降低单井注醇量.docx
《降低单井注醇量.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《降低单井注醇量.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
降低单井注醇量
降低单井注醇量
编写人：
勾炜、甄睿
单位：
高16站
时间：
2015年11月
一、项目简介
高桥气田气井普遍具有井口压力高，产水量大，硫化氢含量高等特点。
降低气井冻堵频次，维持生产稳定，保障冬季用气高峰的供应成了目前工作的重心。
依据水合物形成原理，高桥气田主要采用加入甲醇防止水合物形成。
本文运用天然气游离水中液相甲醇的浓度公式，建立了计算气井合理注醇量的方法，为有效降低单井注醇量，更加科学合理地使用甲醇提供了理论依据和实践基础。
二、小组概况
对于单井注醇量的控制必须要结合实际生产，尤其是要在不影响冬季气井正常生产的情况下，不断地通过实践和观察来得出结论。
因此，我们选择高16站成立课题研究小组，并以该站管辖范围内的几口气井作为实验对象
表1小组概况表
小组名称
高16站QC小组
小组类型
现场型
成立时间
2015年2月
活动日期
2015年2月至12月
活动次数
16次
注册号
TQC教育
40小时/年
课题名称
降低单井注醇量
小组成果获奖情况
无
表2小组成员情况表
序号
姓名
性别
年龄
文化
程度
职称
组内分工
接受QC教育学时
1
勾炜
男
23
本科
助理工程师
副组长、分析研究
40
2
甄睿
男
25
本科
初级工
组长
40
3
王晓辉
男
24
本科
无
收集资料
40
4
康杰
男
22
大专
无
收集资料
40
三、选题理由
在采气工艺中，天然气水合物的形成往往带来严重的生产和安全问题。
我国主要的天然气集输手段是管道输送，而天然气水合物的形成，容易在阀门、管线低洼地带、管线弯头、采气树和油管等多处冻堵，造成气井生产波动，减产停产，严重时甚至会冻伤输气管线，引发事故，造成财产损失和诸多安全隐患。
控制天然气水合物形成的热力学条件主要有:
温度、压力、天然气的化学组成、天然气和水的供给。
现有的研究表明：
在体系中加入水合物抑制剂和增高盐度，有助于阻碍水合物的形成。
安塞作业区常用水合物抑制剂为甲醇。
因此，气井注醇工艺成为了保障高桥气田冬季生产稳定的最主要的技术手段。
然而，甲醇消耗作为天然气生产的最主要成本来源之一，虽然在运输和保管上有着严格的管理和各项规章制度，甲醇的使用方面却缺乏科学性的理论指导和依据。
中石化大牛地气田引进了斯伦贝谢公司开发的软件PIPESIM对气井注醇量进行模拟，指导单井注醇量调整，在甲醇成本的节约上取得了卓越的成绩。
虽然大牛地气田与高桥气田在环境条件以及气井动态上有诸多相似的地方，但高桥气田的气井动态更为复杂，盲目地生搬硬套是绝对行不通的。
因此，本文通过对水合物的成因分析以及水合物抑制剂的加注计算，结合实际生产动态进行剖析和思考，为今后的工作建立一个扎实的理论基础和指导思路。
然而由于数据有限以及科学验证的手段相对单一，在甲醇消耗的科学管理和指导上仍有很长的路要走，谨在此希望本课题的研究能够起到一个抛砖引玉的作用。
四、现状调查
以下是高16站在2015年1、2月份的单井注醇量统计折线图。
图12015年1月高16站单井注醇量曲线图
图22015年2月高16站单井注醇量曲线图
图3高桥区块各站甲醇消耗量对比
从上图可以看出，高16站管辖气井仅七口，其甲醇消耗总量却居高不下，甚至超过井数较多的高13站、高12站，说明其单井注醇量远远超出一般气井的水平，造成甲醇的浪费和生产成本虚高。
五、目标设定
1、活动计划
全组成员经过认真讨论，制定了详细的活动计划，见表4，并严格按活动计划表运行。
表4小组活动日程表
序号
进度计划
工作内容
1
2月1日至2月30日
收集资料及理论依据
2
3月1至3月30日
现场实践理论成果
3
5月1日至7月31日
分析数据，得出结论
4
8月1日至9月30日
编写成果报告
5
10月1日至11月31日
反复讨论，进一步优化成果
2、目标设定
我们认为，高16站的气井单井注醇量超出了其所必须的注醇量，通过逐步降低各单井注醇泵机行程，在不发生冻堵的前提下减少单井注醇量，同时我们通过参考其他采气厂的经验及抑制剂等方面的文献，根据物料平衡守则得出一套计算单井所需注醇量的公式，来进一步精细化降低高16站的各单井注醇量。
我们以G80-16、G81-16、G79-16、G79-20、G80-18这五口气井为例，这五口气井管线长度大都在8至9Km之间，管径统一为Φ60×6/7，井况接近且具有典型性和代表性。
表5是G80-16、G81-16、G79-16、G79-20、G80-18这五口气井分别在2月份以及3月份的气井生产动态以及根据公式最后计算出的理论日注醇量：
表52月份气井动态及理论注醇量
井号
产气量（104m3）
产水量（m3）
进站温度（℃）
进站压力（Mpa）
理论日注醇量（L/D）
G79-16
1.57
0.25
1
12
42
G79-20
0.80
0.86
2
17
134
G80-16
2.49
1.03
1
14
168
G80-18
6.54
1.65
0
13
288
G81-16
0.83
0.89
0
13
156
通过计算，我们发现：
这五口气井的理论日注醇量与实际生产过程中所需要消耗的醇量存在较大出入，因此，我们将这五口气井的日实际消耗量与理论注醇量相对比，通过实际注醇量/理论注醇量做出一个走势曲线图，用来分析实际注醇量与理论注醇量存在出入的原因。
图62月理论-实际注醇量比值曲线图
六、原因分析及要因确定
通过数据的分析，我们发现：
1，温度是决定甲醇消耗量的最主要的决定因素，在压力、产气量、产水量变化均不大的情况下，五口气井在3月份的甲醇实际消耗量与理论注醇量均小于2月份的数值。
2，相同温度下，产水量、产气量越大的气井，其需要消耗的甲醇量也就越多；产水量越大的气井，其醇气比也就越大。
3，产量越高、产水量越大的气井，其理论注醇量与实际消耗量越接近。
4，G79-16在二月份的甲醇实际消耗量大于理论值三倍左右，主要是由于这口井属于新投产气井以及这口井的管线较长等多种因素影响。
我们同时发现：
即便是在相同的环境温度，压力等级相差不大，且产水量和产气量非常接近的气井中，其水合物形成的速度和几率也有很大的不同。
因此，我们推测：
除了水合物形成的三个必要条件外，还有其他影响水合物生成的因素。
当必要条件满足水合物形成所需的条件后，这些因素会加快或减缓水合物生成的速度和几率。
通过对比高桥气田的80口气井，将压力及产量条件接近的气井结合1、2月份冻堵发生频次的统计分析，结合查阅的资料。
本文得出影响水合物形成的敏感因素主要有：
1，管线长度；2，硫化氢含量；3，地层水矿化度；4，气井稳产程度。
6.1地面管线
地面管线越长的气井，天然气流动消耗的动能越大，天然气温度越低。
同时，考虑到陕北地区独特的沟壑纵深的地形，地面管线越长，意味着管线翻越的丘岭和冲沟越多，天然气中的游离水容易富集在这些管线低洼处，使局部管线中地层水甲醇浓度的含量降低，更容易形成水合物。
而且水合物一旦初步形成后，还会造成气体的节流效应，使温度进一步降低，气体携液能力也进一步降低，从而导致一种“恶性循环”，使水合物凝结情况更加严重。
一般来说，天然气集输管线的长度不宜超过6Km，高程差不宜超过15m，伴随着现代采气工艺的提升，这个距离可以适当加长。
然而由于外协问题，地理因素等先天条件的制约，高桥气田的诸多气井管线长度都超过了8Km。
因此管线长度和穿越地形的复杂程度是高桥气田气井管理必须考虑的因素之一。
6.2硫化氢
当天然气中的酸性气体含量较高时，会使气体的粘度增加。
且在同一温度下，当气体的蒸汽压力升高时，硫化氢气体比甲烷更容易形成水合物，阻碍天然气在管线中的运动。
高桥气田的气井情况复杂多样，其中不乏高含硫气井，某些高含硫的气井中硫化氢含量甚至比普通气井高出100—200倍左右，其对天然气水合物形成的影响也由量变达到了质变。
6.3地层水矿化度
当地层水中的Cl-和Ga2+的浓度较高时，天然气形成水合物的临界温度也会相对下降，矿化度较高的地层水对水合物的形成具有一定程度上的抑制作用。
6.4气井稳产程度
通过数据的对比分析，我们还发现：
稳产井的冻堵频次低于间歇井的冻堵频次，产量高的气井冻堵频次低于产量较低的气井，这是由于各气井的产能差异造成的携液能力不同。
当地层水在管线内的流动持续性好，区间性流量变化差异不大的前提下，地层水中的甲醇浓度可以保证均匀，不需要加注过多的甲醇来防止局部冻堵的发生。
此外，气井的提产、放空、解堵等操作均需要加大注醇行程来防止管线内形成冻堵，如此甲醇的消耗量必然增大。
因此，如果要降低甲醇消耗，必须从降低冻堵频次发生的频率入手。
七、制定对策
通过不懈的实践，研究和探讨。
我们高16站初步建立了一套“动态注醇制度”来科学地控制和降低单井注醇量。
八、对策实施
通过长期的实际、观察，我们摸索出气井在生产中所需的实际注醇量与理论注醇量的线性关系，并在三月份的气井生产中通过逐步减少注醇量，使甲醇的实际消耗量向理论注醇量靠拢，减少盲目的消耗。
在实际生产当中，我们通过引入“动态注醇制度”，根据气井实时生产参数来计算判断单井所需的合理注醇量，并通过调节行程来使日注醇量趋于理论结果。
表63月份气井动态及理论注醇量
井号
产气量（104m3）
产水量（m3）
进站温度（℃）
进站压力（Mpa）
日注醇量（L/D）
G79-16
1.65
0.43
7
7.60
59
G79-20
1.72
0.93
9
11.41
168
G80-16
2.87
0.64
11
11.92
92
G80-18
5.12
0.71
8
7.11
160
G81-16
1.01
0.43
13
6.15
30
图73月理论-实际注醇量比值曲线图
九、效果检查
G80-16、79-16、G79-20、G80-18这四口气井均取得了不错的成绩，不但成功降低了这两口井的甲醇消耗量，同时还使这两口气井的冻堵频次降至0。
图8高16站2、3月份单井注醇量对比图
十、巩固措施
通过实践，我们发现通过计算单井所需注醇量结果，并引入动态注醇制度来改变气井的注醇量确实可以达到有效地降低单井注醇量，减少不必要的注醇，进一步降低气井冻堵的频次，达到科学化、精细化甲醇消耗使用以及管理。
因此，我们将动态注醇制度安排进了每日的工作中，用来进一步降低单井甲醇的注入量。
时间
工作内容
目的
8:
00
将气井导入计量分离器
录取气井实时参数，计算注醇量
8:
30
根据温度压力启停、调节注醇泵行程
减少不必要的注醇
16:
00
倒换单量
录取气井实时参数，计算注醇量
16:
30
根据温度压力启停、调节注醇泵行程
减少不必要的注醇
24:
00
倒换单量
录取气井实时参数，计算注醇量
24:
30
根据温度压力启停、调节注醇泵行程
减少不必要的注醇
十一、体会及展望
11.1活动体会及自我评价
（1）通过本次活动，小组成员分工协作，各展其长，充分发挥各自的主观能动性，提高了成员团队协作能力，增强了凝聚力。
特别是加强了集气站员工反隐患的意识。
（2）本次活动有力地提高了小组成员对QC活动的能力，特别是分析问题和解决问题的能力。
同时通过活动强化了集气站QC小组活动知识，98%以
升级会员 