摘 要：從地層中開采出的天然氣在采運過程中極易生成水合物，嚴重時堵塞管線及濾器。冰堵不僅增加了油氣田的管理難度，提高了成本，更產生了極大的安全隱患。本文以紹興36-5平臺為例，介紹了平黃一期油氣田氣井在試運行及生產過程中解堵的諸多實踐，并從安全性、成本、實施難度等多個方面分析了各個方法的優(yōu)缺點，有效控制了冰堵問題，保證了海上油氣田運行管理的順利。

關鍵詞：天然氣水合物；冰堵；管線解堵

中圖分類號：TE257 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）27-0357-02

紹興36-5平臺隸屬于平黃一期油氣田項目，于2015年9月開始試生產。在試生產階段發(fā)現(xiàn)生產流程頻繁發(fā)生堵塞現(xiàn)象，主要以冰堵為主。開井初期、產量調整期間或環(huán)境溫度較低時，由于壓力和溫度的不穩(wěn)定，在管線壓力調節(jié)閥、單向閥處由于節(jié)流產生水合物、冰渣等，造成生產流程管線發(fā)生冰堵；冰堵極大地影響平臺正常生產，一旦流程發(fā)生堵塞，會使流程壓力升高超過ESD關斷設定值，導致單元關停甚至生產關斷，并且存在極大的安全隱患。

1 水合物形成機理

1.1 水合物形成原因

生成水合物與天然氣組成（包括含水量）、壓力、溫度等條件有關，并且是由外部原因和內部原因相互作用的結果，其中內部原因主要是天然氣中有一部分游離水，游離水是形成天然氣水合物的重要因素；而外部原因主要是溫度和壓力：如果溫度越低，壓力越高，則越容易形成水合物。此外，在高速流動、高壓脈動以及快速攪拌等條件下，在輸氣管道的單流閥、彎頭以及粗糙的管壁等比較特殊的位置處，也很容易形成水合物。天然氣水合物形成的臨界溫度是水合物存在的最高溫度，如果外界溫度高于該溫度，則不會形成水合物。

1.2 水合物形成壓力溫度曲線

根據(jù)實驗室PVT模擬測試，得到不同含水率條件下水合物形成與壓力和溫度關系的曲線，根據(jù)該曲線可知，在目前的操作壓力為68bar、含水率為5%的情況下，查表得水合物形成的最低溫度為18℃左右。而東海冬季的環(huán)境溫度為-5～10℃左右。部分單井操作溫度<18℃，所以在冬季生產時各節(jié)流點處極易產生水合物，形成冰堵。

1.3 平臺水合物形成現(xiàn)狀

紹興36-5平臺于2015年9月開始試生產，SHX-PH11井產能低，井溫低，以9月15日～17日期間為例，井溫均<20℃，而剛開井時的溫度<3℃。

統(tǒng)計投產2015年9月12日～2016年6月30的292d內，每天監(jiān)測記錄12個點，一共有1280個監(jiān)測點的井溫<20℃，<25℃的有2756個監(jiān)測點。冰堵在冬季表現(xiàn)得特別明顯，與環(huán)境溫度和井溫線性相關。

2 水合物的危害

在開井初期、產量調整期間或環(huán)境溫度較低時，由于壓力和溫度的不穩(wěn)定，會造成生產管線部分地方發(fā)生冰堵，以至于生產流程發(fā)生堵塞，一方面容易使流程壓力超過設定值導致單井關停并產生安全隱患，也會使產量下降，影響正常生產[1]。

發(fā)現(xiàn)經常出現(xiàn)冰堵的地方有：油嘴處、管匯單流閥、測試分離器氣相去生產分離器管線單流閥處、測試分離器油水相去生產分離器管線單流閥處、生產分離器氣相捕霧器處、生產分離器氣相壓力調節(jié)閥處。

顯然，天然氣水合物在很大程度上減小了管線流通的截面積，使管線的輸送能力下降、產量波動較大，影響正常的平穩(wěn)生產；其次水合物的形成產生節(jié)流，進一步加速了水合物的形成，造成管線、閥門及部分設備的堵塞，水合物被流體沖開后也會沖蝕管線，使管線異常振動，嚴重影響管道及設備的安全運行；水合物積聚在彎頭或其他不平整的位置也會與天然氣中的酸性氣體混合腐蝕管壁；水合物積聚嚴重時會產生冰堵，造成憋壓，使管線及上游流程壓力增大，產生極大的安全隱患，壓力過高造成的關斷對設備也有損害。

3 工藝流程解堵實踐及效果

3.1 流程改造及效果

增加暖管線路，由其它高產能且溫度較高的井口接管線到低溫井，提高低溫井本身溫度，防止溫度過低發(fā)生冰堵。

以紹興36-5平臺PH11井（低溫井）為例，將A3井（高溫井）清蠟閥頂部物理油壓表與PH11井嘴后物理壓力表拆卸，用合適壓力等級的儀表管進行連接，當PH11井溫度過低導致管匯單向閥處冰堵時，打開A3井原油壓表針閥與管線上球閥，用A3井的產出物與PH11井的產出物混合，達到提高PH11井嘴后溫度的作用，解決PH11井管匯單向閥處冰堵問題，流程示意圖如圖1所示。

效果：能在一定程度上改善低溫井的嘴后冰堵情況，但對油嘴處的冰堵作用不明顯，并且由于流程為臨時管線，存在一定程度的安全風險。

3.2 化學藥劑使用及效果

通過加注合適類型的化學藥劑，解決生產流程冰堵。根據(jù)甲醇和乙二醇解堵的特點，乙二醇對于預防水合物的形成作用明顯，而甲醇對處理已形成的冰堵作用明顯。

（1）初期化學藥劑使用方法

當管線或油嘴出現(xiàn)壓力頻繁波動時，應及時通過乙二醇注入泵向管線內加注乙二醇，防止水合物形成，從而預防冰堵的發(fā)生；當已產生冰堵且壓力>100bar時，采取加注甲醇的方式解堵；堅持注乙二醇防堵和注甲醇解堵相結合的方式[2]。

（2）改進版化學藥劑使用方法

由于乙二醇泵和甲醇泵為兩個泵，使用及切換起來較為繁瑣，平臺經過仔細研究和認真分析，采取在乙二醇泵吸入口量筒內直接加入甲醇和乙二醇的混合液體，經乙二醇泵一起加注到冰堵管線內，效果顯著。

效果：效果顯著，實施難度低，兼顧解堵和預防冰堵的雙重作用；一天需多次間歇注入藥劑，按化學藥劑費用計算，長期使用成本很高。

（3）敷設電伴熱線和增加保溫被及效果

對于經常發(fā)生冰堵的單向閥和濾器，在其管線上進行敷設電伴熱和增加保溫被，提高并維持管內流體的溫度。

效果：效果較好，不易產生冰堵；實施難度較低，但對于只有外操及電儀工兩名可用人員來說捆綁電伴熱及保溫被工作量較大；工作開展起始到可以正常使用時間較長，但一次完成，長期可用；材料全部來自工程余料及不用的備件，無多余費用支出產生。

經比較各種方法對應結果，從效果、安全風險、使用成本等方面來看可將上述方法對比情況匯集成表1。

4 結束語

綜上所述，堅持注乙二醇防堵和注甲醇解堵相結合的方式可以有效應對氣井工藝流程冰堵的情況；根據(jù)水化物形成的溫度點，敷設電伴熱線和增加保溫被的方式在東海是一種效果較好且成本低廉的方法。建議平臺建造前期的設計方面增加水合物的預防措施。

參考文獻

[1]龐維新，李清平，程 艷，等.水合物堵塞治理工具和方法研究[J].石油機械，2016（03）：68～72.

[2]吳海浩，楊 璐，呂曉方，等.天然氣水合物生成速率實驗研究[J].實驗技術與管理，2014（01）：36～40.

收稿日期：2018-8-4

作者簡介：仵 鵬（1984-），男，山東菏澤人，工程師，本科，從事開采平臺管理工作。