吉林油田天然气水合物预测及防治技术研究

论文摘要

在天然气开采和储运过程中,水合物的生成会导致阀门堵塞、气井停产、管道停输等严重事故,如何有效抑制水合物生成是困扰天然气工业发展的一个重要问题。本文从分析水合物基本性质、生成机理和影响因素出发,建立了天然气水合物预测模型,同时结合吉林油田实际情况,对注醇工艺和井下节流工艺进行了系统研究,形成了如下成果:(1)在深入分析水合物生成热力学行为基础上,应用不同数学模型描述了纯气体水合物和含混合抑制剂体系水合物生成条件。(2)从热力学抑制剂(甲醇和乙二醇)预防天然气水合物造成冻堵的原理入手,根据目前吉林油田注醇工艺现状,分别从井口和外输两方面建立了计算合理注醇量的方法,使气井注醇量更加科学合理。(3)按照设计气产量和井口外输压力,运用基于径向传热的井筒压力温度耦合模型来计算节流嘴前温度,结合水合物生成条件、节流后气流温度,提出了适合吉林油田的井下节流设计方法。在工程应用方面,基于吉林油田现场实际生产情况,选取两口具有代表性的井开展注醇和井下节流工艺参数设计以及现场施工。在对比甲醇和乙二醇抑制效果及经济效益的基础上优选出甲醇作为施工药剂,并作出具体实施方案,在吉1#井成功应用。对吉2#井进行井下节流工艺设计,对该工艺适应性、工艺流程进行深入研究。现场应用情况表明,气井的生产压力及气产量均保持稳定,生产形势良好,表明将两种工艺有机应用可以有效防治水合物冻堵,保证气井正常生产,提高经济效益。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 1 研究的目的及意义
• 2 国内外研究现状及发展趋势
• 3 本文主要研究内容及技术路线
• 第一章 天然气水合物生成条件和机理研究
• 1.1 水合物的结构
• 1.2 水合物基本性质
• 1.3 水合物生成条件及影响因素
• 1.4 水合物生成机理
• 第二章 天然气水合物生成条件预测
• 2.1 图解法
• 2.2 经验公式法
• 2.3 相平衡常数法
• 2.4 未含抑制剂体系水合物生成条件预测模型
• 2.4.1 水合物生成模型的建立
• 2.4.2 气体混合物形成的水合物模型
• 2.5 含抑制剂体系的天然气水合物模型建立
• 2.5.1 改进的PR 状态方程
• 2.5.2 改进的Patel-Teja 状态方程
• 2.5.3 含抑制剂体系的天然气水合物预测模型
• 2.6 天然气水合物生成预测模型求解
• 第三章 天然气水合物防治技术研究
• 3.1 注醇工艺
• 3.1.1 醇类抑制剂作用机理
• 3.1.2 醇类抑制剂理化性质
• 3.1.3 合理注醇量计算
• 3.1.4 注醇工艺的适应性
• 3.2 井下节流工艺
• 3.2.1 井口外输压力的确定
• 3.2.2 井下节流油嘴合理嘴径确定
• 3.2.3 井下节流最小下入深度确定
• 3.2.4 井下节流工艺参数设计步骤
• 3.2.5 井下节流工艺的适应性
• 第四章 吉林油田水合物防治工艺现场应用
• 4.1 注醇工艺设计
• 4.1.1 水合物生成预测
• 4.1.2 抑制剂用量计算
• 4.1.3 注醇效果评价
• 4.2 井下节流工艺设计
• 4.2.1 水合物生成预测
• 4.2.2 井下节流工艺参数设计
• 4.2.3 井下节流效果评价
• 结论与建议
• 致谢
• 参考文献
• 详细摘要