川渝地区试气天然气水合物形成原因分析

川渝地区试气天然气水合物形成原因分析

张怀1  刘慕丽2

大庆油田试油试采分公司 黑龙江 大庆163000、大庆油田方兴分公司 黑龙江 大庆163000

摘  要：分析了实际产生水合物的试气资料及其形成原因,阐述了川渝地区气田水合物形成的影响因素。天然气水合物是天然气在一定温度和压力下形成的一种冰状笼形化合物。在气井生产过程中,一旦压力、温度条件满足,天然气混合物中的某些气体组分便形成水合物,堵塞油管或输气管线。天然气水合物是天然气在高压、低温环境下形成的,形成温度高于冰点，本文从水合物的生成条件进行分析，为试气施工提供参考。

关键词：天然气 水合物 影响因素 措施

1 研究的意义

在川渝气井产能试井过程中，井内油管是底层流体流出的唯一通道，经常出现的井内油管在400米左右至井口水化物聚结堵塞现象。水化物聚结堵塞的危害性很大，井内油管水化物聚结堵塞，不仅给试井电子压力计的起、下带来严重的影响，使得本来连续的试井过程中断，影响资料的录取，而且还会给后续的投放节流器施工增加多道工续。

2 形成原因

常压下,水的冰点为0℃,但在高压下,水的冰点就会高于0℃。天然气水合物是天然气在高压、低温(高于0℃)环境下形成的。在气井生产过程中,天然气从井底流向井口,沿程压力和温度逐渐降低,当压力降到某一数值时,温度降到水合物生成温度时,就形成了水合物。

3 影响因素分析

天然气水合物是在一定压力、温度下形成的,但是天然气水化物形成的压力、温度具体的数值很难确定。因为影响水合物形成的因素是受天然气的组分不同、所处环境的不同、试气方式的不同等影响。统计了约30口多井的试气资料,约有三分之一的井出现了不同程度的冰堵现象。主要影响因素为试气方式、、井深、工作制度改变、产气量及其它影响因素。

4、易冻堵地点

井下管柱在高压低温时产生水化物，多在井口到井下500m，由于完井油管为非气密封油管，受长时间腐蚀影响，接箍处存在漏点，如CY12井，使用井下节流油嘴，造成油套压力不平衡，在接箍位置渗漏，产生水化物冻堵。

地面流程在高压低温时易产生水化物，尤其在油嘴管汇节流后的下游管线内，根据水化物的形成条件，存在压力的波动和气体高速流动，由于天然气经过节流后温度急剧降低，当上游压力为35MPa，压降28MPa时温度下降48℃，远低于水化物形成的临界温度。

图1天然气节流压降与温度降的关系曲线

5、结束语

 本文通过研究天然气水化物在产能试井期间油管中地生成和分解机理，分析其形成的化学条件、以及产生堵塞安全的处理方法等，得到以下结论：

（1）形成天然气水化物的三个基本条件：一是水存在于天然气中；二是还要有低温和高压。对于一定温度和一定组成的天然气，压力降至水化物形成压力之下则天然气水化物不会形成；而对于一定压力和一定组成的天然气，温度高于水化物形成温度天然气水化物也不会形成。三是温度必须低于天然气水露点（是指在一定压力下，与天然气绝对湿度相等的天然气中水蒸气的饱和含量所对应的温度）。

（2）对产能试井期间油中形管成堵塞的常用处理方法主要有两种：注入抑制剂法、加热解堵法。两种方法各有优缺点，用时根据现场条件和水化物堵塞情况决定。

（3）对于某一地区的气井天然气组分一定时,影响水合物形成的因素主要有试气方式、井深、工作制度的多次改变、产气量大小等。在气井生产过程中,可以从降低系统压力、提高系统温度方面考虑,阻止水合物的生成。在试气方式上,可以采取定油压生产、提高产量生产等;在工艺上,可采取井下节流降压、加热保温等措施。建议今后川渝地区深层气井进行试采时,产气量较低的井(一般低于10×104m3),采用定压试采方式或一点法,防止由于压力波动、气体扰动形成水合物,堵塞油管。

参考文献

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[2]梅明华,史福军,李军,李玉兴.气井防堵措施及解堵方法探讨[J].石油化工应用,2010,09:56-60. 

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作者简介 张怀，男，西南石油大学石油工程专业，现就职业试油试采分公司，联系地址：大庆试油试采分公司，邮政编码：163412

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