤┙馕鰠R總，深入研究了高壓采氣管線堵塞的主因及其防凍措施，給出了對(duì)應(yīng)的建議與意見。

1 采氣管線水合物堵塞的具體原因解析

氣井在日常生產(chǎn)進(jìn)程中，自井底開采的地層水與凝析水及其注入甲醇到采氣管線。而層流為氣液混合物在采氣管線中流態(tài)的理想情況。畢竟長(zhǎng)慶氣田絕大多數(shù)為中低產(chǎn)氣井，單井產(chǎn)量小，位于山區(qū)與丘陵區(qū)域管線起伏非常大，單井管線距離集氣站很遠(yuǎn)，同時(shí)受氣井配產(chǎn)、管線內(nèi)徑和粗糙度等不同原因干擾，以至于氣液在管線內(nèi)流態(tài)呈現(xiàn)的非常繁雜，畢竟氣液重度和粘度的區(qū)別化，氣相流動(dòng)太快，相反液相流動(dòng)非常慢，導(dǎo)致游離水在采氣管線低洼位置集中，從而給采氣管線水合物產(chǎn)生滋生了首要條件。而氣井產(chǎn)液情況和配產(chǎn)有著必然聯(lián)系[1]，試驗(yàn)結(jié)果證明：某氣田氣井臨界攜液流量是4×104～6×104m3/d，把氣井劃分為三種，即產(chǎn)量大于臨界攜液流量6×104m3/d氣井，平穩(wěn)出水與生產(chǎn)，相反極易導(dǎo)致采氣管線積液。位于臨界攜液流量4×104～6×104m3/d氣井，間歇出水，且不平穩(wěn)，在產(chǎn)業(yè)量明顯上升時(shí)，注醇量相應(yīng)出現(xiàn)不足，從而導(dǎo)致水合物堵塞，生產(chǎn)不平穩(wěn)。小于臨界攜液流量4×104～6×104m3/d氣井，不產(chǎn)地層水，單產(chǎn)少許凝析水，尤其在冬季生產(chǎn)，伴隨著開進(jìn)時(shí)長(zhǎng)加長(zhǎng)，凝析液量在采氣管線漸漸聚集，時(shí)有發(fā)生地面管線堵塞難題，且生產(chǎn)平穩(wěn)。

2 防止采氣管線水合物產(chǎn)生的具體措施

通常生產(chǎn)氣井，根據(jù)配產(chǎn)及其產(chǎn)液量，來(lái)確立科學(xué)注醇量，通過(guò)網(wǎng)采氣管線持續(xù)平均灌注甲醇，高效預(yù)防管線中水合物產(chǎn)生。油套壓差3 MPa之上井筒積液氣井，在提產(chǎn)帶液或者放空帶液時(shí)增加注醇量，預(yù)防產(chǎn)液量增加或者放空之后管線中游離水清洗干凈，關(guān)閉井后導(dǎo)致水合物堵塞。針對(duì)產(chǎn)液量高，攜液能力欠佳，導(dǎo)致管線積液集中氣井中，規(guī)定時(shí)間段來(lái)吹掃采氣管線，從而高效防止水合物產(chǎn)生。

3 采氣管線水合物堵塞的具體處理措施分析

3.1 注醇解堵方式

第一，堵塞問(wèn)題：氣井生產(chǎn)實(shí)踐中，產(chǎn)生泵壓不動(dòng)，進(jìn)站壓力產(chǎn)量溫度一并下降，產(chǎn)液量沒有變動(dòng)，則能推斷采氣管線有水合物堵塞問(wèn)題。處理措施：閉合加熱爐節(jié)流針閥及其進(jìn)站閘板閥，把注醇泵排量開至最高，注醇兩個(gè)小時(shí)上下，等到進(jìn)站壓力穩(wěn)定后，按照氣井配產(chǎn)開井，查看進(jìn)站壓力變動(dòng)狀況，進(jìn)站壓力慢慢平穩(wěn)降低時(shí)，把注醇流程變更為地面注醇，根據(jù)配產(chǎn)調(diào)動(dòng)大注醇量[2]。第二，堵塞問(wèn)題：氣井生產(chǎn)實(shí)踐中，產(chǎn)生泵壓不動(dòng)，進(jìn)站壓力產(chǎn)量溫度一并下降，產(chǎn)液量上升，則能推斷出采氣管線有水合物堵塞問(wèn)題。處理措施：把注醇泵排量開至最大，開大或者閉合加熱爐節(jié)流針閥的方式反復(fù)活動(dòng)數(shù)次，留意其進(jìn)站壓力變動(dòng)狀況，在進(jìn)站壓力平穩(wěn)后，把注醇程序變換到地面注醇，根據(jù)配產(chǎn)及其產(chǎn)液狀況，調(diào)動(dòng)大注醇量。注醇解堵適合在進(jìn)站壓力，產(chǎn)量降低，采氣管線沒有產(chǎn)生水合物之前的氣井使用的解堵方式。

3.2 提產(chǎn)帶液方式

堵塞問(wèn)題：進(jìn)站壓力變動(dòng)大，產(chǎn)氣量降低，井口遠(yuǎn)傳油壓和進(jìn)站壓力差值大，在氣量無(wú)變動(dòng)狀況下，分離器偶然產(chǎn)少量液，且進(jìn)站壓力和井口遠(yuǎn)傳油壓存在回升現(xiàn)象，采氣管線積液導(dǎo)致回壓提升，產(chǎn)氣量降低，采取開大或關(guān)小方式，活動(dòng)加熱爐節(jié)流針閥聽見氣流中夾雜顯著水流或者堅(jiān)硬物體碰撞聲，表明采氣管線有水合物冰堵問(wèn)題。處理措施：此井注醇泵排量調(diào)動(dòng)到80%上下，提升配產(chǎn)50%之上，實(shí)現(xiàn)提升氣流和溫度共同成效，致使氣流速率確保在3 m/s上下，較大氣流速度能夠提高氣流溫度，加強(qiáng)管線積液擾動(dòng)技能，影響水合物產(chǎn)生與集中，留意查看氣流具備較強(qiáng)攜液能力，一旦井間積液大量帶出，導(dǎo)致采氣管線冰堵，且升高加熱爐水浴溫度，保證節(jié)流之后溫度在10 ℃之上，預(yù)防節(jié)流效應(yīng)導(dǎo)致節(jié)流之后管線冰堵而超壓。提產(chǎn)帶液方式適合在采氣管線積液導(dǎo)致產(chǎn)量下滑，輕微冰堵問(wèn)題的氣井使用。

3.3 降壓解堵方式

堵塞問(wèn)題：在氣井發(fā)生進(jìn)站壓力、產(chǎn)量、溫度降低時(shí)，且泵壓和井口遠(yuǎn)傳油壓提升，則表明采氣管線已發(fā)生水合物冰堵，經(jīng)過(guò)采氣管線實(shí)施局部放空方式，將壓力在非常短時(shí)長(zhǎng)下降，對(duì)應(yīng)提升水合物溫度，促進(jìn)水合物溫度小于管壁溫度，水合物會(huì)從管壁脫落，且在壓力影響下，把水合物由放空管線排出。處理措施：閉合加熱爐針閥及其進(jìn)站閘板閥，開啟此井進(jìn)站旋塞閥，使用放空針閥把控氣量放空，留意查看分液罐壓力不要大于1 MPa，液位不大于滿液位的2/3，相反則需要即刻排除，避免污物有火炬噴出，導(dǎo)致環(huán)境破壞，同時(shí)及時(shí)觀察火炬噴出顏色，解析推斷水合物冰堵情況及其放空效果。

在進(jìn)站壓力迅速降低，表明堵點(diǎn)距離進(jìn)站非常近，相反堵點(diǎn)靠近井口。在進(jìn)站壓力放空實(shí)踐中提升，泵壓降低，表明水合物已清除，在分液罐也為無(wú)變動(dòng)時(shí)，表明采氣管線積液清理干凈，閉合放空針閥及其放空旋塞閥，把分液罐污水排除后，且閉合排污閥。

當(dāng)放空進(jìn)站壓力為零，且沒上升，表明采氣管線沒有解開，留意把控針閥開度，避免冰堵瞬間解開，導(dǎo)致分液罐超壓力，一旦放置相應(yīng)時(shí)長(zhǎng)無(wú)法解開，閉合進(jìn)站放空針閥及其旋塞閥，則要由井口實(shí)施放空，停止注醇泵，閉合井口針閥，生產(chǎn)閘閥，閉合注醇閥門，開啟測(cè)試閥門，采用井口針閥把控氣量實(shí)施放空，在壓力下降到10 MPa，慢慢開大針閥開度，從而實(shí)現(xiàn)高效帶液目標(biāo)。

等到采氣管線壓力放空歸零之后，把加熱爐水浴溫度變動(dòng)到70 ℃，開啟進(jìn)站閘板閥，采用加熱爐針閥操控氣量，給地面管線倒熱氣，靜置十分鐘上下，且留意進(jìn)站壓力有沒有降低，一旦把涼氣放空，則需相同方式二次倒熱氣，循環(huán)往復(fù)2～3次，開啟井口測(cè)試閥門，一旦進(jìn)站壓力降低，井口有氣流經(jīng)過(guò)，表明采氣管線水合物已清除，持續(xù)吹掃等到潔凈之后暫停，其在水合物沒有清除干凈時(shí)，不可暫停吹掃，防止管線溫度小于0 ℃，二次產(chǎn)生冰堵。閉合加熱爐針閥及其進(jìn)站閘板閥，由井口針對(duì)采氣管線實(shí)施慢慢充壓，并且開啟進(jìn)站旋塞閥及其放空針閥，留意氣流產(chǎn)液及其火炬燃燒狀況，無(wú)產(chǎn)液，氣質(zhì)潔凈，火焰豎直往上，且燃燒有力，表明采氣管線已被解堵。

降壓解堵方式比較適合在已產(chǎn)生水合物冰堵的氣井，假設(shè)此方式?jīng)]有解除狀況，則要使用常壓解堵法。

3.4 常壓解堵方式

堵塞問(wèn)題：借助降壓解堵法之后，水合物并未清除，表明水合物冰堵情況加劇。處理措施：開啟進(jìn)站旋塞閥與進(jìn)站放空針閥，開啟井口測(cè)試閥門及其針閥，由管線兩端實(shí)施放空，待壓力都為零，閉合井口和進(jìn)站全部閥門，把注醇程序變動(dòng)為地面注醇，開啟注醇泵，且大量排注醇，閉合閥門，持續(xù)注醇，在注醇泵壓力提升到5 MPa之上，精制一天，遵照放空解堵方式實(shí)施操控解堵，此種解堵方式比較適合采氣管線堵塞加劇，不足之處為解堵時(shí)長(zhǎng)很長(zhǎng)，甲醇消耗量巨大[3]。

3.5 防凍堵措施研究分析

預(yù)防水合物堵塞的高效方式為規(guī)避在水合物產(chǎn)生區(qū)域溫度、壓力狀況的產(chǎn)生，需要經(jīng)過(guò)絕熱或者掩埋管線從而降低熱量流失或篩選流量參數(shù)，確保以非常大的流速?gòu)亩档凸芫€滯留時(shí)長(zhǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，流體通過(guò)路徑越長(zhǎng)，則遭遇的溫度、壓力情況范疇相對(duì)越大，此方式就不能再應(yīng)用了，需要考量其他防堵措施。

當(dāng)前少數(shù)氣井有緩蝕劑滴注罐，可以完成針對(duì)井筒的緩蝕劑加注，然而，井口設(shè)計(jì)中忽略了高壓采氣管線接防凍劑、緩蝕劑加注技藝設(shè)施，從而不能完成防凍劑及緩蝕劑加注。因此，管線堵塞之后大多數(shù)應(yīng)用減壓閥實(shí)施解堵，在2006年及其之前投入生產(chǎn)的無(wú)人值守井口沒有放空裝置，則不可以實(shí)施井口放空。一旦高壓采氣管道部分形成堵塞之后，只可在管線末端應(yīng)用進(jìn)站放空閥空降壓實(shí)施解堵。然而，在管道全部堵死之后，堵塞段前后壓差太大，從而氣井生產(chǎn)有一定潛在安全風(fēng)險(xiǎn)。要想保證新建高壓采氣管線安全運(yùn)轉(zhuǎn)、平穩(wěn)過(guò)冬，則需針對(duì)防凍堵措施實(shí)施研究分析。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，大部分高壓采氣管線關(guān)鍵是投入生產(chǎn)早期臟物堵塞?；诖?，針對(duì)新井、井口需設(shè)置高壓放空裝置，對(duì)于井口實(shí)施充分放噴，從而凈化井底。此外，高壓采氣管線設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要全面考量氣井產(chǎn)水及沿線高程干擾，針對(duì)水合物產(chǎn)生溫度做出全面核算；再對(duì)管徑實(shí)施改進(jìn)，將流速干擾考量進(jìn)去，保證管線不積液；保溫加熱措施需實(shí)施論證核算，隨后篩選最優(yōu)方案，一旦討論的措施無(wú)法進(jìn)行或者經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)不科學(xué)時(shí)，最終只能采取常規(guī)集氣方法。