第28卷第4期石油化工應(yīng)用Vol.28 No.42009年7月.PETROCHEMICAL INDUSTRY APPLICATIONJuly. 2009氣井甲醇注人優(yōu)化周玉榮,陳兵,馬國華,許曉偉,田喜軍.(中國石油長慶油田公司第二采氣廠,陜西榆林719000)摘要:目前榆林氣田南區(qū)及子洲-米脂氣田天然氣開采 主要采用多井高壓集氣、集中注醇、加熱節(jié)流、輪換計量、淺度分離、集中凈化等工藝流程。在甲醇的使用過程中又存在兩方面問題,一方面,只有在集輸管線中注入足量的甲醇,才可降低天然氣水合溫度,使其比天然氣可能冷卻到的溫度還低(如果管線中還有液烴存在,甲醇也必須加到使其在烴液相中達(dá)到飽和的程度),破壞水合物的形成條件,抑制水合物的形成;另一方面,由于甲醇在氣田生產(chǎn)中大量使用,過量注入又會造成較大的經(jīng)濟損失,因此,只有合理的注醇量,才能有效的抑制水合物的形成,又能節(jié)約生產(chǎn)成本。通過工藝參數(shù)優(yōu)化、開展高礦化度氣井降低注醇量試驗、井下節(jié)流等工.藝措施優(yōu)化氣井甲醇注入量,取得了顯著的經(jīng)濟效益。關(guān)鍵詞:高礦化度氣井氣井;注入甲醇;實驗中團分類號:TE375文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編 號:1673- 5285(2009 )04 -0059. -051注醇現(xiàn)狀分析100 m/d、150 m2/d, 要求產(chǎn)品甲醇含量≥95 % ,塔底水甲醇含量≤0.1 %。1.1 注醇系統(tǒng)運行現(xiàn)狀子洲-米脂氣田建集氣站13座,建井103口,建產(chǎn)截止2008年底，榆林南區(qū)建集氣站12座，建井能6.0x10* m/a,單井配產(chǎn)1.84x104 m'/d,注醇系統(tǒng)主172口,建產(chǎn)能20.1x108 m/a,單井配產(chǎn)3.9x10* m'/d，要 是利用站內(nèi)注醇泵向單井井口注醇，必要時可向集注醇系統(tǒng)主要是利用站內(nèi)注醇泵向單井井口及進(jìn)站注輸支干線注入甲醇, 建立甲醇回收裝置1套,處理量為人甲醇,建立甲醇回收處理裝置2套,處理量分別為150 m'/d。甲醇注人與回收生產(chǎn)流程見圖1.圖2。井口注醇甲醇集氣站↑站內(nèi)注醇購買甲醇甲醇回收圍1榆林南區(qū)甲醇注入與回收生產(chǎn)流程示意圖污水外輸管線圍2子洲-米脂氣田 甲醇注入與回收生產(chǎn)流程示意圍收稿日期:2009 -05-01作者簡介:周五榮,女(1975-),工程師,1999年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院化學(xué)工程專業(yè),主要從事氣田工藝技術(shù)管理及研究工作。60石油化工應(yīng)用2009 年第28卷1.2氣田甲醇消耗分析◆川特展線科(計障量00加入甲醇預(yù)防水合物生成的效果主要取決于甲醇50、-13.811%+ 255.84的加入位置以及甲醇在管線中同氣液流的均勻接觸。甲醇應(yīng)在可能生成水化物的位置之前加入，具體應(yīng)根8據(jù)輸氣管線中的溫度、壓力分布進(jìn)行確定。在氣體被水飽和的條件下，水合物可能在溫度低于水合物生成溫20度的任何一點生成并聚集。團4不同溫度下甲醇注入量變化曲線為有效地防止地面輸氣管線中水合物的生成,甲2.1.3 不同產(chǎn)氣量甲醇注入量敏感性分析 計算天然醇最好連續(xù)加人到可能生成水合物的地方。甲醇的注氣在開采過 程中,壓力和溫度不變,產(chǎn)氣量逐漸增加，人方式可以采用自流或泵送。自流方式設(shè)備比較簡單，甲醇注人量變化趨勢如圖5所示，氣井甲醇注人量隨但不能保證甲醇連續(xù)注人,不能控制和調(diào)節(jié)注入量。計氣量增大線性增加，但增加幅度不大，從圖上可以看量泵不僅可以克服以上缺點,且甲醇通過噴嘴噴人,直出, 氣井產(chǎn)氣量為1x10* m'd,理論注醇量為107 L產(chǎn)接噴射到管壁上。由于甲醇具有良好的分散性,因此甲氣量增 加至20x10* m'/d時,理論甲醇注人量為112 L,醇在壓力下通過噴嘴以分散狀態(tài)加人時，與氣體有較只增加了 5 L。當(dāng)然在氣量增加的同時,氣井產(chǎn)水量也大的接觸面,可保證氣相和水溶液被抑制劑飽和,可以逐漸增加,但對于榆林及子洲-米脂氣田,氣田產(chǎn)凝析獲得較好的效果。對注人的甲醇,大部分存在于析出的水,高產(chǎn)井 與低產(chǎn)井的產(chǎn)水量沒有大的區(qū)別,因此氣井水相中,只有少部分存在于天然氣中,-般只需回收水產(chǎn)水的影響較小。相中含有的甲醇。,注脖量線性(件鵬量)113122氣井甲醇注入優(yōu)化11110109.yu0.2658x+106.792.1.氣井甲醇注入量敏感性分析10807以榆YY-10井為例，該井無阻流量15.0340x10*106m'd,配產(chǎn)1.0x10* m'/d,日均產(chǎn)水量0.463 m',目前油套壓為11.6~11.8 MPa,平均進(jìn)站溫度為11 C。.圍5不同產(chǎn)氣量甲醇注入量變化曲線2.1.1不同壓力下甲醇注入量敏感性分析 根據(jù)理2.2 優(yōu)化工藝運行參數(shù)論計算公式,計算榆YY-10井不同壓力條件下甲醇2.2.1 優(yōu)化原則 根據(jù)輸氣管道周圍土壤溫度， 保證注人量(氣量、產(chǎn)水量、進(jìn)站溫度不變)如圖3所示。在管輸過程中天然氣處于欠飽 和狀態(tài)，即不會有凝析可見,隨著壓力的增加,氣井甲醇注入量逐漸增大，水析出(可能 會有少量凝析油析出),實現(xiàn)無凝液輸送。但不是線性增加的關(guān)系，根據(jù)曲線可擬合出對數(shù)關(guān)2.2.2 參數(shù)優(yōu)化通過大量的現(xiàn)場試驗 及清管考察，系式。在保證集輸管道無凝液輸送的前提下，對榆林南區(qū)及子洲-米脂氣田地面工藝運行參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化、調(diào)整,●非醇景一曦(注酵量)結(jié)果見表1.表2。180工98.228L()- 139.41| 14表l榆林南區(qū)集氣站優(yōu)化后運行參數(shù)表10名稱1-3月4-6月7~9月10~12月節(jié)流后控制節(jié)流后溫度≥-18 ;15溫度C外輔困3不同壓力下甲醇注入量變化曲線4.0-6.2壓力MPa2.1.2不同進(jìn)站溫度下甲醇注入量敏感性分析 不同外輸-5--20-33-80~進(jìn)站溫度下氣井甲醇注人量變化趨勢如圖4所示(氣溫度心C .量、產(chǎn)水量、井口油壓不變)可知,進(jìn)站溫度越高,氣井甲醇注入量單井甲醇注入量作業(yè)區(qū)根據(jù)夏季和冬季甲醇注人量越低,二者之間的變化呈線性趨勢。實際情況摸索、調(diào)整。.第4期周玉榮等氣井甲醇注 人優(yōu)化51表2子洲- 米脂氣田集氣站優(yōu)化后運行參數(shù)表表3試驗氣井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)配產(chǎn)日均產(chǎn)液礦化度名稱1~3月4-6月7-9月10~12月.井號1( 10^m)/m’/(mg/L)節(jié)流后榆YY-5.0.500.72186 394.00節(jié)流后溫度≥-18C溫度C榆XXX1.001.44174 428.00外輸4.0-6.0壓力/MPa榆YY-012.000.7047 560.00-5-00-55~10應(yīng)用到現(xiàn)實生產(chǎn)中的實例，就是根據(jù)米脂氣田米1站各井產(chǎn)水礦化度普遍較高的特點,2008年降低了甲醇外輸注醇4.0 I/10m',注醇量不足泵排量10 %的集氣站，甲醇注入量，夏季站內(nèi)單井不注醇，冬季注醇量較按注醇泵排量的10 %控制,單井甲醇注入量作業(yè)區(qū)根據(jù)2007年明顯減少。注入量夏季和冬季實際情況摸索、調(diào)整。L10'm'+ 2007年甘2008年2.3高礦 化度氣井降低甲醇注入量試驗| so2.3.1理論基礎(chǔ)根據(jù)理論模型, 甲烷氣體在不同鹽40度孔隙水中要比純水體系中形成天然氣水合物要求300更高的壓力或更低的溫度條件(圖6)。計算結(jié)果顯20010示，甲烷在含0.01 mol NaCl/mol H2O (31.42 %owt9月1日 .10月1日10月31日11月130日12月30日NaCl) .0.02 mol NaCl/molH20(60.92 %owt NaCl)孔 隙水中在某--壓力條件下形成天然氣水合物所需的溫圍7米1集氣站注醇量 2008年與2007年同期對比度條件平均要比其在純水體系中低1.51 C、2.95 C。總體看來，高礦化度氣井降醇試驗取得了- -定的效果，為氣井生產(chǎn)后期出地層水后甲醇注人量積累了276282_ T/K288 294_300寶貴經(jīng)驗。2.4井下節(jié)流降低甲醇注入量截止2008年底,全廠共投放井下節(jié)流器54口井,其1000中榆林氣田南區(qū)43口,子洲-米脂氣田11口。天然氣水合物是否形成主要取決于天然氣組分、壓力和溫度,在天然會2000氣組分- -定的條件下,系統(tǒng)的壓力越高,形成水合物的初始溫度越高,兩者成正比,采用井下節(jié)流后,由于大幅度降3000低節(jié)流器下游系統(tǒng)的壓力,從而使水合物形成的初始溫度二-HA降低,改善了水合物形成條件,降低了中醇的注人量。- 0.01moLNcCIH.O0.020moLNaCLMHL.O總結(jié)榆林氣田南區(qū)投放井下節(jié)流器氣井，投放前40000后同期(1年)對比,注人甲醇最小減少量7.08 L10m23 ,圍6甲炕在不同鹽度水中形成水合物條件對比最多225.555 LI0'*m2 ,單井平均減少甲醇注入量120.76L10*m',達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。2.3.2 降醇試驗榆20站榆YY-5井,自3月3日開 2.5 甲醇加注方式優(yōu)化始降低甲醇試驗，自4月1日停止注醇，目前生產(chǎn)平針對甲醇加注方式不合理，根據(jù)單井生產(chǎn)情況及穩(wěn),未發(fā)生井堵。在此基礎(chǔ)上,4月25日,在榆15站榆季節(jié)特點制定 合理的注醇方式。XXX井、榆YY-01井繼續(xù)進(jìn)行降低注醇試驗,榆XXX1投放井下節(jié)流器且節(jié)流效果明顯的氣井,注醇方井效果較好,自4月30日停止注醇以來生產(chǎn)平穩(wěn),未式優(yōu)選地面管線注醇, 且根據(jù)生產(chǎn)情況逐步降低注醇量;發(fā)生井堵;榆YY-01井壓力波動大,需要站內(nèi)注醇。榆2夏季,井口溫度低于10 C的氣井采用油管注11集氣站榆YY- -4井2006年以來- -直作為水體觀察 醇,其余井均采用地面管線注醇;井,自2008年7月19日開井生產(chǎn)后,基本不注醇。3冬季,配產(chǎn)Q≥3x10* m3的氣井優(yōu)選油管注醇,62石油化工應(yīng)用2009 年.第28卷井口溫度低于15 C的氣井優(yōu)選油管注醇,隨著氣溫的塞密封填料的使用壽命大大延長，減少了泵的維修頻降低管線運行溫度下降時,適時進(jìn)行站內(nèi)注醇輔助,防次, 提高了甲醇的利用率。從現(xiàn)場的使用情況看,隔膜止站內(nèi)管線堵塞;泵的應(yīng)用達(dá)到了預(yù)期的目的。4夏季,進(jìn)站溫度高于20 C的氣井,井口及站內(nèi)根據(jù)榆林氣田南區(qū)注醇設(shè)備的改造應(yīng)用效果,均不注醇,密切關(guān)注氣井壓力變化情況，壓力波動,可2008 年底，對子洲- -米脂氣田各集氣站注醇泵進(jìn)行改少量注醇;造,至此,榆林南區(qū)及子洲-米脂氣田注醇泵全部為高5站邊井夏季生產(chǎn)不注醇，冬季生產(chǎn)優(yōu)選站內(nèi)注壓液壓隔 膜式計量泵,降低了甲醇的泄露消耗。醇,根據(jù)具體情況適時進(jìn)行井口注醇輔助。注醇方式及時調(diào)整，為氣井的正常生產(chǎn)提供了有3效 果評價力保障,堵井頻次明顯降低,有效的節(jié)約了甲醇消耗。2.6注醇設(shè)備 改造優(yōu)化3.1注醇量降低榆林氣田南區(qū)集氣站注醇泵2007年以前均為傳通過工藝參數(shù)優(yōu)化、開展高礦化度氣井降低注醇統(tǒng)的老式柱塞泵，由于泄露嚴(yán)重,上量不穩(wěn)定,維修頻量試驗 .井下節(jié)流等工藝措施,大大降低了萬m2' 氣甲次太高,已不能滿足生產(chǎn)的需要,為了提高甲醇的利用醇消耗量, 節(jié)能降耗效果明顯。率,減少注醇泵的維修頻次,至2007年底,本廠對123.2 經(jīng)濟效益座集氣站的柱塞式泵進(jìn)行了改造,改造后的注醇泵是2008年相比2007年,榆林南區(qū)少注入甲醇3441 m',是杭州大潮泵廠生產(chǎn)的JM系列高壓液壓隔膜式計量表4為2007年與2008年甲醇用量及回收明細(xì)表。泵,該泵可在零泄露工況下輸送甲醇,泵上量穩(wěn)定,同20 C時甲醇的密度為791.3 kg/m',外購甲醇的價時該泵采用內(nèi)循環(huán)壓力平衡系統(tǒng)及特殊結(jié)構(gòu)，采用了格為1 159元/噸。每年因節(jié)約新鮮甲醇而節(jié)約的成本浸人式潤滑原理和優(yōu)質(zhì)材料，使隔膜泵上的膜片及柱可用下式計算。2007年2008年120100840月5819月10H2H困8榆林南區(qū)2008年與2007年萬方氣注醇量對比表4 2007-2008 年榆林南區(qū)甲醇注入與循環(huán)使用統(tǒng)計數(shù)據(jù)表外輸氣量注醇量回收甲醇循環(huán)使用甲醇使用新鮮甲醇萬方氣用新鮮甲醇時間1( 10^m')m’/n/m1(m/10*m')216 993.729914 358.480012 652.864012 331.42602 027.05400.009342008 s197 868.059910 917.021010 845.905010 167.033749.98800.00379表S 2007-2008 年子洲米脂田甲醇注入與循環(huán)使用統(tǒng)計數(shù)據(jù)表使用新鮮甲醇萬方 氣用新鮮甲醇1( 10'm)/m’/(m/10m')2007年四季度11 286.45261 253.556807.615445.9410.03952008年四季度10 191.7752860.910870.3690節(jié)約成本=本年度的產(chǎn)氣量x本年度與上年度萬立鮮甲醇成本為:方米氣用新鮮甲醇的差值x甲醇密度x甲醇價格。197868.0599x(0.00934 -0.00379 )x791.3/10001則榆林南區(qū)2008年對比2007年,節(jié)約購買新x1159=100.7147萬元(下轉(zhuǎn)第70頁)70石油化工應(yīng)用2009 年第28卷集輸管網(wǎng)均得到了很好的保護，為本廠子米氣田陰極參考文獻(xiàn):保護系統(tǒng)的優(yōu)化提供了寶貴的經(jīng)驗。[1]李章亞,等油氣田腐 蝕與防護技術(shù)手冊[M],北京:石油工業(yè)2建議集氣站進(jìn)行保溫時,確保外輸管線絕緣法出版社, 1998.李曉星,防腐涂層對陰極保護的影響[],肩蝕與防護，蘭前后不跨接。2002,15(15).3建議各陰極保護站夏季定期給陽極地床澆水，[3] 巫云龍,化工腐蝕與防 護[M],石家莊:河北科學(xué)技術(shù)出版社，確保恒電位儀運行正常。1994.4建議對榆10-榆9支線無定河穿越處埋設(shè)犧牲[4] 陳長軍,李春德,等, 陰極保護儀在燃?xì)饴竦劁摴苤械膽?yīng)用陽極,進(jìn)行局部保護。研究[],應(yīng)用能源技術(shù),2001.The system of catohodic protection of operationand evaluation zoneYANG Maili'-2, XU Yong, HUANG Xueping", MA Pengfeir, HAN Dongxing' ,ZHU Yongde2(1.Xian Shiyou Uniwersity ,Xi'an Sharxi 710065 China; .2.Gas Production Plant 2 of PetroChina Changqing Oilfield Company , YuLin Shanxi 719000,China )Abstract: Buried pipelines get chemistry corrosion and electrochemistry corrosion . It need the way of external daub anti-corrosion painting layer and cathodic protection to defend corrosion of the buried gas transmitting pipelinesThe paperexpounds simply the coorodent reason and catohodic 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 proposals.Key words: corrosion; catohodic protection; protection radius; protection eletricity(上接第62頁)2為防止在氣井地面采氣管線中水合物的生成，2子洲-米脂氣田2008年四季度對比2007年四需要計算甲 醇用量。井口油壓、采氣管線進(jìn)站溫度氣季度,節(jié)約購買新鮮甲醇成本為:井產(chǎn)氣量及產(chǎn)液量是影響甲醇注入量的幾個關(guān)鍵因10191.7752x( 0.0395 -0)x791.3/ 1000x1159素。在相同的產(chǎn)氣量下,氣井油壓越高,甲醇用量越大;=36.9208萬元采氣管線進(jìn)站溫度越低,甲醇用量越大;同時在相同的3污水拉運節(jié)約成本油壓及采氣管線進(jìn)站溫度下，產(chǎn)氣量及產(chǎn)液量越大，甲按照本廠污水拉運合同，拉運1噸污水1公里的醇用量也越大,但增加幅度不是很大。價格是0.54元,榆林南區(qū)集氣站污水拉運里程平均為3合理的甲醇注人量不僅能大大降低氣井產(chǎn)液45 km,子洲-米脂氣田目前投運的7座集氣站污水拉量,還可以降低甲醇消耗。運里程平均為36公里,2008年榆林南區(qū)少注人甲醇34榆林南區(qū)及子洲-米脂氣田通過地面工藝參數(shù)441 m'，子洲米脂氣田2008年四季度對比2007年四優(yōu)化 、開展高礦化度氣井降低注醇量試驗井下節(jié)流等季度少注人甲醇392 m'。則榆林南區(qū)少產(chǎn)生氣量污水工藝措施,大大降低了萬氣甲醇消耗量,節(jié)能降耗效3 441 m',子洲-米脂氣田少產(chǎn)生氣田污水392 m',污果明顯,氣井甲醇注人更經(jīng)濟、更合理。水密度按平均0.90計算,則少拉運污水3 449.7噸,則5通過合理甲醇注人量的理論研究及現(xiàn)場試驗,節(jié)約污水拉運費用為:大大降低了全廠氣井甲醇注入量，節(jié)約生產(chǎn)成本約3096.9x0.54x45+352.8x0.54x36=82 113.102元145萬元。=8.2113萬元4總經(jīng)濟效益參考文獻(xiàn):根據(jù)上面計算,則總經(jīng)濟效益為:[1]李士倫:天然氣工程M,北京:石油工業(yè)出版社2001.8.100.7147+36.9208+8.2113=145.8468萬元[2]關(guān)昌倫,天然 氣水合物抑制劑甲醇注入量的計算[D,天然氣與石油，193.11.14結(jié)論[3] 黃炳光氣藏工程與動 態(tài)分析方法M北京石油工業(yè)出版社,1合理的甲醇注人量直接影響著氣井產(chǎn)液量和2004.12.井堵的發(fā)生,注人甲醇量過大也可能導(dǎo)致井堵的發(fā)生。[4] 李長俊.天然氣管道輸送[M.北 京:石油工業(yè)出版社,0.0..