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，某氣田呈現出氣井分布廣泛，井口壓力大，單井產量小的特性，應用多井高壓集氣，集中注醇開采技藝形式，即為自井口開采出天然氣經過φ60～114 mm高壓采氣管線長距離傳送到集氣站，尤其在冬季溫度0～7 ℃流入集氣站技藝程序，通過受熱、節流、分離、脫水、計量外輸到集氣直線，應用高壓注醇泵通過注醇管線把甲醇傳送到井口采氣管線，從而實現防止水合物產生的目標。接下來，文章經過針對高壓采氣管線導致堵塞的多種原因實施解析匯總，深入研究了高壓采氣管線堵塞的主因及其防凍措施，給出了對應的建議與意見。

1 采氣管線水合物堵塞的具體原因解析

氣井在日常生產進程中，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的理想情況。畢竟長慶氣田絕大多數為中低產氣井，單井產量小，位于山區與丘陵區域管線起伏非常大，單井管線距離集氣站很遠，同時受氣井配產、管線內徑和粗糙度等不同原因干擾，以至于氣液在管線內流態呈現的非常繁雜，畢竟氣液重度和粘度的區別化，氣相流動太快，相反液相流動非常慢，導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生滋生了首要條件。而氣井產液情況和配產有著必然聯系[1]，試驗結果證明：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，即產量大于臨界攜液流量6×104m3/d氣井，平穩出水與生產，相反極易導致采氣管線積液。位于臨界攜液流量4×104～6×104m3/d氣井，間歇出水，且不平穩，在產業量明顯上升時，注醇量相應出現不足，從而導致水合物堵塞，生產不平穩。小于臨界攜液流量4×104～6×104m3/d氣井，不產地層水，單產少許凝析水，尤其在冬季生產，伴隨著開進時長加長，凝析液量在采氣管線漸漸聚集，時有發生地面管線堵塞難題，且生產平穩。

2 防止采氣管線水合物產生的具體措施

通常生產氣井，根據配產及其產液量，來確立科學注醇量，通過網采氣管線持續平均灌注甲醇，高效預防管線中水合物產生。油套壓差3 MPa之上井筒積液氣井，在提產帶液或者放空帶液時增加注醇量，預防產液量增加或者放空之后管線中游離水清洗干凈，關閉井后導致水合物堵塞。針對產液量高，攜液能力欠佳，導致管線積液集中氣井中，規定時間段來吹掃采氣管線，從而高效防止水合物產生。

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，堵塞問題：氣井生產實踐中，產生泵壓不動，進站壓力產量溫度一并下降，產液量沒有變動，則能推斷采氣管線有水合物堵塞問題。處理措施：閉合加熱爐節流針閥及其進站閘板閥，把注醇泵排量開至最高，注醇兩個小時上下，等到進站壓力穩定后，按照氣井配產開井，查看進站壓力變動狀況，進站壓力慢慢平穩降低時，把注醇流程變更為地面注醇，根據配產調動大注醇量[2]。第二，堵塞問題：氣井生產實踐中，產生泵壓不動，進站壓力產量溫度一并下降，產液量上升，則能推斷出采氣管線有水合物堵塞問題。處理措施：把注醇泵排量開至最大，開大或者閉合加熱爐節流針閥的方式反復活動數次，留意其進站壓力變動狀況，在進站壓力平穩后，把注醇程序變換到地面注醇，根據配產及其產液狀況，調動大注醇量。注醇解堵適合在進站壓力，產量降低，采氣管線沒有產生水合物之前的氣井使用的解堵方式。

3.2 提產帶液方式

堵塞問題：進站壓力變動大，產氣量降低，井口遠傳油壓和進站壓力差值大，在氣量無變動狀況下，分離器偶然產少量液，且進站壓力和井口遠傳油壓存在回升現象，采氣管線積液導致回壓提升，產氣量降低，采取開大或關小方式，活動加熱爐節流針閥聽見氣流中夾雜顯著水流或者堅硬物體碰撞聲，表明采氣管線有水合物冰堵問題。處理措施：此井注醇泵排量調動到80%上下，提升配產50%之上，實現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，加強管線積液擾動技能，影響水合物產生與集中，留意查看氣流具備較強攜液能力，一旦井間積液大量帶出，導致采氣管線冰堵，且升高加熱爐水浴溫度，保證節流之后溫度在10 ℃之上，預防節流效應導致節流之后管線冰堵而超壓。提產帶液方式適合在采氣管線積液導致產量下滑，輕微冰堵問題的氣井使用。

3.3 降壓解堵方式

堵塞問題：在氣井發生進站壓力、產量、溫度降低時，且泵壓和井口遠傳油壓提升，則表明采氣管線已發生水合物冰堵，經過采氣管線實施局部放空方式，將壓力在非常短時長下降，對應提升水合物溫度，促進水合物溫度小于管壁溫度，水合物會從管壁脫落，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站閘板閥，開啟此井進站旋塞閥，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，導致環境破壞，同時及時觀察火炬噴出顏色，解析推斷水合物冰堵情況及其放空效果。

在進站壓力迅速降低，表明堵點距離進站非常近，相反堵點靠近井口。在進站壓力放空實踐中提升，泵壓降低，表明水合物已清除，在分液罐也為無變動時，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。

當放空進站壓力為零，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，導致分液罐超壓力，一旦放置相應時長無法解開，閉合進站放空針閥及其旋塞閥，則要由井口實施放空，停止注醇泵，閉合井口針閥，生產閘閥，閉合注醇閥門，開啟測試閥門，采用井口針閥把控氣量實施放空，在壓力下降到10 MPa，慢慢開大針閥開度，從而實現高效帶液目標。

等到采氣管線壓力放空歸零之后，把加熱爐水浴溫度變動到70 ℃，開啟進站閘板閥，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，循環往復2～3次，開啟井口測試閥門，一旦進站壓力降低，井口有氣流經過，表明采氣管線水合物已清除，持續吹掃等到潔凈之后暫停，其在水合物沒有清除干凈時，不可暫停吹掃，防止管線溫度小于0 ℃，二次產生冰堵。閉合加熱爐針閥及其進站閘板閥，由井口針對采氣管線實施慢慢充壓，并且開啟進站旋塞閥及其放空針閥，留意氣流產液及其火炬燃燒狀況，無產液，氣質潔凈，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生水合物冰堵的氣井，假設此方式沒有解除狀況，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：開啟進站旋塞閥與進站放空針閥，開啟井口測試閥門及其針閥，由管線兩端實施放空，待壓力都為零，閉合井口和進站全部閥門，把注醇程序變動為地面注醇，開啟注醇泵，且大量排注醇，閉合閥門，持續注醇，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，不足之處為解堵時長很長，甲醇消耗量巨大[3]。

3.5 防凍堵措施研究分析

預防水合物堵塞的高效方式為規避在水合物產生區域溫度、壓力狀況的產生，需要經過絕熱或者掩埋管線從而降低熱量流失或篩選流量參數，確保以非常大的流速從而降低管線滯留時長來實現。然而，流體通過路徑越長，則遭遇的溫度、壓力情況范疇相對越大，此方式就不能再應用了，需要考量其他防堵措施。

當前少數氣井有緩蝕劑滴注罐，可以完成針對井筒的緩蝕劑加注，然而，井口設計中忽略了高壓采氣管線接防凍劑、緩蝕劑加注技藝設施，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應用減壓閥實施解堵，在2006年及其之前投入生產的無人值守井口沒有放空裝置，則不可以實施井口放空。一旦高壓采氣管道部分形成堵塞之后，只可在管線末端應用進站放空閥空降壓實施解堵。然而，在管道全部堵死之后，堵塞段前后壓差太大，從而氣井生產有一定潛在安全風險。要想保證新建高壓采氣管線安全運轉、平穩過冬，則需針對防凍堵措施實施研究分析。

4 結語

總之，大部分高壓采氣管線關鍵是投入生產早期臟物堵塞。基于此，針對新井、井口需設置高壓放空裝置，對于井口實施充分放噴，從而凈化井底。此外，高壓采氣管線設計過程中，需要全面考量氣井產水及沿線高程干擾，針對水合物產生溫度做出全面核算；再對管徑實施改進，將流速干擾考量進去，保證管線不積液；保溫加熱措施需實施論證核算，隨后篩選最優方案，一旦討論的措施無法進行或者經濟評價不科學時，最終只能采取常規集氣方法。