气井天然气水合物预警临界线预测和试验对比分析.pdfVIP

学兔兔学兔兔 石油天然气学报 (江汉石油学院学报)2013年2月第35卷第2期 Journal of Oil and Gas Technology(J．JPI)Feb．2013 Vo1．35 No．2 气井天然气水合物预警临界线预测与 试验对比分析 郭，J、哲 (中国石油大学(北京)石油工程学院，北京1 02249) 王福升，赵志辉 (中石油西部钻探试油公司，新疆克拉玛依834000) [摘要]气井测试过程中面临许多复杂情况，水合物结冰冻堵井口是其中较为严重的事故，准确地进行预 警预报对水合物的预防至关重要。为了科学地确定天然气水合物的预警临界线，通过理论预测方法与室 内试验结果进行对比分析认识到，图解法具有使用方便并适度报警的突出特点，结合施工过程中的工作 量及作业成本，图解法所预测临界线可用于现场的实时监测，但与试验结果相比具有滞后预警的风险。 为了规避风险，提出了在特殊情况下右移预警临界线的建议。 [关键词]天然气水合物；预警；井口结冰；试验；气井 [中图分类号]TE375 [文献标志码]A [文章编号]1000—9752(2013)02—0149—04 气井在测试过程中，由于工作制度频繁变化、复杂的不可预见因素较多、现场管线保温等措施不够 完善等，井口会时常遇到高压低温情况，而此时井筒内结冰冻堵的现象就可能会发生，甚至条件进一步 恶化将导致重大工程事故。为了及时预防，可通过对井口的温度、压力和产量进行实时监控，根据天然 气的组分预测在实时温度与压力情况下水合物生成的可能性，并给出预警结果。 为了保证预警结果的准确性，对水合物生成的界限(即某压力下的结冰温度或者天然气水合物的 ￡图)需要进行研究。通过气样水合物生成试验与理论方法预测的对比来设定水合物生成界限具有充 分的科学依据。 1 天然气水合物生成理论预测方法 预测天然气水合物生成压力和温度的方法，主要有图解法、经验公式法、相平衡计算法和统计热力 学4类方法_1q]：图解法通过查图版得到水合物形成的p-t图；波诺马列夫经验公式法对大量试验数据进 行回归整理，得出不同密度下天然气水合物生成条件方程；相平衡计算法引入相平衡常数K来计算天 然气水合物生成条件，对非烃含量多的气体或高压气体，准确性较差；统计热力学方法推导出了预测天 然气水合物生成条件的统计热力学算法，计算精度较高，但涉及参数较多，计算很复杂。 气井测试过程中，许多热力学参数很难准确获得，因此统计热力学方法不宜采用；气井有许多又是 高压 (井口可达 20MPa)，因此相平衡法不能采用；图解法和经验公式法适用于气井的水合物生 成预测。 对于同一组分天然气 (相对密度为 0．66)，应用图解法和波诺马列夫经验公式计算结果如 图 1所示。 水合物是高压低温下形成的，因此曲线为形成水合物的临界线，曲线的左边是水合物形成区域，曲 线的右边为非形成水合物区域，当井筒中天然气压力温度位于曲线的左边时，井筒中满足生成水合物的 条件。 ’ [收稿日期]2012—09—28 ． [作者简介]郭小哲 (1975一)，男，1999年大学毕业，博士，副教授，现主要从事油气田开发方面的研究工作。 学兔兔学兔兔 石油天然气工程 2013年2月 如图1中的两种方法计算的临界曲线存 ， 在一定差距，且随着温度的升高，差距愈来 愈大。在相同温度下，波诺马列夫经验公式 法预测生成水合物的压力要比图解法低较 。 多，即波诺马列夫经验公式法预测结果要比 墨 图解法更易生成水合物。但对于预警来讲，