超深高温高压气藏水合物预测及防治
Gas Hydrate Prediction and Prevention in Ultra-Deep High-Temperature and High-Pressure Gas Reservoirs
DOI: 10.12677/JOGT.2021.432022, PDF,  被引量   
作者: 吴亚红, 尹学琴, 于雯汀：中国石油大学(北京)，北京 ；孙晨曦：海洋石油工程股份有限公司，天津 ；张 宝, 陈 庆：中国石油塔里木油田分公司，新疆 库尔勒
关键词: 天然气水合物；井下节流；高温高压；数值模拟；Natural Gas Hydrate； Downhole Throttling； High Temperature and High Pressure； Numerical Simulation
摘要: 超深高温高压油气藏的勘探与开发已成为我国油气的主攻方向之一，由于储层埋藏深、高温高压、物性差、含有H2S、CO2酸性气体等复杂地质情况，在高速气流和压力波动下极易产生水合物，堵塞生产井筒，造成开采难度加大，对开采的安全性、高效性提出更高的要求。因此对超深高温高压气井开展水合物研究对指导现场生产具有重要的现实意义。研究采用PIPESIM节点分析软件，建立超深高温高压气井的组分模型，对气井井筒压力与温度分布、水合物生成临界温度–压力曲线、水合物形成位置进行了预测，模拟研究了产气量、油管尺寸、地层压力三项敏感性参数对水合物生成的影响，从而确定最佳的配产方案。同时研究了井下节流降压的水合物防治技术，解决了水合物防治在超深、高温、高压条件下的技术难题，研究成果指导并应用于塔里木油田克深区块开发方案的编制，对类似气藏水合物预测及防治具有较强的指导意义。
Abstract: The exploration and development of ultra-deep high-temperature and high-pressure oil and gas reservoirs has become one of the main directions of oil and gas in China. Due to the complex geological conditions of deep buried reservoirs, high temperature and pressure, poor physical properties, and H2S and CO2 acid gases, it is extremely easy to move under high-speed airflow and pressure fluctuation. The production of gas hydrates will block the production wellbore, which will increase the difficulty of mining and raise higher requirements for the safety and efficiency of mining. Therefore, it is of great practical significance to carry out hydrate research on ultra-deep high-temperature and high-pressure gas wells. The research uses PIPESIM node analysis software to build a composition model of ultra-deep high-temperature and high-pressure gas wells. The wellbore pressure distribution, wellbore temperature distribution, critical temperature-pressure curve of hydrate formation, and hydrate formation location are predicted, and the gas production is simulated and studied. The effects of gas production, tubing size and formation pressure on hydrate formation were simulated and studied, and the optimal production plan was determined. At the same time, the gas hydrate prevention and control technology for down hole throttling and pressure reduction were studied, and the technical problems of hydrate prevention and control under ultra-deep, high temperature, and high pressure conditions were solved. The research results guided and applied to the development of the Keshen’s reservoirs of Tarim oilfield development plan. It has a strong guiding significance for the prediction and prevention of hydrates in similar gas reservoirs.
文章引用：吴亚红, 孙晨曦, 张宝, 陈庆, 尹学琴, 于雯汀, 吕兆兰. 超深高温高压气藏水合物预测及防治[J]. 石油天然气学报, 2021, 43(2): 126-139. https://doi.org/10.12677/JOGT.2021.432022

参考文献

[1] 王虹. 天然气水合物性质及防止措施研究[J]. 西部探矿工程, 2009, 21(11): 65-67.
[2] 唐道兵. 防止水合物形成的气井井口温度定量研究[J]. 中国石油和化工标准与质量, 2018, 38(7): 91-92+94.
[3] 王小培. 高压气井天然气水合物生成条件预测[C]//西安石油大学, 西南石油大学, 陕西省石油学会. 2017油气田勘探与开发国际会议(IFEDC 2017)论文集. 西安: 西安华线网络信息服务有限公司, 2017: 9.
[4] van der Waals, J.H. and Platteeuw, J.C. (2007) Clathrate Solutions. John Wiley & Sons, Ltd., Hoboken, 25.
[5] 康成瑞. 天然气采输过程中水合物防治技术研究应用[J]. 复杂油气藏, 2017, 10(4): 76-80.
[6] 苗春卉, 张庆虎, 邱姝娟. 长输管道天然气水合物形成与防治综述[J]. 上海煤气, 2007(2): 23-25.
[7] 张鹏, 宫敬. 长输天然气管道水合物形成条件及预防措施[J]. 油气储运, 2000, 19(8): 10-13.
[8] 赵义, 丁静, 杨晓西, 等. 天然气水合物及其生成促进与抑制研究进展[J]. 天然气工业, 2004, 24(12): 132-134+198.
[9] 郝文峰. 天然气水合物生成过程及其反应器特性研究[D]: [博士学位论文]. 大连: 大连理工大学, 2006: 14-16.
[10] 庞群利. 深水油气田开发过程中的天然气水合物预测模型研究[D]: [硕士学位论文]. 青岛: 中国石油大学(华东), 2010.
[11] 李玉星, 冯叔初. 管道内天然气水合物形成的判断方法[J]. 天然气工业, 1999(2): 116-119+16.
[12] 马庆兰, 陈光进, 郭天民. 含极性抑制剂体系中水合物生成条件的研究[J]. 高校化学工程学报, 2000, 14(1): 7-11.
[13] 陈光进, 马庆兰, 郭天民. 水合物模型的建立及在含盐体系中的应用[J]. 石油学报, 2000, 21(1): 64-70+6.
[14] 许维秀, 李其京, 陈光进. 甲烷水合物热稳定性的研究[J]. 石油天然气学报(江汉石油学院学报), 2006(3): 141-142+448.
[15] 马庆兰, 陈光进, 孙长宇, 等. 气-液-液-水合物多相平衡闪蒸的新算法[J]. 化工学报, 2005, 56(9): 1599-1605.
[16] 陈光进, 马庆兰, 郭天民. 气体水合物生成机理和热力学模型的建立[J]. 化工学报, 2000, 51(5): 626-631.
[17] 税碧垣. 管道天然气水合物的防治技术[J]. 油气储运, 2001, 20(5): 112-116.
[18] 陈小峰, 崔斌. 油田天然气水合物的形成及预防[J]. 石油化工腐蚀与防护, 2006, 23(2): 86-91.
[19] 王书淼, 吴明, 等. 管内天然气水合物抑制剂的应用研究[J]. 油气储运, 2006, 25(2): 43-46.
[20] 于修宝, 张彦敏, 等. 天然气水合物的成因分析及处理措施[J]. 油气储运, 2005, 24(4): 22-25.
[21] 徐昌晖. 气田生产系统中井筒水合物系统预测与防治技术[D]: [硕士学位论文]. 武汉: 长江大学, 2016.
[22] 佘朝毅, 李川东, 等. 井下节流工艺技术在气田开发中的应用[J]. 钻采工艺, 2003, 21(1): 52-56.
[23] 侯梅, 杨硕, 陈克勤. 高压气井天然气水合物生成预测及防治[J]. 价值工程, 2010, 29(27): 213.
[24] 杨凌, 叶长青. 高压水合物预测模型[J]. 内蒙古石油化工, 2008(9): 189-191.
[25] 徐昌晖, 申凯, 王有良. 天然气水合物预测方法与防治措施分析[J]. 辽宁化工, 2016, 45(1): 73-75.
[26] 邓柯. 川西气田水合物防治工艺技术研究[D]: [硕士学位论文]. 成都: 西南石油大学, 2007.
[27] 高美尧. 气井井口水合物防止措施浅析[J]. 云南化工, 2018, 45(1): 200.
[28] 任基文, 黎昌波, 李波. 浅析天然气井下节流技术应用研究[J]. 石化技术, 2018, 25(6): 195.
[29] 宋中华, 张士诚, 王腾飞, 等. 塔里木油田高压气井井下节流防治水合物技术[J]. 石油钻探技术, 2014, 42(2): 91-96.
[30] 尹冬红. 气井井下节流工艺应用分析[D]: [硕士学位论文]. 西安: 西安石油大学, 2011.
[31] 齐彩婷. 产水气井井下节流点系统分析[D]: [硕士学位论文]. 大庆: 东北石油大学, 2018.
[32] 林丽娜, 胡智勇, 张文才, 等. 大牛地气田注醇工艺系统优化[J]. 天然气与石油, 2008, 26(4): 5-8.
[33] 谢宝林, 周慧敏, 郭豫川, 等. PIPESIM软件在大牛地气田注醇优化中的应用[J]. 中国石油和化工标准与质量, 2013, 34(5): 269.