CN104088623B - 深水气井测试用水合物自动防治装置与防治方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于石油工程领域，具体地，涉及一种深水气井测试用水合物自动防治装置与防治方法。深水气井测试用水合物自动防治装置包括：数据自动监测、采集及处理系统和抑制剂自动控制注入系统；数据自动监测、采集及处理系统通过实时监测温度、压力、液体流量、气体流量、液体矿化度、气体组分参数，为水合物生成判断及校正奠定基础；对所采集数据进行处理，给出水合物判断结果和抑制剂调整结果；抑制剂自动控制注入系统的功能为根据上位机处理结果，迅速发出控制信号，通过执行机构执行，调整抑制剂注入泵工作参数，调整抑制剂注入。本发明能够全程、实时对测试工况自动监测，自动控制水合物抑制剂注入速率，达到水合物自动防治的目的。

Description

深水气井测试用水合物自动防治装置与防治方法

技术领域

本发明属于石油工程领域，具体地，涉及一种深水气井测试用水合物自动防治装置与防治方法。

背景技术

我国石油需求不断攀升，陆上及浅水油田大部分进入开发中后期，南海深水油气资源成为我国最有潜力的油气资源接替区之一。深水油气井测试是深水油气资源勘探开发中油气藏评价所必需的手段，在深水油气钻完井中的地位突出。

深水环境恶劣，尤其是水深导致的低温环境给测试作业带来诸多挑战。流动安全保障是测试顺利进行的前提，其中水合物的防治是重中之重，因一旦形成水合物，轻则导致测试管线堵塞，延误测试作业，增加作业时间与成本；重则导致测试失败，甚至井的报废，后果严重。

深水气井测试中水合物防治最有效的方法是采用抑制剂注入的方法，如甲醇、乙二醇等。抑制剂注入后，增加了其与水分子之间的竞争力，从而使得水与烃分子之间的热力学平衡条件改变，处于实际测试的温度、压力条件之外，最终避免水合物形成。

现阶段深水气井测试过程中，水合物抑制剂注入速率的确定采取以下方式：

(1)、依据现场作业人员的经验判断。观察测试现场现象，如产气速率、产水速率等，结合已有作业经验，进行人为调整。该方式对人员要求高，且不具备抑制效果的保证，人为因素影响大。

(2)、通过人工读取现场数据，查询通过模拟确定的水合物抑制剂注入速率查询图版，然后再对抑制剂注入泵操作，调整水合物抑制剂注入速率。该方式一方面人工读数存在误差，另一方面现有图版模拟条件与现场实际条件存在差别，导致准确性低的同时，也造成操作上的时间延误，致使水合物防治失败，测试中水合物引发的事故时有发生。

因此，亟需一种水合物的自动防治装置与方法，准确判断并及时调整水合物抑制剂注入速率，保证抑制剂防治效果，保障测试流动安全。

发明内容

为克服现有技术存在的缺陷，本发明提供一种深水气井测试用水合物自动防治装置与防治方法，自动根据深水测试作业实际状况，快速、准确调整水合物抑制剂注入，有效抑制水合物形成。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

深水气井测试用水合物自动防治装置，包括：数据自动监测、采集及处理系统和抑制剂自动控制注入系统；数据自动监测、采集及处理系统通过实时监测温度、压力、液体流量、气体流量、液体矿化度、气体组分参数，为水合物生成判断及校正奠定基础；对所采集数据进行处理，给出水合物判断结果和抑制剂调整结果；

抑制剂自动控制注入系统根据处理结果，迅速发出控制信号，通过执行机构执行，调整抑制剂注入泵工作参数，调整抑制剂注入。

相对于现有技术，本发明的有益效果如下：

(1)、能够全程、实时对测试工况自动监测，自动控制水合物抑制剂注入速率，达到水合物自动防治的目的；

(2)、装置工程可靠，自动控制，响应迅速，无人工操作延迟；

(3)、方法科学，满足工程精度要求。

附图说明

图1为深水气井测试井下及地面装置示意图；

图2为深水气井测试用水合物自动防治装置示意图；

图中：101、测试管柱；102、流动头；103a、第一地面流动管线；103b、第二地面流动管线；104、固定式油嘴；105、可调式油嘴；106、气液两相分离器；107、液体流动管线；108、储液罐；109、气体流动管线；110、燃烧臂；201、压力计托筒；202、数据传输线；203、油嘴上游温度计；204、油嘴上游压力计；205、油嘴下游温度计；206、油嘴下游压力计；207、液体流量计；208、气体流量计；209、液体矿化度测定装置；210、气体组分测定装置；211、上位机；301、抑制剂注入短节；302、水下测试树；303、信号控制线；304a、第一信号执行机构；304b、第二信号执行机构；304c、第三信号执行机构；305、抑制剂输送管线；306、抑制剂罐；307a、第一抑制剂注入泵；307b、第二抑制剂注入泵；307c、第三抑制剂注入泵；308a、第一抑制剂注入管线；308b、第二抑制剂注入管线；308c、第三抑制剂注入管线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

如图1所示，深水气井测试井下及地面装置，包括：测试管柱101、流动头102、第一地面流动管线103a、第二地面流动管线103b、固定式油嘴104、可调式油嘴105、气液两相分离器106、液体流动管线107、储液罐108、气体流动管线109和燃烧臂110；流动头102作为中间设备，位于测试管柱101的顶端，与测试管柱101通过螺纹连接；

第一地面流动管线103a与第二地面流动管线103b之间为由固定式油嘴104和可调式油嘴105并联构成的节流管汇；第一地面流动管线103a一端通过由壬与流动头102连接，另一端与节流管汇的一端相连；第二地面流动管线103b的一端与节流管汇的另一端相连，另一端与气液两相分离器106的气液混合物入口相连；

液体流动管线107的一端与气液两相分离器106的液体出口端连接，另一端与储液罐108连接；气体流动管线109的一端与气液两相分离器106的气体出口端连接，另一端与燃烧臂110相连。

深水气井测试时，地层产出流体经过测试管柱101提供的流动通道到达井口，借助流动头102进入第一地面流动管线103a，通过固定式油嘴104和可调式油嘴105协同调节至设定的产量，经过第二地面流动管线103b，进入气液两相分离器106进行气液分离，分离得到的气体通过气体流动管线109到达燃烧臂110进行充分燃烧；分离得到的液体，通过液体流动管线107到达储液罐108，并存储。

深水气井测试井下及地面装置为深水测试的基础设施，所有装置均达到平台作业安全及处理能力要求。

如图2所示，深水气井测试用水合物自动防治装置，包括：数据自动监测、采集及处理系统和抑制剂自动控制注入系统。

数据自动监测、采集及处理系统，包括：压力计托筒201、数据传输线202、油嘴上游温度计203、油嘴上游压力计204、油嘴下游温度计205、油嘴下游压力计206、液体流量计207、气体流量计208、液体矿化度测定装置209、气体组分测定装置210和上位机211。

压力计托筒201位于泥线上部10m，与位于压力计托筒201上部、下部的测试管柱通过螺纹连接，压力计托筒201内置温度计和压力计，分别实时监测该位置流体的温度、压力，并通过数据传输线202与上位机211连接，将所测温度、压力数据实时传输到上位机211。

第一地面流动管线103a上设有油嘴上游温度计203和油嘴上游压力计204，分别实时监测第一地面流动管线103a内流体的温度、压力；油嘴上游温度计203通过数据传输线202和上位机211连接，将所测温度实时传输到上位机211；油嘴上游压力计204通过数据传输线202和上位机211连接，将所测压力实时传输到上位机211。

第二地面流动管线103b上设有油嘴下游温度计205和油嘴下游压力计206，分别实时监测第二地面流动管线103b内流体的温度、压力；油嘴下游温度计205通过数据传输线202和上位机211连接，将所测温度实时传输到上位机211；油嘴下游压力计206通过数据传输线202和上位机211连接，将所测压力实时传输到上位机211。

液体流动管线107上由气液两相分离器106至储液罐108的方向依次设有液体流量计207和液体矿化度测定装置209；液体流量计207距离气液两相分离器106的液体出口端1m，测定分离出液体的流量；液体矿化度测定装置209距离液体流量计207为0.5m，测定分离出液体的矿化度；液体流量计207通过数据传输线202和上位机211连接，将所测液体流量实时传输到上位机211；液体矿化度测定装置209通过数据传输线202和上位机211连接，将所测液体矿化度实时传输到上位机211。

气体流动管线109上由气液两相分离器106至燃烧臂110的方向设有气体流量计208和气体组分测定装置210；气体流量计208距离气液两相分离器106的气体出口端1m，测定分离出气体的流量；气体组分测定装置210距离气体流量计208为0.5m，测定分离出气体的组分；气体流量计208通过数据传输线202和上位机211连接，将所测气体流量实时传输到上位机211；气体组分测定装置210通过数据传输线202和上位机211连接，将所测气体组分实时传输到上位机211。

数据自动监测、采集及处理系统数据处理响应时间小于0.2s，通过实时监测温度、压力、液体流量、气体流量、液体矿化度、气体组分参数，为水合物生成判断及校正奠定基础；对所采集数据进行处理，给出水合物判断结果和抑制剂调整结果。

抑制剂自动控制注入系统，包括：抑制剂注入短节301、水下测试树302、信号控制线303、第一信号执行机构304a、第二信号执行机构304b、第二信号执行机构304c、抑制剂输送管线305、抑制剂罐306、第一抑制剂注入泵307a、第二抑制剂注入泵307b、第三抑制剂注入泵307c、第一抑制剂注入管线308a、第二抑制剂注入管线308b、第三抑制剂注入管线308c。

抑制剂注入短节301位于泥线以下600m，通过螺纹与抑制剂注入短节301上部、下部的测试管柱连接，并通过第一抑制剂注入管线308a与第一抑制剂注入泵307a连接，将抑制剂注入到该处的测试管柱内，与产出流体混合；

水下测试树302位于泥线处，通过螺纹与其上、下部的测试管柱连接，并通过第二抑制剂注入管线308b与第二抑制剂注入泵307b连接，将抑制剂注入到该处的测试管柱内，与产出流体混合；

第三抑制剂注入泵307c通过第三抑制剂注入管线308c与第一地面流动管线103a相连，连接点距离节流管汇0.5m，将抑制剂注入到第一地面流动管线103a内，与产出流体混合；

抑制剂罐306通过抑制剂输送管线305分别与第一抑制剂注入泵307a、第二抑制剂注入泵307b及第三抑制剂注入泵307c连接，提供抑制剂。

第一信号执行机构304a通过信号控制线303与上位机211连接，根据上位机211输出的控制信号控制第一抑制剂注入泵307a工作参数，工作参数包括注入速率和注入压力；

第二信号执行机构304b通过信号控制线303与上位机211连接，根据上位机211输出的控制信号控制第二抑制剂注入泵307b工作参数，工作参数包括注入速率和注入压力；

第三信号执行机构304c通过信号控制线303与上位机211连接，根据上位机211输出的控制信号控制第三抑制剂注入泵307c工作参数，工作参数包括注入速率和注入压力。

抑制剂注入泵注入能力为0.01—0.19m3/h，注入压力最高为30MPa；抑制剂注入管线为内径为9.525mm(3/8in)的不锈钢管；抑制剂注入短节、水下测试树、抑制剂注入管线均耐压60MPa，温度上限为450K。抑制剂自动控制注入系统的功能为根据上位机处理结果，迅速发出控制信号，通过执行机构执行，调整抑制剂注入泵工作参数，调整抑制剂注入。

深水气井测试期间，压力计托筒201实时监测泥线附近测试管柱内流动的流体的温度、压力，并通过数据传输线202传输到上位机211；油嘴上游温度计203实时测定油嘴上游流动管线内流体的温度，并通过数据传输线202传输到上位机211；油嘴上游压力计204实时测定油嘴上游流动管线内流体的压力，并通过数据传输线202传输到上位机211；油嘴下游温度计205实时测定油嘴下游流动管线内流体的温度，并通过数据传输线202传输到上位机211；油嘴下游压力计206实时测定油嘴下游流动管线内流体的压力，并通过数据传输线202传输到上位机211；气体流量计208实时测定气体流量，并通过数据传输线202传输到上位机211；气体组分测定装置210实时测定气体组分，并通过数据传输线202传输到上位机211；液体流量计207实时测定液体流量，并通过数据传输线202传输到上位机211；液体矿化度测定装置209实时测定液体矿化度，并通过数据传输线202传输到上位机211；上位机211对所采集数据进行处理，判断并校核水合物生成状况，得到抑制剂注入速率，产生控制信号；通过信号控制线303传递给第一信号执行机构304a，调节第一抑制剂注入泵307a的工作参数，将抑制剂罐306中的水合物抑制剂通过抑制剂输送管线305及第一抑制剂注入管线308a注入到井下抑制剂注入短节301内；通过信号控制线303传递给第二信号执行机构304b，调节第二抑制剂注入泵307b的工作参数，将抑制剂罐306中的水合物抑制剂通过抑制剂输送管线305及第二抑制剂注入管线308b注入到水下测试树302内；通过信号控制线303传递给第三信号执行机构304c，调节第三抑制剂注入泵307c的工作参数，将抑制剂罐306中的水合物抑制剂通过抑制剂输送管线305及第三抑制剂注入管线308c注入到第一地面流动管线103a内。从而在以上三个位置将水合物抑制剂与产出流体混合，改变水合物相平衡条件，抑制水合物生成，达到水合物防治的目的。

深水气井测试用水合物自动防治方法，采用上述深水气井测试用水合物自动防治装置，步骤如下：

1、测试开始前，检查深水气井测试井下及地面装置及深水气井测试水合物自动防治装置，按照深水测试作业程序依次启动设备；

2、通过数据自动监测、采集及处理系统连续监测并采集温度、压力、气体流量、液体流量、气体组分、液体矿化度等参数，上位机对所采集数据处理，实时判断水合物生成状况，计算所需抑制剂注入速率；其中，上位机数据的实时处理方法至关重要，处理方法为：

(1)、计算流动范围内的温度分布和压力分布，并通过实测温度和压力对计算结果进行校核

计算模型采用的压力控制方程及温度控制方程如下：

压力控制方程：

$-\frac{\mathrm{dp}}{\mathrm{ds}}=\frac{\∂}{\∂t}=\left(\underset{i=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ρ}}_i{E}_i{v}_i\right)+\frac{\∂}{\∂s}\left(\underset{i=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ρ}}_i{E}_i{v}_i^2\right)+g\cos \mathrm{\α}\left(\underset{i=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ρ}}_i{E}_i\right)+\frac{{\mathrm{dF}}_r}{\mathrm{ds}}---\left(1\right)$

式中，i＝1，2；p为环空压力，Pa；s为距离井底的距离，m；t为测试持续的时间，s；ρ_i为天然气/水密度，kg/m³；E_i为天然气/水体积分数；v_i为天然气/水速度，m/s；α为井斜角，°；F_r为摩擦压降，Pa；g为重力加速度，9.81m/s²。

温度控制方程：

$\frac{{\mathrm{dT}}_t}{\mathrm{ds}}=\frac{2\mathrm{\π}{r}_{\mathrm{to}}{U}_t}{w_t{c}_{\mathrm{pt}}}(T_t-T_e)-\frac{v_t\frac{{\mathrm{dv}}_t}{\mathrm{ds}}-g\cos a-\frac{C_j{c}_{\mathrm{pt}}\mathrm{dp}}{\mathrm{ds}}}{c_{\mathrm{pt}}}---\left(2\right)$

式中，T_t为流体温度，K；T_e为环境温度，K；v_t为流体流速，m/s；w_t为流体质量流量，kg/s；r_to为测试管柱外半径，m；U_t为环空流体与地层/环空流体与海水的总传热系数，W/(m²﹒K)；C_j为焦耳—汤姆逊系数，K/Pa；c_pt为流体定压热容，J/(kg﹒K)。

以实测温度、压力数据作为新的边界条件，对温度、压力控制方程重新求解，得到校核后的温度、压力分布。

(2)、根据实测产出气体组分计算水合物相平衡条件，判断水合物生成状况

$\begin{array}{c}\frac{{\mathrm{\Δ\μ}}_0}{{\mathrm{RT}}_0}-{\∫}_{T_0}^{T_H}\frac{{\mathrm{\ΔH}}_0+{\mathrm{\ΔC}}_K(T_H-T_0)}{{\mathrm{RT}}_H^2}{\mathrm{dT}}_H+{\∫}_{p_0}^{p_H}\frac{\mathrm{\ΔV}}{{\mathrm{RT}}_H}{\mathrm{dp}}_H\\ =\ln (f_w/f_{\mathrm{wr}})-\underset{i=1}{\overset{l}{\mathrm{\Σ}}}{M}_i\ln (1-\underset{j=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{ij}})\end{array}---\left(3\right)$

ln(f_w/f_wr)＝lnx_w          (4)

若加入醇类抑制剂，则

ln(f_w/f_wr)＝ln(y_wx_w)        (5)

式中，i＝1，2...l；j＝1，2...L；Δμ0为标准状态下空水合物晶体和纯水中水的化学位差，J/mol；R为通用气体常数，J/(mol﹒K)；T₀为标准状态下的温度，K；T_H为水合物生成的相态温度，K；ΔH₀为空水合物晶格和纯水的比焓差，J/kg；ΔC_k为空水合物晶格和纯水的比热容差，J/(kg﹒K)；p₀为标准状态下的压力，Pa；p_H为水合物生成的相态压力，Pa；ΔV为空水合物晶格和纯水的比容差，m³/kg；f_w为水在富水相中的逸度，Pa；f_wr为参考状态T_H和p_H下水的逸度，Pa；l为水合物种类数量；M_i为i型空穴数与水合物相中水分子数的比值；L为可生成水合物的组分数目；θ_ij为i型空穴被j类气体分子占据的概率；x_w为富水相中水的摩尔浓度，无因次；y_w为富水相中水的活度系数，f。

(3)、以步骤(1)和步骤(2)为基础，按照以下步骤得到水合物抑制剂注入浓度：

第一步：根据实测数据，判断水合物生成区域；

第二步：初选水合物抑制剂及抑制剂注入浓度，重新判断水合物抑制剂注入后的水合物生成状况。若此时水合物生成区域大于零，则进行第三步；若水合物生成区域小于零，则进行第四步；若水合物生成区域恰好为零，则得到抑制剂注入浓度，终止；

第三步：增加水合物抑制剂浓度，返回第二步；

第四步：减小水合物抑制剂浓度，返回第二步。

(4)、根据实测产水速率计算抑制剂注入速率

根据步骤(3)得到的抑制剂注入浓度，结合产水速率，得到抑制剂的注入速率。

$q_s=\frac{c}{1-c}{q}_w+q_l---\left(6\right)$

式中，q_s为抑制剂的注入速率，L/min；q_w为产水速率，L/min；q_l为抑制剂在气相中的损失速率，L/min；c为抑制剂的注入浓度，％。

3、上位机通过信号控制线将控制信号传递给信号执行机构，控制抑制剂注入泵工作参数；

4、抑制剂通过抑制剂注入泵、抑制剂注入管线到达油嘴上游、水下测试树、抑制剂注入短节三个抑制剂注入点，进入流动管线内，与产出流体混合，改变水合物相平衡条件；

5、继续监测参数，评价抑制效果；或依据测试工况变化调整注入方案，形成监测——判断——执行自动控制循环。

测试工况发生变化时，数据自动监测、采集及处理系统和抑制剂自动控制注入系统会全程准确判断并实时调整，实现水合物的自动防治。

Claims (9)

1.一种深水气井测试用水合物自动防治装置，包括：数据自动监测、采集及处理系统和抑制剂自动控制注入系统；其特征在于：数据自动监测、采集及处理系统通过实时监测温度、压力、液体流量、气体流量、液体矿化度和气体组分参数，为水合物生成判断及校正奠定基础；对所采集数据进行处理，给出水合物判断结果和抑制剂调整结果；

抑制剂自动控制注入系统的功能为根据上位机处理结果，迅速发出控制信号，通过执行机构执行，调整抑制剂注入泵工作参数，调整抑制剂注入；

数据自动监测、采集及处理系统，包括：压力计托筒、数据传输线、油嘴上游温度计、油嘴上游压力计、油嘴下游温度计、油嘴下游压力计、液体流量计、气体流量计、液体矿化度测定装置、气体组分测定装置和上位机；

压力计托筒与位于压力计托筒上部、下部的测试管柱通过螺纹连接，压力计托筒内置温度计和压力计，温度计和压力计通过数据传输线与上位机连接；

第一地面流动管线一端通过由壬与流动头连接，另一端与节流管汇的一端相连；第一地面流动管线上设有油嘴上游温度计和油嘴上游压力计，油嘴上游温度计、油嘴上游压力计分别通过数据传输线和上位机连接；

第二地面流动管线的一端与节流管汇的另一端相连，另一端与气液两相分离器的气液混合物入口相连；第二地面流动管线上设有油嘴下游温度计和油嘴下游压力计，油嘴下游温度计、油嘴下游压力计分别通过数据传输线和上位机连接；

液体流动管线上由气液两相分离器至储液罐的方向依次设有液体流量计和液体矿化度测定装置；液体流量计、液体矿化度测定装置分别通过数据传输线和上位机连接；

气体流动管线上由气液两相分离器至燃烧臂的方向设有气体流量计和气体组分测定装置；气体流量计、气体组分测定装置分别通过数据传输线和上位机连接。

2.根据权利要求1所述的深水气井测试用水合物自动防治装置，其特征在于：抑制剂自动控制注入系统，包括：抑制剂注入短节、水下测试树、信号控制线、第一信号执行机构、第二信号执行机构、第三信号执行机构、抑制剂输送管线、抑制剂罐、第一抑制剂注入泵、第二抑制剂注入泵、第三抑制剂注入泵、第一抑制剂注入管线、第二抑制剂注入管线和第三抑制剂注入管线；

抑制剂注入短节通过螺纹与抑制剂注入短节上部、下部的测试管柱连接，并通过第一抑制剂注入管线与第一抑制剂注入泵连接；

水下测试树位于泥线处，通过螺纹与其上、下部的测试管柱连接，并通过第二抑制剂注入管线与第二抑制剂注入泵连接；

第三抑制剂注入泵通过第三抑制剂注入管线与第一地面流动管线相连，连接点距离节流管汇0.5m；

抑制剂罐通过抑制剂输送管线分别与第一抑制剂注入泵、第二抑制剂注入泵及第三抑制剂注入泵连接；

第一信号执行机构通过信号控制线与上位机连接，根据上位机输出的控制信号控制第一抑制剂注入泵工作参数，工作参数包括注入速率和注入压力；

第二信号执行机构通过信号控制线与上位机连接，根据上位机输出的控制信号控制第二抑制剂注入泵工作参数，工作参数包括注入速率和注入压力；

第三信号执行机构通过信号控制线与上位机连接，根据上位机输出的控制信号控制第三抑制剂注入泵工作参数，工作参数包括注入速率和注入压力。

3.根据权利要求2所述的深水气井测试用水合物自动防治装置，其特征在于：压力计托筒位于泥线上部10m，水下测试树位于泥线处，抑制剂注入短节位于泥线以下600m。

4.根据权利要求3所述的深水气井测试用水合物自动防治装置，其特征在于：液体流量计距离气液两相分离器的液体出口端1m，液体矿化度测定装置距离液体流量计0.5m。

5.根据权利要求4所述的深水气井测试用水合物自动防治装置，其特征在于：气体流量计距离气液两相分离器的气体出口端1m，气体组分测定装置距离气体流量计为0.5m。

6.根据权利要求5所述的深水气井测试用水合物自动防治装置，其特征在于：抑制剂注入泵注入能力为0.01—0.19m³/h，注入压力最高为30MPa；抑制剂注入管线为内径为9.525mm的不锈钢管；抑制剂注入短节、水下测试树、抑制剂注入管线均耐压60MPa，温度上限为450K。

7.根据权利要求6所述的深水气井测试用水合物自动防治装置，其特征在于：数据自动监测、采集及处理系统数据处理响应时间小于0.2s。

8.一种深水气井测试用水合物自动防治方法，采用权利要求1-6任一所述深水气井测试用水合物自动防治装置，其特征在于，步骤如下：

(1)、测试开始前，检查深水气井测试井下及地面装置及深水气井测试水合物自动防治装置，按照深水测试作业程序依次启动设备；

(2)、通过数据自动监测、采集及处理系统连续监测并采集温度、压力、气体流量、液体流量、气体组分和液体矿化度参数，上位机对所采集数据处理，实时判断水合物生成状况，计算所需抑制剂注入速率；

(3)、上位机通过信号控制线将控制信号传递给信号执行机构，控制抑制剂注入泵工作参数；

(4)、抑制剂通过抑制剂注入泵、抑制剂注入管线到达油嘴上游、水下测试树、抑制剂注入短节三个抑制剂注入点，进入流动管线内，与产出流体混合，改变水合物相平衡条件；

(5)、继续监测参数，评价抑制效果；或依据测试工况变化调整注入方案，形成监测——判断——执行自动控制循环。

9.根据权利要求8所述的深水气井测试用水合物自动防治方法，其特征在于：上位机数据的实时处理方法为：

(1)、计算流动范围内的温度分布和压力分布，并通过实测温度和压力对计算结果进行校核

计算模型采用的压力控制方程及温度控制方程如下：

压力控制方程：

$-\frac{\mathrm{dp}}{\mathrm{ds}}=\frac{\∂}{\∂t}\left(\underset{i=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ρ}}_i{E}_i{v}_i\right)+\frac{\∂}{\∂s}\left(\underset{i=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ρ}}_i{E}_i{v}_i^2\right)+g\cos \mathrm{\α}\left(\underset{i=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ρ}}_i{E}_i\right)+\frac{{\mathrm{dF}}_r}{\mathrm{ds}}---\left(1\right)$

式中，i＝1，2；p为环空压力，Pa；s为距离井底的距离，m；t为测试持续的时间，s；ρ_i为天然气/水密度，kg/m³；E_i为天然气/水体积分数；v_i为天然气/水速度，m/s；α为井斜角，°；F_r为摩擦压降，Pa；g为重力加速度，9.81m/s²；

温度控制方程：

$\frac{{\mathrm{dT}}_t}{\mathrm{ds}}=\frac{2\mathrm{\π}{r}_{\mathrm{to}}{U}_t}{w_t{c}_{\mathrm{pt}}}(T_t-T_e)-\frac{v_t\frac{{\mathrm{dv}}_t}{\mathrm{ds}}-g\cos a-\frac{C_j{c}_{\mathrm{pt}}\mathrm{dp}}{\mathrm{ds}}}{c_{\mathrm{pt}}}---\left(2\right)$

式中，T_t为流体温度，K；T_e为环境温度，K；v_t为流体流速，m/s；w_t为流体质量流量，kg/s；r_to为测试管柱外半径，m；U_t为环空流体与地层/环空流体与海水的总传热系数，W/(m²﹒K)；C_j为焦耳—汤姆逊系数，K/Pa；c_pt为流体定压热容，J/(kg﹒K)；

以实测温度、压力数据作为新的边界条件，对温度、压力控制方程重新求解，得到校核后的温度、压力分布；

(2)、根据实测产出气体组分计算水合物相平衡条件，判断水合物生成状况

$\begin{array}{c}\frac{\mathrm{\Δ}{\mathrm{\μ}}_0}{R{T}_0}-{\∫}_{T_0}^{T_H}\frac{\mathrm{\Δ}{H}_0+\mathrm{\Δ}{C}_K(T_H-T_0)}{{\mathrm{RT}}_H^2}{\mathrm{dT}}_H+{\∫}_{p_0}^{p_H}\frac{\mathrm{\ΔV}}{{\mathrm{RT}}_H}{\mathrm{dp}}_H\\ =\ln (f_w/f_{\mathrm{wr}})-\underset{i=1}{\overset{l}{\mathrm{\Σ}}}{M}_i\ln (1-\underset{j=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{ij}})\end{array}---\left(3\right)$

ln(f_w/f_wr)＝ln x_w            (4)

若加入醇类抑制剂，则

ln(f_w/f_wr)＝ln(y_wx_w)        (5)

式中，i＝1，2...l；j＝1，2...L；Δμ₀为标准状态下空水合物晶体和纯水中水的化学位差，J/mol；R为通用气体常数，J/(mol﹒K)；T₀为标准状态下的温度，K；T_H为水合物生成的相态温度，K；ΔH₀为空水合物晶格和纯水的比焓差，J/kg；ΔC_k为空水合物晶格和纯水的比热容差，J/(kg﹒K)；p₀为标准状态下的压力，Pa；p_H为水合物生成的相态压力，Pa；ΔV为空水合物晶格和纯水的比容差，m³/kg；f_w为水在富水相中的逸度，Pa；f_wr为参考状态T_H和p_H下水的逸度，Pa；l为水合物种类数量；M_i为i型空穴数与水合物相中水分子数的比值；L为可生成水合物的组分数目；θ_ij为i型空穴被j类气体分子占据的概率；x_w为富水相中水的摩尔浓度，无因次；y_w为富水相中水的活度系数，f；

(3)、以步骤(1)和步骤(2)为基础，按照以下步骤得到水合物抑制剂注入浓度：

第一步：根据实测数据，判断水合物生成区域；

第二步：初选水合物抑制剂及抑制剂注入浓度，重新判断水合物抑制剂注入后的水合物生成状况。若此时水合物生成区域大于零，则进行第三步；若水合物生成区域小于零，则进行第四步；若水合物生成区域恰好为零，则得到抑制剂注入浓度，终止；

第三步：增加水合物抑制剂浓度，返回第二步；

第四步：减小水合物抑制剂浓度，返回第二步；

(4)、根据实测产水速率计算抑制剂注入速率

根据步骤(3)得到的抑制剂注入浓度，结合产水速率，得到抑制剂的注入速率；

$q_s=\frac{c}{1-c}{q}_w+q_l---\left(6\right)$

式中，q_s为抑制剂的注入速率，L/min；q_w为产水速率，L/min；q_l为抑制剂在气相中的损失速率，L/min；c为抑制剂的注入浓度，％。