連續(xù)油管作業(yè)期間冰堵成因及防控措施

郭 彪 李雪飛 唐譽文

中國石油川慶鉆探工程有限公司井下作業(yè)公司

0 引言

天然氣水合物（Natural Gas Hydrates）又稱可燃冰，是在一定的溫度、壓力和氣體飽和度等條件下，水與天然氣（如CH4等）結(jié)合形成的一種外觀似冰的白色疏松結(jié)晶化合物[1]，是水分子與氣體分子非化學(xué)計量的包藏絡(luò)合物，即水分子與氣體分子以物理結(jié)合體形式所形成的一種固體。這種物質(zhì)會堵塞井筒、節(jié)流管線、輸氣管道等，稱之為冰堵，影響油氣井的測試、生產(chǎn)及輸送過程。

目前天然氣水合物的研究主要集中在天然氣水合物的形成及開采方面[2-7]，對油氣田開發(fā)過程中出現(xiàn)的天然氣水合物的研究主要集中在集輸管線[8]，帶壓作業(yè)期間的天然氣水合物也有研究涉及[9-10]。

我國絕大部分油氣田開發(fā)過程中，冬季尤其是夜間，氣溫較低，多低于10℃，在油氣井連續(xù)油管作業(yè)期間極易因天然氣水合物造成冰堵?，F(xiàn)場作業(yè)期間若多次發(fā)生冰堵，造成施工中斷，則帶來施工復(fù)雜情況及井控風(fēng)險。本文分析了天然氣水合物形成的原因，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，提出有效的預(yù)防、控制措施，形成一套有效的冰堵防控方案，現(xiàn)場應(yīng)用效果良好，為連續(xù)油管安全作業(yè)提供技術(shù)保障。

1 天然氣水合物形成原因

日常生活中，冰堵較為常見，比如見于電冰箱的制冷系統(tǒng)。石油天然氣的開發(fā)過程中，冰堵同樣常見且?guī)聿焕蠊Ｓ蜌忾_發(fā)過程中產(chǎn)生的天然氣水合物主要是Ⅰ型體心立方晶體結(jié)構(gòu)[11]。

1.1 壓力和溫度

一般而言，壓力越大，天然氣水合物受壓實程度越大，天然氣水合物也就越穩(wěn)定，通常壓力需大于10 MPa。……