气井甲醇注入优化

第28卷第4期石油化工应用Vol 28 No 42009年7月PETROCHEMICAL INDUSTRY APPLICATIONJuly 2009气井甲醇注人优化周玉荣,陈兵,马国华,许晓伟,田喜军(中国石油长庆油田公司第二采气厂,陕西榆林719000摘要:目前榆林气田南区及子洲米脂气田天然气开采主要采用多井高压集气、集中注醇、加热节流、轮換计量、浅度分离、集中净化等工艺流程。在甲醇的使用过程中又存在两方面问题,一方面,只有在集输管线中注入足量的甲醇,才可降低天然气水合温度,使其比天然气可能冷却到的温度还低(如果管线中还有液烃存在,甲醇也必须加到使其在烃液相中达到饱和的程度),破坏水合物的形成条件,抑制水合物的形成;另一方面,由于甲醇在气田生产中大量使用,过量注入又会造成较大的经济损失,因此,只有合理的注醇量,才能有效的抑制水合物的形成,又能节约生产成本。通过工艺参数优化、开展高矿化度气井降低注醇量试验、井下节流等工艺措施优化气井甲醇注入量,取得了显著的经济效益关键词:高矿化度气井气井;注入甲醇;实验中图分类号:TE375文献标识码:A文章编号:1673-5285(2009)04-0059051注醇现状分析100m/d、150m/d,要求产品甲醇含量≥95%,塔底水甲醇含量≤01%。11注醇系统运行现状子洲-米脂气田建集气站13座,建井103口,建产截止2008年底,榆林南区建集气站12座,建井能60×10ym/a,单井配产1.84xl0md,注醇系统主172口,建产能20.×10m/a,单井配产39X×104m/d,要是利用站内注醇泵向单井井口注醇,必要时可向集注醇系统主要是利用站内注醇泵向单井井口及进站注输支干线注入甲醇,建立甲醇回收装置1套,处理量为人甲醇,建立甲醇回收处理装置2套,处理量分别为150md。甲醇注入与回收生产流程见图1、图2。井口注醇甲醇集气站污水站内注醇购买甲醇甲醇回收图1檎林南区甲醇注入与回收生产流程示意图井口注醇甲醇集气站污水外输管线购买甲醇甲醇回收图2子洲-米脂气田甲醇注入与回收H中国煤化工CNMHG收稿日期:200905-01作者简介:周玉荣,女(1975-),工程师,1999年毕业于大庆石油学院化学工程专业,主要从事气田工艺技术管理及研究工作石油化工应用200年第28卷12气田甲醇消耗分析厂n孵线怍(汴量加入甲醇预防水合物生成的效果主要取决于甲醇的加入位置以及甲醇在管线中同气液流的均匀接触y-13.3tx+255,8甲醇应在可能生成水化物的位置之前加入,具体应根据输气管线中的温度、压力分布进行确定。在气体被水饱和的条件下,水合物可能在温度低于水合物生成温度的任何一点生成并聚集。图4不同温度下甲醇注入量变化曲线为有效地防止地面输气管线中水合物的生成,甲213不同产气量甲酶注入量敏感性分析计算天然醇最好连续加入到可能生成水合物的地方。甲醇的注气在开采过程中压力和温度不变,产气量逐渐增加入方式可以釆用自流或泵送。自流方式设备比较简单,甲醇注入量变化趋势如图5所示,气井甲醇注人量随但不能保证甲醇连续注入,不能控制和调节注入量。计气量增大线性增加,但增加幅度不大,从图上可以看量泵不仅可以克服以上缺点,且甲醇通过喷嘴喷入,直出,气井产气量为1×0°md,理论注醇量为107L产接喷射到管壁上。由于甲醇具有良好的分散性,因此甲气量增加至20×10md时,理论甲醇注入量为112L醇在压力下通过喷嘴以分散状态加入时,与气体有较只增加了5L。当然在气量增加的同时,气井产水量也大的接触面,可保证气相和水溶液被抑制剂饱和,可以逐渐增加,但对于榆林及子洲-米脂气田,气田产凝析获得较好的效果。对注入的甲醇大部分存在于析出的水高产井与低产井的产水量没有大的区别因此气井水相中,只有少部分存在于天然气中,一般只需回收水产水的影响较小。相中含有的甲醇。线性(注2气井甲醇注入优化2.1气井甲醇注入量敏感性分析y·0.2658x+106.79以榆Y10并为例,该井无阻流量150340×0-01620m/d,配产10x10md,日均产水量0463m3,目前油套压为116-11.8MPa,平均进站温度为11℃图5不同产气量甲醇注入量变化曲线211不同压力下甲醇注入量敏感性分析根据理2.2优化工艺运行参数论计算公式,计算榆YY-10井不同压力条件下甲醇22.1优化原则根据输气管道周围土壤温度,保证注入量(气量产水量、进站温度不变)如图3所示。在管输过程中天然气处于欠饱和状态,即不会有凝析可见,随着压力的增加,气井甲醇注入量逐渐增大,水析出(可能会有少量凝析油析出),实现无凝液输送。但不是线性增加的关系,根据曲线可拟合出对数关222参数优化通过大量的现场试验及清管考察系式。在保证集输管道无凝液输送的前提下,对榆林南区及子洲-米脂气田地面工艺运行参数进行了优化、调整,注醇囊对数(注醇量)结果见表1表2。r:9828L-13941丧1榆林南区集气站优化后运行参数表名称1-3月4-6月79月0-12月节流后控制节流后温度≥-18图3不同压力下甲醇注入量变化曲线2L.2不同进站温度下甲醇注入量敏感性分析不同H器中国煤化工2CNMHG进站温度下气井甲醇注入量变化趋势如图4所示(气温度∧℃量、产水量、井口油压不变)可知,进站温度越高,气井单并甲醇注入量作业区根据夏季和冬季甲醇注入量甲醇注入量越低,二者之间的变化呈线性趋势。实际情况摸索、调整。笫4期周玉荣等气井甲醇注入优化61表2子洲-米脂气田集气站优化后运行参数表表3试验气井基础数据日均产液名称1~3月月7-9月10-12月井号/(10m3)节流后输YY-5节流后湿度≥-18℃榆XXX1744280040-6.0压力MP榆YY0147560.00应用到现实生产中的实例,就是根据米脂气田米温度咒C1站各井产水矿化度普遍较高的特点,2008年降低了甲醇外输注醇40U/0m,注醇量不足泵排量10%的集气站,甲醇注入量,夏季站内单井不注醇,冬季注醇量较注入量按注醇泵排量的10%控制单井甲醇注入量作业区根播2007年明显减少。夏季和冬季实际情况撲索、调整2007年2008年23高矿化度气井降低甲醇注入量试验23.1理论基础根据理论模型,甲烷气体在不同盐度孔隙水中要比纯水体系中形成天然气水合物要求更高的压力或更低的温度条件(图6)。计算结果显示,甲烷在含0.01 mol NaCl/mol H40(31.42%wtNaCl)、002 mol NaCl/molH40(60.92‰ wt NaCl)孔隙10月3日水中在某一压力条件下形成天然气水合物所需的温图7米1集气站注醇量2008年与2007年同期对比度条件平均要比其在纯水体系中低1510295℃。总体看来,高矿化度气井降酵试验取得了一定的效果,为气井生产后期出地层水后甲醇注入量积累了宝贵经验。24井下节流降低甲醇注入量截止2008年底,全厂共投放井下节流器54口井,其中榆林气田南区43口,子洲-米脂气田11口。天然气水合物是否形成主要取决于天然气组分压力和温度,在天然20000气组分一定的条件下,系统的压力越高形成水合物的初始温度越高,两者成正比,采用井下节流后,由于大幅度降30000低节流器下游系统的压力,从而使水合物形成的初始温度E0.0lmoLNsCIHO降低,改善了水合物形成条件降低了甲醇的注入量。020moL NaCI/H-O总结榆林气田南区投放井下节流器气井,投放前40000后同期(1年)对比,注入甲醇最小减少量708L0%m3,图6甲炕在不同盐度水中形成水合物条件对比最多225.55U0m3,单井平均减少甲醇注入量120.76L0m3,达到了节能降耗的目的。2.32降醇试验榆20站榆Y-5井,自3月3日开25甲醇加注方式优化始降低甲醇试验,自4月1日停止注醇,目前生产平针对甲醇加注方式不合理,根据单井生产情况及稳未发生井堵。在此基础上,4月25日,在榆15站榆季节特点制定合理的注醇方式。XXX井、榆YY-01井继续进行降低注醇试验,榆XXX中国煤化工明显的气井注醇方井效果较好,自4月30日停止注醇以来,生产平稳未式优选CNMHG兄逐步降低注醇量发生井堵;榆YY-O1井压力波动大,需要站内注醇。榆2复季,并自温度低于10℃的气井采用油管注11集气站榆YY-4井2006年以来一直作为水体观察醇,其余井均采用地面管线注醇井自2008年7月19日开井生产后,基本不注醇。冬季配产Q≥3×10m3的气井优选油管注醇,石油化工应用2009年第28卷井口温度低于15℃的气井优选油管注醇,随着气温的塞密封填料的使用寿命大大延长,减少了泵的维修频降低管线运行温度下降时,适时进行站内注醇辅助,防次提高了甲醇的利用率。从现场的使用情况看,隔膜止站内管线堵塞;泵的应用达到了预期的目的。4夏季,进站温度高于20℃的气井,井口及站内根据榆林气田南区注醇设备的改造应用效果均不注醇,密切关注气井压力变化情况,压力波动,可2008年底,对子洲-米脂气田各集气站注醇泵进行改少量注醇;造,至此榆林南区及子洲-米脂气田注醇泵全部为高5站边井夏季生产不注醇,冬季生产优选站内注压液压隔膜式计量泵,降低了甲醇的泄露消耗。醇,根据具体情况适时进行井口注醇辅助。注醇方式及时调整,为气井的正常生产提供了有3效果评价力保障,堵井频次明显降低,有效的节约了甲醇消耗。2.6注醇设备改造优化3.1注醇量降低榆林气田南区集气站注醇泵2007年以前均为传通过工艺参数优化、开展高矿化度气井降低注醇统的老式柱塞泵,由于泄露严重,上量不稳定,维修频量试验、井下节流等工艺措施,大大降低了万m3气甲次太高,已不能满足生产的需要,为了提高甲醇的利用醇消耗量,节能降耗效果明显。率,减少注醇泵的维修频次,至2007年底,本厂对1232经济效益座集气站的柱塞式泵进行了改造,改造后的注醇泵是2008年相比2007年榆林南区少注入甲醇3441m3,是杭州大潮泵厂生产的M系列高压液压隔膜式计量表4为2007年与2008年甲醇用量及回收明细表泵,该泵可在零泄露工况下输送甲醇,泵上量稳定,同20℃时甲醇的密度为7913kgm3,外购甲醇的价时该泵采用内循环压力平衡系统及特殊结构,采用了格为1159元/吨。每年因节约新鲜甲醇而节约的成本浸人式润滑原理和优质材料,使隔膜泵上的膜片及柱可用下式计算。/10a32月3月4月10月图8榆林南区2008年与2007年万方气注醇量对比表42007~2008年榆林南区甲醇注入与循环使用统计数据表外输气量回收甲醇循环使用甲醇使用新鲜甲醇万方气用新鲜甲醇(10m3)14358480012652864012314200705402008年1978680599109170210108459050101670337499880000379表52007-2008年子洲-米脂气田甲醇注入与循环使用统计数据表外输气量主醇量回收甲醇循环使用甲醇使用新鲜甲醇万方气用新鲜甲醇时间f(10m3)(m/10m23)2007年四季度l128645261253.556807.615003952008年四季度870369中国煤化工191.7752节约成本=本年度的产气量x本年度与上年度万立鲜甲CNMHG1则榆林南区200年对比200年,节约购买新159-1007141万0009×913100方米气用新鲜甲醇的差值×甲醇密度x甲醇价格。1978680599×(0.00934(下转第70页)石油化工应用2009年第28卷集输管网均得到了很好的保护,为本厂子米气田阴极参考文献:保护系统的优化提供了宝贵的经验。李章亚,等油气田腐蚀与防护技术手册M,北京:石油工业2建议集气站进行保温时,确保外输管线绝缘法出版社,1998兰前后不跨接。[2]李晓星,防腐涂层对阴极保护的影响,腐蚀与防护2002,15(15)3建议各阴极保护站夏季定期给阳极地床浇水,阴巫云龙,化工腐蚀与防护M,石家庄:河北科学技术出版社,确保恒电位仪运行正常。4建议对榆1⑩0-榆9支线无定河穿越处埋设牺牲陈长军,李春拖,等,阴极保护仪在燃气埋地钢管中的应用阳极,进行局部保护。研究,应用能源技术,200The system of cathodic protection of operationand evaluation zoneYANG Maili., XU Yong, HUANG Xueping, MA Pengfei, HAN Dongxing, ZHU Yongde(1.Xi'an Shiyou University, Xi'an Shanxi 710065 China;2. Gas Production Plant 2 of Petro China Changging Oilfield Company, YuLin Shanxi 719000, ChinaAbstract: Buried pipelines get chemistry corrosion and electrochemistry corrosion. It need the way of extermal daub anti-corrosion painting layer and cathodic protection to defend corrosion of the buried gas transmitting pipelines The paperexpounds simply the coorodent reason and cathodic protection truth or system analyzes and value system in the south ofYulin the elements of cathodic protection technics, then analyzes briefly puts forward some optimition proposalsKey words: corrosion; cathodic protection; protection radius; protection eletricity上接第62页)为防止在气井地面采气管线中水合物的生成,2子洲米脂气田2008年四季度对比2007年四需要计算甲醇用量。井口油压、采气管线进站温度、气季度,节约购买新鲜甲醇成本为:井产气量及产液量是影响甲醇注入量的几个关键因01917752×(0.0395-0)×791.3/100049素。在相同的产气量下,气井油压越高,甲醇用量越大=369208万元采气管线进站温度越低,甲醇用量越大;同时在相同的3污水拉运节约成本油压及采气管线进站温度下,产气量及产液量越大,甲按照本厂污水拉运合同,拉运1吨污水1公里的醇用量也越大,但增加幅度不是很大价格是054元榆林南区集气站污水拉运里程平均为3合理的甲醇注入量不仅能大大降低气井产液45Ⅷm,子洲-米脂气田目前投运的7座集气站污水拉量,还可以降低甲醇消耗。运里程平均为36公里,208年榆林南区少注入甲醇34榆林南区及子洲-米脂气田通过地面工艺参数4mn,子洲米脂气田208年四季度对比2007年四优化、开展高矿化度气井降低注醇量试验、井下节流等季度少注入甲醇392m3则榆林南区少产生气量污水工艺措施,大大降低了万方气甲醇消耗量节能降耗效344m,子洲-米脂气田少产生气田污水392m∴,污果明显,气井甲醇注入更经济、更合理水密度按平均090计算,则少拉运污水34497吨,则5通过合理甲醇注入量的理论研究及现场试验节约污水拉运费用为大大降低了全厂气井甲醇注入量,节约生产成本约30969×0.54×45+352.8×0.54×36=82113.102元145万元。=8.2113万元4总经济效益参考文献:根据上面计算,则总经济效益为:100.7147+369208+82113=1458468万元打YH中国煤化二出版社,20018二入量的计算门,天然气与CNMHG4结论3]黄炳光气藏工程与动态分析方法北京石油工业出版社合理的甲醇注入量直接影响着气井产液量和2004.12.井堵的发生注入甲醇量过大也可能导致井堵的发生。李长俊天然气管道输送北京石油工业出版社001