氣井管線水合物堵塞原因與對策分析

胡志宏

摘要：由于采氣管線投產初期內部雜質較多、運行壓力高等原因，管線冬季水合物堵塞頻繁，影響了氣井的正常生產。本文通過對采氣管線造成堵塞的各種因素進行分析總結，探討了采氣管線堵塞的主要原因及防凍措施，為提高生產效益和氣田的解防堵工作提供借鑒經驗。

關鍵詞：氣井;管線;堵塞;分析;對策

氣井管線比較常見的堵塞主要是水合物堵塞，水合物指的是在一定溫度、壓力條件下，天然氣中某些氣體組分和液態分子（水）形成的白色結晶水合物，外觀類似松散的冰或致密的雪。氣井生產過程中，水合物帶到采氣管線后，由于氣井產量小加上管線彎頭多，采氣管線走向坡度起伏較大等原因都會導致液體聚集管線中，若不及時處理就會導致采氣管線水合物影響氣井產氣量。

1.采氣管線水合物堵塞原因分析

氣井在生產過程中，自井底采出的地層水和凝析水以及注入的甲醇進入采氣管線。氣液混合物在采氣管線中流態在理想狀態下為層流。如是低產氣井、單井產量低、地處丘陵地帶、管線起伏較大、單井管線離集氣站較遠、且受氣井配產、管線內徑與粗糙度等諸多因素影響，所以氣液在管線內流態變得十分復雜，由于氣液重度與粘度的差異，氣相流動較快，而液相流動相對較慢，造成游離水在采氣管線低洼部位聚集，為采氣管線水合物形成提供了必要條件。氣井產液狀況與配產有很大關系，產量高于臨界攜液流量的氣井，出水穩定，生產較穩定，但容易造成采氣管線積液。處于臨界攜液流量間歇出水，出水極不穩定，在產液突然增加時，注醇量相對不足，易造成水合物堵塞，生產很不穩定。低于臨界攜液流量的氣井，不產地層水，只產少量凝析水，在冬季生產時，隨著開井周期延長，凝析液量在采氣管線越聚越多，偶然出現地面管線堵塞問題，生產穩定。

受氣井配產、管徑、彎頭、管線埋深以及管線周圍溫度影響，采氣管線極易形成水合物，水合物形成溫度是水合物存在的最高溫度，高于此溫度不論壓力多高，游離水多少也不會形成水合物。對于組分相同的氣體，水合物形成溫度隨著壓力升高而升高，隨著壓力降低而降低，壓力是形成水合物重要因素。在溫度一定情況下，冬季進站壓力越高越易形成水合物。

綜上所述：采氣管線游離水存在，足夠高壓力和足夠低溫度，是形成水合物的必備條件，另外，井底污物被高速氣流帶到采氣管線且在局部聚集，氣流通過能力降低而產生節流效應，使氣流溫度降低，也是造成采氣管線堵塞的影響因素。

2.預防采氣管線水合物形成的措施

正常生產氣井，依據配產及產液量，確定合理注醇量，給采氣管線連續均勻注甲醇，有效防止管線中水合物形成。油、套壓差3MPa以上井筒積液氣井，在提產帶液或放空帶液時，加大注醇量，防止產液量增大或放空后管線中游離水未帶干凈，關井后造成水合物堵塞。對于產液量大，攜液能力差，造成管線積液聚集的氣井，定期吹掃采氣管線，來有效預防水合物的形成。

3.采氣管線水合物堵塞處理措施

3.1注醇解堵法

（1）堵塞現象：氣井在生產過程中，發現泵壓不變，進站壓力、產量、溫度同時降低，產液量無變化時，則可判斷采氣管線有水合物堵塞征兆。

解決辦法：關閉加熱爐節流閥及進站閘板閥，將注醇泵排量調至最大，注醇2小時左右，待進站壓力正常后，按氣井配產正常開井，觀察進站壓力變化情況，進站壓力緩慢平穩正常下降時，將注醇流程改至地面注醇，依據配產調整注醇量。

（2）堵塞現象：氣井在生產過程中，發現泵壓不變，進站壓力、產量、溫度同時降低，產液量增大時，則可判斷是采氣管線有水合物堵塞的征兆。

解決辦法：將注醇泵排量調大，開大或關閉加熱爐節流閥的方法來回活動幾次，注意觀察進站壓力變化情況，當進站壓力正常后，將注醇流程改至地面注醇，依據配產及產液情況，調整注醇量。注醇解堵適用于進站壓力、產量下降，采氣管線未形成水合物前的氣井應用的解堵方法。

3.2提產帶液法

（1）堵塞現象：若進站壓力波動（一升一降），產氣量下降，井口油壓與進站壓力相差較大，在氣量沒有變化的情況下，分離器偶然產少量液，同時進站壓力與井口油壓有回升現象，采氣管線積液造成回壓增大，產氣量下降，用開打或關小的方法，活動加熱爐節流閥聽到氣流中夾雜明顯水流或堅硬物體撞擊聲音，說明采氣管線有水合物冰堵現象。

（2）處理方法：將該井注醇泵排量調至80%左右，提高配產50%以上，達到提高氣流速度與溫度雙重效果，使氣流速度保持在3m/s左右，較高氣流速度可以提升氣流溫度，增強對管線積液擾動能力，干擾水合物形成與聚集，注意觀察攜液情況，否則因井筒積液大量帶出，造成采氣管線冰堵，同時調高加熱爐水溫，確保節流后溫度在10℃以上，防止節流效應造成節流后管線冰堵而超壓。提產帶液法適用于采氣管線積液造成產量下降，稍有冰堵的情況。

3.3降壓解堵法

（1）堵塞現象：當氣井出現進站壓力、產量、溫度下降的同時，泵壓與井口油壓上升時，說明采氣管線已經形成水合物冰堵，通過對采氣管線進行局部放空的方法，使壓力在較短時間降低，使水合物溫度低于管壁溫度，水合物會從管壁脫落并在壓差作用下，將水合物從放空管線推出。

（2）處理方法：關閉加熱爐閥及進站閘板閥，打開該井進站旋塞閥，用放空閥控制氣量放空，注意觀察分液罐壓力不得高于1Mpa，液位不高于滿液位的2/3時，否則需立即進行排污，防止污物噴出，造成環境污染，并隨時觀察變化，分析判斷水合物冰堵狀況及放空效果。

當進站壓力下降較快，說明堵點離進站較近，否則堵點靠近井口。當進站壓力在放空過程中上升，泵壓下降，說明水合物已解除，當分液罐液位沒有變化時，說明采氣管線積液已清理干凈，關閉放空閥及放空旋塞閥，將分液罐污水排干凈后并關閉排污閥。

若放空時進站壓力為零時沒有回升，說明采氣管線未解開，注意控制閥開度，防止冰堵突然解開，造成分液罐超壓，這樣放置一段時間若還未解開，關閉進站放空閥及旋塞閥，需要從井口進行放空，停注醇泵，關閉井口閥，生產閘閥，關閉注醇閥門（或注醇總閥），打開測試閥門，用井口閥控制氣量進行放空，當壓力下降時，適當開大閥開度，以便達到有效帶液的目的。

待采氣管線壓力放空為零后，將加熱爐水浴溫度調高至70℃，打開進站閘板閥，用加熱爐閥控制氣量，給地面管線倒熱氣，放置10分鐘左右，同時觀察進站壓力是否下降，否則將涼氣放空，用同樣方法再次倒熱氣，如此反復進行2-3次，打開井口測試閥門，若進站壓力下降，井口有氣流通過，說明采氣管線水合物已解除，繼續吹掃待氣質干凈后停止吹掃，在水合物未解除前不能中斷吹掃，以防管線溫度低于0℃，再次形成冰堵。關閉加熱爐閥及進站閘板閥，從井口對采氣管線進行緩慢充壓，同時打開進站旋塞閥及放空閥，觀察氣流產液及燃燒情況，無產液，氣質干凈，火焰豎直向上，燃燒有力，說明采氣管線已完全解通。降壓解堵法方法適用于已形成水合物冰堵的氣井，若用此法未解除情況下，需采用常壓解堵法。

3.4常壓解堵法

（1）堵塞現象：在利用降壓解堵法后，水合物未能解除，說明水合物冰堵嚴重。

（2）處理方法：打開進站旋塞閥，進站放空閥，打開井口測試閥門，從管線兩端進行放空，帶壓力均為零時，關閉井口與進站所有閥門，將注醇流程改為地面注醇，啟用注醇泵，并大排量注醇，關閉測試閥門，繼續注醇，當注醇泵壓力上升至5MPa以上時，放置1天后，按照放空解堵的方法進行操作解堵，這種解堵方法適用于采氣管線堵塞嚴重的情況，缺點是解堵周期較長，甲醇浪費較大。

氣井管道內水合物的堵塞過程復雜且影響因素較多，有針對性的實施氣井管線堵塞預防措施，可以有效減低氣井故障率，提高氣井的產量。

參考文獻：

[1]邱曉林;含硫天然氣水合物形成條件及預防措施[J];石油與天然氣化工;2002年05期

[2]馮濤，宋承毅，李玉星;水合物形成預測及防止措施優化研究[J];油氣田地面工程;2001年05期