气田气井管线常见冻堵原因分析及防治措施

气田气井管线常见冻堵原因分析及防治措施

刘庆志 ,李鹏 ,张紫阳 ,王顺强

长庆油田分公司第五采气厂  陕西省西安市

摘要：某气田开采后期，由于集输管线直接输送井口采出物，随着井口压力降低、流态和环境温度的变化，这些管线中或多或少地会产生凝析水，并逐渐积聚形成水合物发生冻堵。如何采用有效方法抑制水合物生成成为解决管线水合物冻堵问题的关键所在，本文对气田气井常见堵塞原因分析并提出防治措施。

关键词：气井，堵塞，原因分析，防治措施

前言

随着气田开发的深入，气井产液不断增多，在冬季生产过程中，气井管网冰堵现象频繁，严重的影响了冬季生产高峰供气：通过对气井管网冻堵的形成原因进行分析，采取措施提前预防和及时治理，减少冻堵对冬季生产的影响，同时能防止出现冰堵憋压对管线的危害以及超压爆管其引起的安全环保事故发生

1采气管线堵塞原因分析

气田管网输气过程中，管网温度与外界环境温度以及管网在外界环境中直接暴露的程度有关;管网内压力与压缩机启停、气井与集气站距离、管网容积有关;管网内介质流体的流量、液量大小和组合比例、杂质影响流体在管网内的流动速度和流动形态;管网中的阀门和阻流设备存在及状态影响管网节流效应的程度。因此，在冬季运行过程中，管线输送介质受外界影响温度低，在输送压力高的情况下，流体在管网内的流速慢、液量大、杂质多时，在节流点极易产生节流效应，导致出现了严重的冰堵现象水合物堵塞造成采气管线水合物堵塞有以下几方面原因:

（1）部分气井产气量小，产液量较大，易造成管线中气流的携液能力差，排液能力不足，液体易于聚集到低洼处而对气流造成节流效应，进而易造成水合物堵塞(甚至冰堵)，这也是低产井易于反复出现采气管线水合物交替堵塞的主要原因;

(2)部分气井采气管线起伏程度较大，弯头较多，降低了气流携液能力，易产生水合物堵塞。管线内存在异物，导致管线堵塞。

(3)部分气井产量低并且采气管线较长，或采气管线相对气井配产较粗，气流温度损失较大，气井生产过程中带出的液体或机械杂质会沉降于管内，易于造成低洼处积液而出现水合物堵塞。

（4）部分单井管线掩埋深度不够、管线裸露导致单井下游管线冻堵。该类冻堵主要形成条件为温度过低，而主要原因就是下游管线的埋深不足，当气井管线埋深小于0.5m时，温度降至冰点以下，气井管线埋深越浅，管线越容易发生冻堵。

(5)部分管网压力高，导致管网内高气量的单井下游管线冻堵。该类冻堵主要形成条件为压力升高，而引起压力升高的主要原因是集气站压缩机无法连续启运。

2气井管网冻堵预防措施

气井管网冻堵的预防措施是针对管网冻堵形成的气量、压力、温度、流体介质状态、节流点等因素而采取的杜绝或减少各因素达到冻堵条件的措施。

2.1做好气井管网在冬季低温条件下的保温工作：

做好下游管线的掩埋工作，确保埋地深度，加强管线巡查探测工作，及时处理管线埋深不足；做好地面管线，特别是节流设备的保温加装工作，确保温质量，加强气井巡护工作，对破损保温及时修护。

2.2合理降低天然气管网的运行压力：

保证压缩机的连续启机，推进压缩机二级增压升级改造及联络线间流程改造，有效降低管网压力。

2.3调控气井管网内流体流量和流体比例以及减少杂质含量

对产气量小、处于干管末端、间歇产液井进行合理间歇生产；及时清理管线内的杂质，防止发生节流；向天然气管线中注入甲醇，降低水化物的形成，合理安排甲醇的加注点和加注周期。

3气井管网冻堵处理措施

气井管网冻堵处理措施是气井管网已经发生冻堵现象而采取的解堵通管复产措施。在保证不产生水合物堵塞的前提下尽可能减少抑制剂及加热装置的投人，采取高效率、低成本预防水合物形成的方法。

3.1提高产量法

通过提高产量，从而提高井口温度，达到节流后温度高于水合物形成温度的条件。此法操作简单、易实现。但大修后凝析气井的开发控水是一项重中之重的工作，而且大修井产量任务较低，因此在凝析气田开发中，该方法的使用有一定的局限性。

3.2二级节流法

某生产片区凝析气田部分单井集输流程在水套炉后安装有针阀，原计划采用二级节流，通过减小单级节流压差，降低节流温降，使集输温度高于水合物的形成温度。但该法使用存在着两个问题:①提高压力的同时，水合物形成温度也升高，谁占主导因素尚不确定;②单井井口无法使用高效的级间加热，仅利用外界温度补温，效率低。

3.3电伴热加热

在输气管线易冻堵部位，缠电伴热加热防止冻堵，由于这种方式简约方便，使用稳定，后期无需操作，因此某生产片区单井多采用此方法。但是电伴热同样存在加热效率低的缺点，井场有电源，由于电伴热缠在油气生产管线处，与生产设施直接接触，破损漏电的可能性非常大，存在严重的安全隐患，油井曾经出现过大雨后电伴热被烧毁的情况。

3.4水套炉加热。

该方法使用效果较明显，但是凝析气田属于高压凝析气田，通过水套炉加热后再进行节流，需与井口压力相适应的高压水套炉。

3.5蒸汽车加热法

利用蒸汽温度对冻堵管线来回吹扫加热达到水合物解冻的目的，但是由于蒸汽车的蒸汽温度高，人员在操作过程中，容易造成人员意外烫伤。而购买、使用以及维护蒸汽车无疑会增加成本，不利于降本增效。

3.6加注甲醇法

该方法在气田天然气水合物的防止法中普遍采用。某井曾采用加药装置进行加注，但因凝析气井回压高，加注设施需要较高的加注压力，所以经常出现加注失效的情况而难以持续加注。另外甲醇有毒，所以甲醇在储运以及加注过程中增加了工作人员的操作难度与安全风险。而新修井井场装置已定，增加甲醇加注装置无疑会增加开采成本，降低开采效率。如果井场无现成的加注装置，不值得推广使用。

3.7反吹解堵法

反吹解堵法

就是利用井口水套炉加热天然气，及时关井反吹，解除管线内形成的水合物，但该法也存在着以下缺点:（1）需关井，容易对地层产生影响;（2）管线内的水合物品体是不断生成的，反吹后有效时间短。此法只是一种临时的应急处理方法，主要用于管线已发生严重水合物冻堵时才被迫使用，在正常生产中不宜广泛使用。

4结束语

由于各种解堵措施的局限性较大，在冬季气井生产管理中，应当以预防管线冻堵为主，从源头杜绝管线冻堵发生。气田集气站生产中发生管线设备堵塞形式复杂多样，受多种因素制约，本文对堵塞的成因进行分类，针对不同堵塞类型的判断与处理方法，对高含气田采气工现场操作具用一定的指导意义。

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