吉林油田井下节流工艺设计与应用(侯泽)

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1、侯泽：吉林油田井下节流工艺设计与应用吉林油田井下节流工艺设计与应用侯泽（吉林油田公司采油工艺研究院）摘要：长岭气田登娄库气藏初期生产压力高，产气量低，容易在井筒生成水合物。防止水合物生成的常规方法是加注抑制剂法。这种方法具有日常维护成本高，效果差的缺点。井下节流工艺能够提高井筒天然气温度，降低天然气压力，在防治水合物生成方面有较好的效果。本文针对登娄库气藏气井生产过程中水合物冻堵问题，进行了井下节流工艺优化设计，并在现场得到应用。关键词：天然气；水合物；井下节流；温度；压力作者简介：侯泽，男，1986年出生，2008年毕业于大庆石油学院石油工程专业,现从事天然气采气工程技术

2、研究工作，助理工程师。通讯地址：吉林油田公司才有工艺研究院，邮编:138000，联系电话:0438-6336586。侯泽：吉林油田井下节流工艺设计与应用井下节流技术是一种成熟的工艺技术，技术原理是根据生产要求，通过钢丝投捞的方式将井下节流器下到井内设计深度，将井下节流器投到井下产层上部油管内后，使得天然气的节流降压膨胀过程发生在井内。采用井下节流器节流后，大大降低了井下油气嘴以上的压力，提高采出天然气的井口温度，由于节流效应，压力降低，气体流速加快，能提高气井携液能力。因此破坏了水合物的生成条件，达到了防止水合物生成的目的。进行井下节流工艺设计，需要对水合物生成进行预测、气

3、井井筒温度压力剖面预测、节流机理等进行理论研究。需要对油嘴下入深度、井下节流油嘴直径进行计算。1水合物生成预测分析天然气水合物是天然气中的某些烃类组分液态水形成的冰雪状复合物。水合物的生成和气体的温度压力相关。常用的水合物预测方法有图解法、经验公式法、相平衡法合统计热力学方法。统计热力学是近代发展起来的水合物预测方法，根据气藏的特点，选择适用的水合物预测模型，能够较精确的对水合物的生成进行预测。1.1水合物生成的热力学基础研究表明，在特定的组分和含水率条件下，水合物的生成需要一定的温度和压力条件。水合物的生成需满足以下条件：只有当系统中气体组分的压力大于它的水合物的分解压力

4、时，含饱和水蒸汽的气体才有可能自发生成水合物，可以用逸度表示为：在给定的压力下，对于任何组分给定的天然气都存在水合物形成温度，低于这个温度则形成水合物，若高于这个温度则无法形成水合物；反过来，在给定温度下，存在一个形成天然气水合物的最低压力，高于这个压力则形成水合物，低于这个压力则无法形成水合物。侯泽：吉林油田井下节流工艺设计与应用总之，水合物最主要的形成条件有两个：I、气体必须处于水蒸汽过饱和状态或者有自由水存在；II、满足一定的温度和压力条件。1.2水合物生成温度压力预测根据VDW-P模型，在生成水合物时，体系存在准化学平衡和物理吸附平衡，即[1]：（1-1）由范德华理

5、论可知：（1-2）（1-3）对Langmuir常数采用不同的计算方法，根据Du&Guo88模型，的计算式如下：（1-4）对于含有CH4-CO2体系，由于生成的水合物包括I型和II型，将方程2-2、2-3联立，得到水合物的计算方程如下[2]：（1-5）模型求解步骤：给出压力区段和气体组分，预测水合物的生成温度，其求解步骤简述如下:①输入体系温度T、气体组分；②赋在给定温度下水合物的生成压力初值;③用PT状态方程和逸度的计算式计算气相组分的逸度fi,④计算大孔或小孔的Langmiur常数⑤求水合物的生成压力P。⑥判断︱︳≤是否成立，（为指定的最小误差，本文取0.001）。如不成

6、立，则调整生成压力值，重复步骤(2)到(5)，直到满足误差要求为止，此时的压力就是初始生成压力。（1）水合物生成温度与压力关系预测为减少天然气水合物的生成对油管、地面管线等造成的阻塞和危害，利用水合物预测模型对X1井的组分数据进行计算，预测了该井在不同压力下的水合物生成温度（见下图）。图1X1井水合物生成温压曲线表1X1井水合物生成温压预测压力（Mpa）水合物温度（℃）压力（Mpa）水合物温度（℃）1.021622.3626.241722.7239.861823.05412.361923.37514.232023.67615.72123.96716.892224.23侯泽：

7、吉林油田井下节流工艺设计与应用817.882324.49918.722424.741019.442524.99（2）井筒水合物生成预测根据X1井放喷排液测试产量数据，（日产气量3万方/天、日产水量3方/天），对X1井进行井筒压力、温度分布及水合物生成预测（详见表2和图2）。侯泽：吉林油田井下节流工艺设计与应用表2X1井井筒压力、温度和水合物生成温度数据表井深，m压力，MPa温度，℃水合物温度，℃011.318.120.2410011.4321.42020011.5524.7320.3830011.6728.0620