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延长气田天然气水合物抑制剂注入量的确定

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延长 气田 天然气 水合物 抑制剂 注入 确定
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第27卷第1期 甘肃科技 %f.27 201 1年1月 201 1:===:======:========::=====:====================:========================::==:===:=:=======::=:==:==:========================:===一延长气田天然气水合物抑制剂注入量的确定梁裕如,张书勤(延长石油集团有限责任公司研究院,陕西西安710075)摘要:延长气田大部分气井采用高压集气工艺,在一定的温度和压力条件下,集气系统不可避免的会形成水合物。预防天然气水合物形成的方法有很多,其中在气井中注入水合物抑制剂的方法较为普遍。以延长某一气井为例,精确计算了井口天然气水合物抑制剂的注入量,然后对不同种类水合物抑制剂(甲醇和乙二醇)的操作安全性和经济性进行对比,从而确定最合适的水合物抑制剂。气井井口抑制剂注入量的大小与诸多因素有关,针对不同因素对抑制剂注入量的影响进行了综合分析,对延长气田实际运行具有一定的指导意义。关键词:气田;水合物抑制剂;注入量中图分类号:田集气系统不可避免的会在系统不同环节或部位形成水合物。集气系统形成水合物的环节,一是在井场和集气站对天然气进行节流降压,气体膨胀产生急剧温降时形成水合物;二是在采气管线和集气管线因气体输送产生压降和温降的过程中,管线内形成水合物。预防天然气水合物形成的方法[I 井口设小型加热炉,输送前将天然气加热;注抑制剂,降低天然气水合物形成温度;管线保温;脱水。其中,在气井中注入适量水合物抑制剂的方法较为普遍。水合物抑制剂的作用原理¨1是:利用其吸水性以降低天然气中水蒸气的浓度,从而降低水合物形成的冰点。天然气水合物抑制剂包括:甲醇、乙二醇、二甘醇等。延长气田大部分气井采用高压集气工艺,即井口不加热、不节流,气井天然气通过高压采气管线输往集气站集中加热、节流、计量、处理,在集气站内建注醇泵房,集中向单井注入水合物抑制剂。1 水合物抑制剂注入量计算方法心’4 (t,一t)+(3—5℃) (1)式中:(—水合物形成温度降,℃;£,——膨胀后的温度条件下,不形成水合物的膨胀前温度,一天然气井口温度,℃。抑制剂最低富液浓度计算:x=揣×100%(2)式中:卜抑制剂最低富液浓度,质量百分数;肛一抑制剂的分子量,g/——抑制剂常数,取值:甲醇1297,乙二醇和二甘醇2220。抑制剂最低富液浓度校核。在节流后的操作温度条件下,富液浓度应处于非结晶区,否则须提高富液浓度。富液浓度过高将增大抑制剂的注入量,故其操作温度应处于非结晶区,但不宜提得过高。抑制剂注入量计算:采用甘醇时注入量按下式计算:G。=10—9,G[(阢一职)+町] (3)式中:G。——新鲜或再生甘醇注入量,kg/d;g,——天然气流量,m3/d;kg/。、%——天然气在膨胀前后温度和压力条件下的饱和含水量,mg/—一天然气中的游离水,mg/采用甲醇时,注入量按下式计算:G。=10~q,(。) (4)一耽+哆+百100。)(5)05×告×口 (6)W=0.983既7)式中:G。——甲醇注入量,kg/d;G,——液相中甲醇量,mg/。——甲醇气相蒸发损失,mg/——注入甲醇溶液的浓度,%(质);方数据第1期 梁裕如等:延长气田天然气水合物抑制剂注入量的确定 33肛一天然气饱和含水量,mg/——天然气理想含水量,mg/肋——相对密度校正系数;C。——含盐量校正系数。2水合物抑制剂筛选以延长某一气井为例,气井产量为10×104m3/d,井口压力为22口温度为25。C,集气站出口压力为5制剂注入浓度:甲醇注人浓度为100%,甘醇(乙二醇、二甘醇)注入浓度为80%。天然气相对密度为0.569,天然气组成为:6.048%)、.833%)、.247%)、.743%)、空气(0.228%)。通过计算可知井口压力条件下的天然气水合物形成温度:20.20℃¨o。为避免天然气水合物的形成堵塞管道或设备,对天然气水合物抑制剂注入量进行精确计算,同时对不同种类水合物抑制剂(甲醇和乙二醇)的经济性进行对比,从而确定最合适的水合物抑制剂。表1水合物生成温度降相同时不同种类抑制剂用■殛投资对比杜堂制 最低富液 注入量 价格 投资……浓度(%) ((:t) (d)甲醇 50.89 153.04 3500 535.64乙二醇 46.53 24 8500 204从表1可看出,天然气水合物生成温度降相同时,甲醇注入量明显要高于乙二醇的注入量,甲醇投资是乙二醇的2.6倍,乙二醇投资明显少一些。甲醇和乙二醇作为一种高效的热动力抑制剂的应用较为普遍,但也存在诸多不足。1)甲醇工业成本较高,有毒、易燃,处理残留的甲醇工艺非常复杂;乙二醇易燃性稍弱,用量也较少,但可利用的乙二醇资源量较少;2)当集气站内脱水采用三甘醇脱水方式时,若上游采用甲醇作为水合物抑制剂,将会加重三甘醇再生的热负荷,再生系统设备腐蚀也会加剧;3)乙二醇防治要求满足固定的水醇比例,还对地层水矿化度有一定的要求,解堵时间较长,甲醇的解堵效果要优于乙二醇;4)若采用乙二醇作为水合物抑制剂,用常规再生法回收乙二醇会带来很多操作上的问题,使盐在乙二醇再生塔底和贫液中累积的越来越多,真空再生法可解决,但投资较高;若采用甲醇作为水合物抑制剂,采用常规再生法虽然存在设备腐蚀问题,但盐分仅存在于生产污水中,而不会在甲醇中累积,投资较乙二醇再生装置小。从操作安全性、经济性和环保方面看,注乙二醇优于注甲醇。但是,水合物抑制剂的注入、回收、再生都是在密闭系统中进行的,只要严格操作管理,使用甲醇的安全性是可以保障的。因此,延长气田采用井口注甲醇来抑制天然气水合物的形成。3计算结果分析气井井口抑制剂注入量的大小与诸多因素有关,譬如天然气节流前后的温度和压力、天然气中游离水的含量等。针对各种因素对抑制剂注入量的影响进行分析,对延长气田实际运行具有一定的指导意义。3.1 井口温度对抑制剂注入量的影晌在其他条件相同的情况下,井口温度不同,天然气水合物形成的初始位置就不同,井口注醇量也不同,见表2。表2不同井口温度对应的注醇量对比井口 甲醇最低 甲醇 乙二醇最 乙二醇温度 富液浓度 注人量 低富液浓 注入量(羔2 1丝2 !丝2 1蔓芝垡215 56.19 167.26 51.86 29.720 53.70 159.57 49.34 25.825 50.89 154.08 46.53 24.1530 47.72 148.17 43.40 23.7640 39.98 127.26 35.88 21从表2可看出,当井口天然气温度降低时,需要的水合物形成温度降增加,相应的最低富液浓度增加,与之对应的最低水合物抑制剂注入量也有所增加;反之,对应的抑制剂注人量将有所减少。3.2井口压力对抑制剂注入量的影响在其他条件相同的情况下,随着开采时间的增加,井口天然气压力将逐渐降低,对应的井口注醇量也发生了变化,见表3。表3 不同井口压力对应的注醇量对比井口 甲醇最低 甲醇 乙二醇最 乙二醇压力 富液浓度 注入量 低富液浓 注入量!婴呈2 1丝2 (堕1 2 鏖!丝2 1堕璺222 56.19 167.26 51.86 29.718 46.34 127.31 42.04 21.610 22.84 31.72 19.91 6从表3可看出,井口压力降低,天然气水合物形成温度降减小,相应的水合物最低富液浓度减少,与之对应的最低水合物抑制剂注入量减少。当节流后万方数据甘肃科技 第27卷气体温度仍在水合物生成温度以上时,可不注入抑制剂。3.3 天然气中游离水含量对抑制剂注入量的影响天然气中游离水的存在对水合物的形成起着至关重要的作用,也直接影响了抑制剂注入量的大小,见表4。表4天然气中不同游离水含量对应的注醇量对比从表4可看出,天然气中游离水含量越高,水合物形成的可能性越大,对应的注醇量也会增加。4结论1)从理论上讲,天然气形成水合物不一定需要游离水,只要气相或冷凝碳氢化合物中有形成水合物的组分存在时,一旦压力和温度条件满足,就会形成水合物。天然气中含有游离水更有利于水合物的形成。2)井口注入抑制剂的筛选应根据实际情况,从操作安全性、经济性、环保性等方面综合考虑。若采用甲醇作为水合物抑制剂,应建设相应的污水处理设施;若采用乙二醇等甘醇类水合物抑制剂,应考虑甘醇回收利用的问题。(上接第92页)对无产阶级政党来说,它的正确与否,直接关系到革命和建设事业的成败。中国共产党在长期的实践中形成的一切从实际出发,理论联系实际,调查研究等优良作风,就是坚持辩证唯物主义思想路线的具体体现。【12J”不难看出,思想路线所包含的内容,都是学风所关乎的问题。因此从本质上讲,学风问题就是思想路线问题,学风和思想路线虽同属于认识论的范畴,但应用范围却有所不同,如果说学风侧重于解决理论和实际的关系问题,那么思想路线则更侧重于主观和客观的关系问题,两者既有联系又有区别。解放思想,实事求是,理论联系实际既是学风建设同时也是思想路线的基本内核。因学风问题,而导致思想路线和政治路线上的失误,在党的历史上屡有发生。从党的历史看,学风问题曾经是党内路线斗争重要的思想根源。无论是陈独秀的右倾路线,还是王明的“左”倾路线,从思想本质上来说,都是以理论和实际相脱离,主观和客观相分裂为特征的。因此,我们要把握好学风问题就必须认真对待学习马克思主义理论上的思想路线问题。3)抑制剂注入量的大小受诸多因素的影响,在实际运行中,为安全起见,抑制剂的注入量应在计算结果的基础上取一定的裕量。参考文献:[1]李长俊.天然气管道输送[M].北京:石油工业出版社,2000 1165.168.[2] 李虞庚,贾金会,苗承武,等.石油地面工程设计手册一气田地面工程设计[M].东营:石油大学出版社,1995:473] 杨军杰,蒲春生.集气管线天然气水合物生成理论模型及堵塞预测研究[J].天然气地球科学,2004,15(6):6604] 关昌伦,叶学礼.天然气水合物抑制剂甲醇注入量的计算[J].天然气与石油,1993,1l(4):8.12.延安整风运动是我党领导的对全体干部进行的一次普遍的马克思主义教育运动。它采用从群众中来到群众中去的辩证方法,使党的干部认真学习马列主义、毛泽东思想,深刻领会中国革命的实际,从思想上彻底肃清主观主义、宗派主义和党八股的错误倾向,最后达到团结全党,取得革命胜利的目的,具有十分深远的意义。参考文献:[1]陕西师范大学教育研究所.陕甘宁边区教育资料(在职干部教育部分)[M].教育科学出版社,1981:525.[2]列宁选集[M].第1版第2卷,人民出版社.[3]毛泽东选集[M].第1版第3卷,人民出版社.[4] 马克思恩格斯全集[M].第39卷,人民出版社.[5] 马克思恩格斯全集[M].第1版第4卷,人民出版社.[6]毛泽东选集[M].第1版第2卷,人民出版社.[7]毛泽东选集[M].第2版第3卷,人民出版社.[8] 毛泽东选集[M].第2版第3卷,人民出版社.[9]列宁选集[M].第4卷,人民出版社.[10] 毛泽东选集[M].第2版第3卷,人民出版社.[11] 毛泽东选集[M].第2版第3卷,人民出版社.[12] 辞海(缩印本)[M].上海辞书出版社,1989:1890.万方数据延长气田天然气水合物抑制剂注入量的确定作者: 梁裕如, 张书勤, 延长石油集团有限责任公司研究院,陕西西安,710075刊名: 甘肃科技英文刊名: (期): 2011,27(1)本文链接:
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