高压气井低温环境下地面计量设备配套

高压气井低温环境下地面计量设备的配套汇报人：陈翠华单位：井下技服测试分公司项目概况研究报告现场应用报告效益分析结论与建议用户意见保温管示意图目录高压气井低温环境下地面计量设备的配套项目概况一、任务来源天然气在管道中流动，通过骤然缩小的孔道后，其压力和温度都明显降低，这时就极易形成一些雪花状天然气和液态水形成的复合物，即通常所说的天然气水化物。所形成的天然气水化物极易堵塞井筒、流程管线、油嘴和分离器等设备，严重影响天然气井的正常测试、生产。另外我公司服务的大庆和长北又是我国北方冬季严寒地区，在设备配套方面怎样为流程管线保温，怎样防止天然气水化物的生成，针对这些情况我测试分公司于2006年1月提出了该项目。二、研究内容及技术经济指标■主要研究内容：1、油井工作制度优化；2、高效能加热炉配套；3、防冻液注入及管线保温技术研究；4、分离器工作制度优化。■主要技术经济指标：1、适用温度在-25℃--35℃；2、测试成功率达到100%，安全施工无事故；3、全年完成测试10井次，创产值500万元。三、项目研究概述本项目的研究首先从地面流程上游同心管设计研究入手，项目组人员系统研究了以往分离器测试水化物结冰现象严重的主要问题，在分析现有流程及保温措施的基础上提出了进行系列保温措施的制定，从而为低温环境下地面计量设备的配套指明了目标。四、完成的主要工作及取得的成果通过本项目的研究，实现了高寒冷地区地面分离器测试连续试采的测试施工工艺，有效避免了现场水化物严重造成停井现象的发生，获取了准确可靠的各项地层及地面参数。项目成果达到的试油测试工艺具有连续试采，工作效率高，施工周期短；其配套技术水平达到了国内领先水平。取得的具体成果如下：四、完成的主要工作及取得的成果1、现场分离器应用英国进口EXPRO分离器。该分离器处理量大，分离效果好，极大地减少了分离后天然气中水含量，从而在根本上避免了在孔板流量计等气路出口管线变径处形成水化物。2、测试现场采用换热量为3MMBTU换热器。流体通过换热器加热后温度能够提高20-50℃，这就使进入分离器的流体保持一个比较高的温度，而这又能保证分离器的工作温度，提高分离器分离效率。四、完成的主要工作及取得的成果3、油嘴上游拌热管和同心管的使用。经过拌热管加温后上游数据头温度能够达到30-50℃，能够充分保证油嘴处温度，减少水化物形成几率，达到防冻目的。4、大排量化学注入泵的使用。今年我分公司新进一台大排量化学注入泵，排量每分钟能达到12L，大大地提高了水化物抑制剂注入排量；通过油嘴管汇上游数据头注入,从而达到抑制水化物生成的目的。四、完成的主要工作及取得的成果5、蒸汽发生器的使用。每个测试现场配有一台大功率蒸汽发生器，产生高温蒸汽，为拌热管、管汇以及分离器保温棚内加热片提供蒸汽。6、严寒季节分离器搭保温棚。在严寒季节，给分离器搭保温棚，保持分离器外界环境温度，保证分离器外置流程管线温度，防止流程管线内臂因结蜡而发生缩径，堵塞管线发生意外。保温棚内安装保温片，通蒸汽，保证棚内温度，目前徐深8井采用该措施后，棚内温度达30摄氏度。四、完成的主要工作及取得的成果7、在保证安全防爆的前提下，在井口和油嘴管汇处缠电保温带，保证某些保温软管不能到达的地方。缠上电热带后能够保证40℃温度。缠上电热带保温方便、快捷，但要保证安全、可靠、防爆。五、项目创新点■创新点：1、上游地面流程同心管的加工及现场使用，避免流体过油嘴后瞬间降温结冰现象的发生。2、井口及分离器保温棚的搭设，在确保设备温度的同时，也保证现场操作人员不被冻伤。3、实现了不间断连续试采作业。高压气井低温环境下地面计量设备的配套研究报告一、概况地面测试技术是一种快速、高效的试油方法，它的使用，极大地促进了我国试油技术的发展。在自喷井测试过程中，为求得地层流体的井口压力、温度、产量及物性参数，需要建立一套临时的生产流程，在一定的工作制度下（油嘴），通过对流体流量，压力的控制，以及必要的时对流体进行处理（化学注入，加热等）并借助于分离器将流体各相（油、气、水）分离开，分别精确计量。我们把流程的建立和对流体进行控制处理、分离、计量所采用的方法称之为地面计量技术。它是自喷井测试工艺中重要的，不可缺少的组成部分。一、概况■流程建立的一般要求：1、由于测试地面计量流程是不同于永久生产流程的临时系统，所以它应是更容易运输、安装和拆卸的，所有各部分之间能实现便捷和可靠的连接，各种设备和仪器、仪表能适应经常性的搬运和野外环境。2、地层测试特别是一些井的中途测试中，地层流体压力产能的不确定，决定了系统在承压级别和处理量大小方面应具有较宽的适用范围。3、地面计量流程不仅能满足普通井的测试要求，还应能胜任一此特殊井的测试要求。二、设备构成1、上游70Mpa由壬连接快速管线，管线外壁套蒸汽同心管，通蒸汽后对管线内流体进行加热。2、数据头：通常采用2”1502或3”1502扣型连接，它的用途是在此采集井口压力和温度，以及需要时在此注入化学药剂等。通常连接在油嘴管汇的进、出口处。3、油嘴管汇：是油井流体流动的设备，它的用途是对流体进行节流，使油气井在不同工作制度下生产。4、加热器：它的用途是对从井口出来的流体进行加热，降低稠油的粘度，和防止气体水化物的形成而堵塞流程。二、设备构成5、三相分离器：是地面计量流程的基础和核心，对地层流体的分离、计量也大多通过操作分离器来实现。6、空气压缩机：雾化原油，以便更容易燃烧，需要时对流程进行扫线，或为气控系统提供合适压力的气源。7、化学注入泵：是用于在油咀管汇上方注入甲醇，防止因压力降造成水化物结冰，增加了系统的可靠性和油咀上下方的压力降范围。三、室内应用效果研究高压气井低温环境下对流程产生主要危害就是生成天然气水化物，所以设备配套的核心问题就是通过人为改变流程、设备、环境温度和注入天然气水化物抑制剂来防止天然气水化物的发生。水化物若在井底、井口针形阀、油嘴管汇以及流程管线中生成，会降低气井产能，严重地影响正常生产，甚至造成事故。如前所述，天然气中含水分是生成水化物的内在因素。因此，脱出天然气中的水分是杜绝水化物生成的根本途径。三、室内应用效果研究天然气进分离器之前要预防水化物生成，主要途径有以下几点：1、提高节流前天然气的温度。2、高效能加热炉配套。3、分离器工作制度优化。4、天然气中注入抑制剂。三、室内应用效果研究针对上述四点主要抑制水化物生成的主要途径，根据试气现场和现有设备条件，具体落实到现场应用如下，优化分离器工作制度，调整回压使井筒处于无阻流量状态；在油嘴管汇上游流程使用同心管通蒸汽保温；油嘴管汇固定和可调油嘴以及阀体缠绕软管通蒸汽保温；井口及分离器搭保温棚；在极度寒冷时期在保温棚内加装蒸汽保温片；根据气井产水量的多少来调整抑制剂注入量等。高压气井低温环境下地面计量设备的配套现场应用报告一、设备配套方案1、现场分离器应用英国进口EXPRO分离器。2、采用换热量为3MMBTU换热器。换热器位于分离器和油嘴管汇之间，流体流出管汇以后流入换热器。3、拌热管和同心管的使用。分公司今年初定做加工了一批3”1502同心管和拌热管,包裹在上游流程管线外侧，用高温胶管串联起来，通高温蒸汽，为上游管线流程拌热保温。4、大排量化学注入泵的使用。向天然气中注入能降低水化物生成温度的天然气水化物抑制剂。一、设备配套方案5、蒸汽发生器的使用。每个测试现场配有一台大功率蒸汽发生器，产生高温蒸汽，为拌热管、管汇以及分离器保温棚内加热片提供蒸汽。6、严寒季节分离器搭保温棚。在严寒季节，给分离器搭保温棚，保持分离器外界环境温度，保证分离器外置流程管线温度，防止流程管线内臂因结蜡而发生缩径，堵塞管线发生意外。7、在保证安全防爆的前提下，在井口和油嘴管汇处缠电保温带，保证某些保温软管不能到达的地方。二、现场应用效果大庆测气试采市场■2006年3月7日至5月11日测试一队搬迁至升深更2井进行试采测气施工。■2006年3月7日至5月30日测试二队搬迁至升深202井进行试采测气施工。■2006年5月14日至7月18日测试一队在徐深6-1井进行试采测气施工。■2006年6月18日至12月5日测试二队搬迁到徐深8井进行试采测气施工。二、现场应用效果■2006年7月18日至9月11日测试一队搬迁至徐深9井进行测气施工。■2006年9月19日至11月7日测试一队搬迁至徐深6-2井进行延长试采测气施工。■2006年11月7日至11月16日测试一队搬迁至徐深8-1井进行测气施工。■2006年11月21日至11月27日测试一队搬迁至徐深1-203井进行放喷测气施工。■2006年11月29日至12月5日测试一队搬迁至徐深23井进行放喷测气施工。二、现场应用效果长北壳牌及道达尔反承包市场■2006年4月12日至4月30日壳牌长北CB1-1井放喷求产。■2006年8月5日至8月30日壳牌长北CB2-2井放喷求产。■2006年5月3日至5月15日壳牌长北S213井放喷求产。■2006年10月25日至11月20日苏里格道达尔SU-1井放喷求产。高压气井低温环境下地面计量设备的配套效益分析效益分析■经济效益分析此项目配套改造及综合成本需投入300万元，第一年可施工10井次，第二年可施工15井次，以每口井收入70万元计算，第一年收入700万元，第二年收入1050万元，两年共收入1750万元，扣除施工成本和设备改造费，两年净收入1000万元。效益分析■社会效益分析该配套不仅为本单位直接创造了经济产值，而且较高的施工成功率，为甲方油公司也增加了经济效益，得到了甲方的认可和赞赏，树立了井下技术服务公司的良好形象，为开拓市场提供了有力的技术保障。同时该项工艺技术也上升到了新的水平，为占领更加广阔的市场奠定了基础。高压气井低温环境下地面计量设备的配套结论与建议1、针对各种具体工况及井况，研究配套了多种避免井口、油嘴上游及油嘴下游结冰的设备及方案；2、通过以上措施及方案的现场实施，在大庆零下25度的低温环境下，两套分离器地面计量系统工作正常，所录取的各项数据达到甲方要求。3、现场实施表明，此项配套工艺实现了不停井连续测试作业。在一定程度上减少了作业工序，节约了成本投入。结论4、通过在长北和大庆试气现场实践，证明这一套保温措施的效果是十分理性的、可行的；完全能够满足高寒地区、高压、高产气井的正常安全生产。5、现场应用工艺成功率为100%，所取资料齐全准确，无一次生产及安全事故发生。结论推广应用建议1、提前对试油井进行评价，对于容易出砂的油气层不能实施此项工艺。2、在长北使用的拌热管没有在大庆使用的同心管拌热效果好，现在正自己设计加工同心管，有望改正这一弊端。3、在大庆的两套地面测试设备加装数据采集系统，及时录取现场的各项数据资料。用户意见保温管示意图