CN103968252A - 一种中低压天然气集气的注醇工艺方法 - Google Patents

Abstract

一种中低压天然气集气的注醇工艺方法，属于天然气采集领域。在集气站设置1条甲醇储罐与集气站外输管线相连接的外输注醇管线，一端与甲醇储罐连接，另一端通过单头加注泵后接入集气站外输管线；在集气站设置一条集气站至井场注醇管线，一端与甲醇储罐连接，另一端通过双头加注泵后与天然气汇管相连接；集气站至井场注醇管线与井场至集气站采气管线同沟敷设。各气井井口至天然气汇管采用井口保温方式来防止水合物产生。通过在传统工艺基础上采用井场集中注醇工艺，大幅度降低单井平均注醇管线和注醇泵数量，减少单井注醇由于不同单井产量不同造成注醇的不准确性；同时，井场不设置甲醇储罐和加注泵，降低了山区地形条件下的雨雪天气对生产的影响。

Description

一种中低压天然气集气的注醇工艺方法

技术领域

本发明属于天然气采集领域，涉及到一种中低压天然气集气的注醇工艺方法。

背景技术

从井口采出的天然气由于含有水分当其温度降低至某一值后，就会形成固体水合物，造成管道和设备堵塞。为了预防天然气输送过程中形成水合物，必须采取防止水合物形成的措施。目前防止水合物形成的方法通常有加热、脱水、注甲醇法等。

加注水合物抑制剂（通常也称注醇）是防止水合物形成的重要措施和有效方法。目前使用最广泛的热力学抑制剂是甲醇和乙二醇，它通过改变水合物相的化学位，使水合物形成条件向较低温度和较高压力的范围移动，从而达到抑制水合物形成的目的。

目前天然气集气的注醇工艺方法主要包括：

(1)井口甲醇滴注加注方法。相关专利为：天然气井口甲醇滴注器（申请号CN200420041681.8），主要是利用甲醇滴注器的高度差、甲醇自身重力，将甲醇滴入到天然气管道中，省去了原有的注醇泵、注醇管道等，主要缺点是仅适用于较小管径且运行压力稳定的天然气管线。

(2)井丛集中注醇工艺方法。长庆油田苏里格南区块采用井丛集中注醇，在汇集井丛设置甲醇储罐、注醇泵，将甲醇用罐车拉运至汇集井丛，通过与井丛至汇集井丛采气管线同沟敷设的甲醇管道注入井丛。主要特点是注醇投资相对较低，缺点是不能很好地适应于山区复杂地形条件，且无法同时实现给集气管线注醇。（刘银春 王莉华等 苏里格气田南区块天然气集输工艺技术 《天然气工业》2012年第6期）

(3)长庆油田靖边气田高压集气集中注醇工艺方法。主要是采取集气站集中注醇，注醇管线通过管沟辐射到井口，实现注醇到井筒，缺点是注醇压力高（达到25Mpa），注醇量较大、注醇投资较高。（刘子兵 陈小锋等 长庆气田天然气集输及净化处理工艺技术《石油工程建设》2013年第5期）。

发明内容

本发明旨在提供一种适用于中低压、山区地形条件下，同时又适用于天然气采集的开发初期和中后期的，可以有效降低工程投资与生产运行成本的中低压天然气集气注醇工艺方法。

本发明所述的一种中低压天然气集气的注醇工艺方法，包括丛式井组、井口装置、集气站，及各设备间的连接管线；其中丛式井组由2-6口天然气气井组成；井口装置包括井口截断阀、流量计、天然气截断阀、止回阀、甲醇截断阀和天然气汇管；集气站包括注醇装置、生产分离器、旋流分离器和污水罐，其中注醇装置又包括双头加注泵、单头加注泵和甲醇储罐；上述连接管线包括井场至集气站采气管线、集气站至井场注醇管线、集气站外输管线和外输注醇管线；

其特征在于：在集气站设置有一条集气站至井场注醇管线，其一端与甲醇储罐连接，另一端通过双头加注泵后与天然气汇管出口相连接，实现注醇；集气站至井场注醇管线与井场至集气站采气管线同沟敷设；每1个丛式井组敷设1条集气站至井场注醇管线；每1个集气站设2-7台双头加注泵，其中1台为备用泵；每1台双头加注泵管辖2个丛式井组；在集气站设置有1条甲醇储罐与集气站外输管线相连接的外输注醇管线，其一端与甲醇储罐连接，另一端通过1台单头加注泵后接入集气站外输管线的旋流分离器出口处；各气井井口至天然气汇管的管线采用井口保温方式来防止水合物产生。

所述的双头加注泵和单头加注泵均为为隔膜式计量加注泵。

所述的井口保温方式为采用聚氨酯泡沫黄夹克管壳保温方式。

通过采用本发明所述中低压天然气集气的注醇工艺方法所达到的效果有：

(1)注醇管线压力等级中等的条件下，大幅度降低单井平均注醇管线和注醇泵的数量。相比较高压集气、井场注醇工艺方法，节约了注醇管线提高了注醇泵效率。单井平均注醇管线长度降低30-50%，平均单台注醇泵辖气井数提高1倍以上。

(2)甲醇的注入量是依据井丛产气总量经人工模拟核算确定后，再通过人工调节双头隔膜泵出口流量来控制实现的，避免了操作人员去井场调节注醇量，降低了人工劳动量；同时，避免了由于单井产量不同造成注醇量偏差。

(3)井场不设置甲醇储罐和加注泵，以集气站为单位集中设置甲醇储存罐（可满足7-10天甚至更长时间的注醇），大大降低了山区地形条件下的雨雪天气对生产的影响。

附图说明

下面结合附图与实施例对本发明进一步说明：

图1是整体工艺流程示意图；

图2是丛式井井场结构示意图；

图中：1、丛式井组，2、井口装置，3、井场至集气站采气管线，4、集气站至井场注醇管线，5、集气站，6、集气站外输管线，7、外输注醇管线，8、注醇装置，9、气井，10、井口截断阀，11、流量计，12、天然气截断阀，13、天然气汇管，14、止回阀，15、甲醇截断阀，16、双头加注泵，17、单头加注泵，18、甲醇储罐，19、生产分离器，20、旋流分离器，21、污水罐。

具体实施方式

本发明所述的一种中低压天然气集气的注醇工艺方法，包括丛式井组1、井口装置2、集气站5，及各设备间的连接管线；其中丛式井组1由2-6口天然气气井9组成；井口装置2包括井口截断阀10、流量计11、天然气截断阀12、止回阀14、甲醇截断阀15和天然气汇管13；集气站5包括注醇装置8、生产分离器19、旋流分离器20和污水罐21，其中注醇装置8又包括双头加注泵16、单头加注泵17和甲醇储18；上述连接管线包括井场至集气站采气管线3、集气站至井场注醇管线4、集气站外输管线6和外输注醇管线7；在集气站5设置有一条集气站至井场注醇管线4，其一端与甲醇储罐18连接，另一端通过双头加注泵16后与天然气汇管13出口相连接，实现注醇，甲醇与天然气一起进入井场至集气站采气管线3；在井场不设置甲醇储罐18和加注泵，集气站至井场注醇管线4不向各气井9井口注醇，每1台双头加注泵16管辖2个丛式井井组；集气站至井场注醇管线4与井场至集气站采气管线3同沟敷设；每1个丛式井组11敷设1条集气站至井场注醇管线4；每1个集气站5设2-7台双头加注泵16，其中1台为备用泵；在集气站5设置有1条甲醇储罐18与集气站外输管线6相连接的外输注醇管线7，其一端与甲醇储罐18连接，另一端通过1台单头加注泵17后接入集气站外输管线6的旋流分离器20出口处，实现注醇，天然气和甲醇混合后一起进入集气站外输管线6内；同时在外输注醇管线7上设有1台备用单头加注泵17；各气井9井口至天然气汇管13的管线采用井口保温方式来防止水合物产生。所述的双头加注泵16和单头加注泵17均为为隔膜式计量加注泵。所述的井口保温方式为采用聚氨酯泡沫黄夹克管壳保温方式。

在使用中，单头加注泵17气田开发前期不使用；气田开发后期采用低压工艺时，用其向集气站外输管线6注醇。在气田开发前期采用中压天然气集气工艺，采气管线井下节流后的压力为6.3-6.8MPa,井口温度为20-35℃，环境温度为3-16℃；开发5-6年后，气井9压力不能满足天然气外输要求，井下将放置节流气嘴，将井口压力节流至1.5-2MPa，集气站5内将扩建压缩机，经压缩机增压后保证外输天然气压力要求，各井场至集气站管线将不注醇，集气站5内注醇区将向集气站外输管线6注醇，保证外输干线输气过程中不产生水合物。

下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于以下这些实施例。

实施例1

如图1、图2的本中压集气方法整体流程示意图所示，它包括丛式井组1、采气井口2、井场至集气站采气管线3、集气站至井场注醇管线4、集气站5、集气站外输管线6。

丛式井组1由2~6口天然气气井9组成，气井9内有井下节流器，井下节流器与井口装置2之间距离在1500~3000米，地层的天然气通过井下节流器降压，先后经采气井口装置2、井场至集气站采气管线3，输往集气站5，在集气站5进行处理后，再通过集气站外输管线6实现向外输气，完成气田的整个集气过程。

生产初期注醇流程为：甲醇自注醇装置8，经集气站至井场注醇管线4，向井场至天然气汇管13出口处注醇；

生产中后期注醇流程为：注醇装置8在集气站5向集气站外输管线6注醇，确保集气站外输管线6不形成水合物。

实施例2

井口装置2包括:井口截断阀10、流量计11、天然气截断阀12、天然气汇管13、止回阀14、甲醇截断阀15。

井场范围内天然气走向为：井口截断阀10→流量计11→天然气截断阀12→天然气汇管13→出井场；

井场范围内甲醇走向为：集气站至井场注醇管线4→甲醇截断阀15→止回阀14→天然气汇管13注入。止回阀14确保天然气不会进入到注醇管道内。

实施例3

集气站5包括：注醇装置8、生产分离器19、旋流分离器20、污水罐21以及配套管线。

注醇装置8包括：双头加注泵16、甲醇储罐18、连接集气站至井场注醇管线4以及给集气站外输管线6注醇的单头加注泵17及其配套管线。

集气站内天然气走向为：进站管线→生产分离器19→旋流分离器20→集气站外输管线6；

甲醇走向为：（前期）甲醇储罐18→双头加注泵16→集气站至井场注醇管线4；（中后期）甲醇储罐18→单头加注泵17→外输注醇管线7。

甲醇污水走向为：生产分离器19→污水罐21；旋流分离器20→污水罐21。

实施例4

某采气厂某区块的中低压集气工程，采用了本发明的注醇工艺方法。

(1)与其先导试验区相比较。平均单井注醇管线长度由1.84km降至0.9km，平均单台注醇泵管辖气井数由1.21口升至3.01口；

(2)2014年1月，该井区开井数36口，单井平均产气59.6（万方/月），单井平均产水3.85（方/月），井口温度20-35℃，出井后环境温度3℃，井口压力6.3-6.8MPa，注醇量103.63（方/月），保持了生产运行正常。主要注醇生产参数：单井平均注醇2.87（方/月）；注醇压力6.8-7.0MPa；

(3)生产受雨雪天然气影响较小；同时，同等规模的天然气产能规模由于采取集气站集中注醇，操作人员数量也有所减少。

Claims (3)

1.一种中低压天然气集气的注醇工艺方法，包括丛式井组（1）、井口装置（2）、集气站（5），及各设备间的连接管线；其中丛式井组（1）由2-6口天然气气井（9）组成；井口装置（2）包括井口截断阀（10）、流量计（11）、天然气截断阀（12）、止回阀（14）、甲醇截断阀（15）和天然气汇管（13）；集气站（5）包括注醇装置（8）、生产分离器（19）、旋流分离器（20）和污水罐（21），其中注醇装置（8）又包括双头加注泵（16）、单头加注泵（17）和甲醇储罐（18）；上述连接管线包括井场至集气站采气管线（3）、集气站至井场注醇管线（4）、集气站外输管线（6）和外输注醇管线（7）；

其特征在于：在集气站（5）设置有一条集气站至井场注醇管线（4），其一端与甲醇储罐（18）连接，另一端通过双头加注泵（16）后与天然气汇管（13）出口相连接，实现注醇；集气站至井场注醇管线（4）与井场至集气站采气管线（3）同沟敷设；每1个丛式井组（1）敷设1条集气站至井场注醇管线（4）；每1个集气站（5）设2-7台双头加注泵（16），其中1台为备用泵；每1台双头加注泵（16）管辖2个丛式井组（1）；在集气站（5）设置有1条甲醇储罐（18）与集气站外输管线（6）相连接的外输注醇管线（7），其一端与甲醇储罐（18）连接，另一端通过1台单头加注泵（17）后接入集气站外输管线（6）的旋流分离器（20）出口处；各气井（9）井口至天然气汇管（13）的管线采用井口保温方式来防止水合物产生。

2.如权利要求1所述的一种中低压天然气集气的注醇工艺方法，其特征在于所述的双头加注泵（16）和单头加注泵（17）均为为隔膜式计量加注泵。

3.如权利要求1所述的一种中低压天然气集气的注醇工艺方法，其特征在于所述的井口保温方式为采用聚氨酯泡沫黄夹克管壳保护方式。