甲醇防冻技术在气田开发中的应用

2014-12-11库尔班艾力吐拉甫江新疆油田公司采气一厂采气队新疆克拉玛依834007

化工管理 2014年26期

库尔班艾力·吐拉甫江（新疆油田公司采气一厂采气队新疆克拉玛依 834007）

一、采气过程中水合物产生的危害

天然气水合物是白色结晶固体，外观类似松散的冰或致密的雪，密度为0.88～0.99g/cm3。当气体处于水蒸气的饱和或过饱和状态并存在游离水，有足够高的压力和温度时就能形成水合物。由于水合物是一种晶状固体杂质，天然气中一旦形成水合物极易在阀门、分离器入口、管线弯头及三通等处形成堵塞，严重时影响天然气的集输，因此从井口工艺到集气站管输过程中必须采取有效工艺措施防止水合物形成。

二、某气田防冻技术面临的问题

某气田所处区域属内陆性干旱气候。冬季气温较低，根据计算天然气水合物生成温度为21°C（井口压力16M Pa）。因而很容易在井筒采气管线中生成水合物。在天然气输气过程中，考虑到管线沿程压力、温度的损失以及凝液的析出造成管输阻力增大，输气管线长度一般不大于5km。但龙1井距中心处理站16.8km，龙2井距中心处理站10km，因为管线长，沿程压力和温度损失很大，随着温度的降低，凝液的进一步析出加大了输气阻力，所以传统的仅靠单井加热工艺不能满足该井区长距离管道的温降问题。因此必须采用一种新的防冻工艺来解决管线的防冻问题。

三、新情况下防冻技术的优化研究

针对龙1井和龙2井长距离输气管线的防冻问题，对几种防冻方案进行比较及优选。

1.单井加热工艺：

单井加热工艺主要采用水套加热炉。这也是目前气田集输系统中应用较广泛的天然气加热设备。它不像套管换热器需要配备专用的蒸汽锅炉和蒸汽管线。由于水套加热炉是在常压下对管线进行加热，因而易于操作和控制，也更安全，适用范围更广。对于龙1井由于出液较多，不适合直接注醇防冻工艺，因此采用水套加热工艺是较合理的。但是由于龙1井距天然气处理站较远，仅仅对井口来气的加热不足以满足整个管线的防冻要求，因此需要一种辅助的防冻工艺来配合完成。

2.注抑制剂工艺：

天然气水合物热力学抑制剂方面的技术研究已趋成熟，目前,使用最广泛的热力学抑制剂为甲醇、乙二醇等，它们通过抑制剂分子或离子增加与水分子的竞争力，改变水和烃分子的热力学平衡(改变水合物的化学位)，使温度压力平衡条件处在实际操作条件之外的范围,避免水合物的形成或直接与水合物接触，移动相平衡曲线(即使水合物生成条件向较低温度和较低压力范围移动)，下图为加入抑制剂后，管道内水合物生成曲线。