文96储气库采气期冻堵原因分析及解决措施_新闻_

穆文祥

[摘要]文96储气库是中国石化第一座储气库，共有14口注采井，于2012年8月23日投运。在采气期采出天然气会带出部分地层水，由于压降引起温降，在节流部位易形成水合物，水合物会引起阀门堵塞，严重时会造成气井停产。本文通过分析冻堵原因，提出优化现场工艺及调整井口注醇参数等措施，确保气井正常生产。

[关键词]储气库注采井冻堵水合物

中图分类号：TE822 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）11-0069-01

一、基本概况

在冬季生产过程中，天然气从井口到站内过程中由于流态和环境温度的变化，在管线中或多或少的会产生凝析水，并逐渐积聚。随着积聚物的增加，遇到管线起伏较大、冬季气温较低时，在管线可能产生节流效应的地方会产生水合物。水合物一旦形成会减少流通面积，产生节流效应，加剧水合物的形成，以至于堵塞管线造成管线蹩压引发事故。文96储气库在采气期采出天然气会带出部分地层水，由于压降引起温降，在节流部位易形成水合物，水合物会引起阀门堵塞，严重时会造成气井停产。2013-2016年采气期共发生62次冻堵，冻堵主要发生在注采阀组区迷宫发阀处，其中严重冻堵导致关井的有8次。

二、采气系统冻堵原因

天然气水合物的形成除与天然气的组分和游离水含量有关外，还需要一定的热力学条件，即一定的温度和压力。概括起来讲，天然气形成水合物必须具备以下条件：（1）具有能形成水合物的气体分子，如小分子烃类物质和 H2S， CO2 等酸性组分；（2）有液态水存在，天然气温度必须低于天然气的水露点；（3）低温，系统温度低于水合物生成的相平衡温度；（4）高压，系统压力高于水合物生成的相平衡压力；（5）其它辅助条件，如气体流速和流向的突变产生的扰动、压力的波动和晶种的存在

在采气期，高压天然气从井口到站内主要通过气嘴、迷宫阀、双作用节流阀进行调压，压降会引起温降，加剧水化物的形成，特别是在开井初期，地层温度场的形成需要一定时间，由于井口温度达不到预测的温度，容易在这些节流部位产生冻堵。由于迷宫阀冻堵在整个采气发生次数交多，迷宫调压阀冻堵对气井正常生产影响最大。

2.1 迷宫式调压阀前后压差大

在采气期，井口压力最高时达到20Mpa，迷宫阀节流压降最高能达到6Mpa，而一般情况下压力每下降1Mpa温度会下降3～5℃，易形成水合物。

2.2 节流阀芯构件精密，容易冻堵

迷宫式调压阀主要是通过阀芯实现节流降压的，上游天然气通过迷宫阀阀芯进入下游实现节流。由于阀芯设计为多级弯曲通道，重叠通道由内到外孔径逐渐变大（外径为3.5mm），容易发生冻堵。

2.3 管道吹扫不彻底，管道内多焊渣等杂物

由于施工管道施工残留部分焊渣以及流入管道内的密封脂，在采气时会堵塞阀芯部分孔道，加大了迷宫阀的节流，从而加剧了迷宫阀的冻堵。

三、采取的措施

3.1 对迷宫式调压阀阀芯节流孔进行改造

阀芯节流部件为多层重叠完全孔道，节流降压比较作用较强。在采气过程中，多井发生迷宫阀严重冻堵，严重影响气井生产，我们提出了对迷宫阀阀芯改造的方法，改造细节是打通了7个弯曲孔道以降低节流作用减轻冻堵发生。

3.2 拆装清洗迷宫式调压阀

迷宫阀发生严重冻堵，结合现场工艺条件，最有效的措施就是拆装迷宫阀，清除迷宫阀阀芯水合物等杂物，而迷宫阀属于精细设备，最难操作最耗时的一步就是取阀芯，我们根据现场自制了取阀芯工具。使用自制的取阀芯工具可大大节约了拆卸迷宫阀的时间，迷宫阀拆装时间由之前的30分钟作用，现在最快15分钟即可完成，也避免了对阀芯的损坏。

3.3 对单井采气管线进行保温

管线保温可提高管输天然气温度，使天然气在节流后的温度高于生成水合物的温度，从而预防在节流后生成水合物。

3.4 井口注醇工艺优化

注入防冻剂可有效预防冻堵，文96储气库采用的是注入甲醇方式预防和解除冻堵，在2016年整个采气期，为预防及解除冻堵，共注醇9252L，在注醇放冻堵过程中我们通过逐步摸索实践，我们总结了一套合理的注醇制度，在2016年采气期，我们做的改进工作主要有：

（1）优化注醇时间

在给定的组分和压力条件下，天然气水合物的生产主要取决于温度。通过查阅历次迷宫发生冻堵时进站温度趋势图，发现在发生冻堵时，进站温度会呈下降趋势，并且历次发生严重冻堵时进站温度都在15℃以下。目前气库停注醇时间主要是依据进站温度以及温度趋势来判断。

（2）优化注醇排量

储气库运用井口注醇装置预防和解除冻堵，无论是从操作上还是参数设计上都是在摸索中前进，我们通过查找资料并结合气库现场生产实际，积极对注醇量进行了优化。

目前储气库摸索出的注醇原则是“小排量，长注醇”。目前储气库注醇排量大都控制在30%以下，排量由采气前期大排量控制调整为小排量控制，大大节约了注醇量。

四、结论

现场通过对迷宫式调压阀阀芯节流孔的改造，大大降低节流作用，减少冻堵发生。制作迷宫式调压阀阀芯拆卸工具，可大大节约了拆卸迷宫式调压阀阀芯的时间，也避免了对阀芯的损坏。通过工艺优化以及井口注醇参数的调整已经能够保证气井正常生产。

参考文献