渝东南茅口组气井脱硫阻垢装置及工艺研究.pdf
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1、第 卷 第 期 重庆科技学院学报(自然科学版)年 月渝东南茅口组气井脱硫阻垢装置及工艺研究卓亦然 李佳欣(.中国石化华东油气分公司石油工程技术研究院 南京.中石化重庆页岩气有限公司 重庆)收稿日期:基金项目:中国石化科技开发部项目“四川盆地及周缘常压页岩气勘探开发关键技术研究”()作者简介:卓亦然()男硕士助理工程师研究方向为天然气开发摘要:渝东南茅口组气井生产管柱、流程管线及设备中均出现了不同程度的结垢情况导致产量大幅度下降设备维修频繁且困难极大地影响了茅口组气井的正常平稳生产 通过对垢样、采出水样及入井药剂化验分析可知现有工艺中碱性脱硫剂与高含 、及 的地层水反应会产生大量碳酸盐类垢质 此
2、研究中首先对渝东南茅口组气井的结垢机理进行了分析然后设计了规模、成本适用于边远单井的脱硫防垢装置及配套工艺最后将其应用于现场单井生产 实验结果表明此脱硫阻垢工艺遏制了垢物的形成、扩散、累积同时使脱硫效果得到了大幅提升关键词:渝东南茅口组 边远气井 脱硫 防垢工艺 阻垢装置中图分类号:文献标识码:文章编号:()前 言近年来渝东南茅口组勘探开发取得突破性进展已开发的 口评价井的初期测试产气量平均可达()目前累计产气量为.茅口组气井周期短、成本低钻井压裂工期平均 月成本 万元具有极大的天然气开发潜力和经济价值 然而在茅口组气井生产过程中其井下管柱、地面管线、分离器、压缩机等均出现不同程度的结垢现象从
3、而造成数采设备失准、生产流程压降损耗增大、节流效应严重、产气液量大幅降低等情况严重影响了单井采气时率及产能的有效释放极大地增加了产建维运成本目前国内外很多气井均存在结垢的生产难题 结垢原因主要有 点:一是垢质形成机理不明形成时机较难把握二是由于工艺水平有限、成本高昂难以形成长期有效的清、防垢方法及措施 本次研究针对上述 点结合本工区垢样、地层水、生产工艺等情况进行结垢机理研究及清、防垢措施的效果评价 结垢机理研究.垢样成分分析.垢样溶蚀实验通过观察垢样与不同溶液反应的现象以及反应后溶液的颜色可定性分析垢样的大致组分 配制体积分数分别为.、.的 溶液体积分数为.的 溶液及体积分数为.的 溶液各
4、将现场垢样烘干、称重后分别放入上述 种溶液中反应完全后使用烘干的滤纸过滤反应后的溶液直至清澈 将滤纸和未溶解的垢样放入真空干燥箱在 下烘干 后称重垢样溶蚀质量损失数据如表 所示 垢样溶蚀过程中的质量损失部分主要为碳酸盐其质量占比约为 左右.射线荧光光谱()检测通过 射线荧光光谱仪对垢样中的各元素进行定性和定量分析 射线荧光光谱检测垢卓亦然等:渝东南茅口组气井脱硫阻垢装置及工艺研究样中各元素的质量占比如表 所示表 垢样溶蚀质量损失数据溶液烘干后垢样质量溶蚀后残渣质量溶蚀质量损失质量损失率(.).(.).射线荧光光谱检测的定量分析范围有限无法对、元素进行测定因此表 中不包含、元素 根据溶蚀实验以及
5、离子色谱分析 元素在垢样中主要以 的形式存在于碳酸盐中有机质中也包含部分、元素通过分析确定垢样由有机垢及酸不溶物、无机垢和水组成碳酸盐为无机垢的主要组分其质量占比约为 通过其他各元素的质量占比可以进一步得到硫酸盐垢、硅酸盐垢和铁垢等成分的质量占比垢样各成分质量占比如表 所示表 射线荧光光谱检测垢样中各元素的质量占比.表 垢样各成分质量占比碳酸盐垢有机垢及酸不溶物水硫酸盐垢硅酸盐垢铁垢.气井采出水样分析对垢样进行溶蚀实验、检测分析出其主要成分为碳酸盐说明垢质组成来自于采出水的概率较大 选择管线结垢较为典型的井对其采出水成分及矿化度进行检测结果如表 所示表 采出水成分及矿化度井号结垢情况 质量浓度
6、()质量浓度()质量浓度()矿化度()值 严重.严重.严重.严重.较严重.较严重.轻微.由表 可知茅口组气井采出水的矿化度较高高含 、等成垢离子高矿化度可能是气井结垢的主要原因之一.垢质形成机理气井采出的流体中往往会携带大量高矿化度、高含 、等易成垢的离子 气藏水在地面管线或分离器中的流速降低()分解为 沉淀其化学反应过程如式()、式()所示:()()()目前均三嗪溶液脱硫工艺的实施方式为向管线中泵注药剂与采出流体直接混合、脱硫 均三嗪溶液的碱性较强 值为.气井管线和下游设备中发生的化学反应如式()所示:()当采出水中的 被脱硫剂中的 中和时水相的 值会发生变化反应式()向右边进行产生沉淀当采
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