李文超

摘 要：在確定采用加熱節(jié)流工藝的前提下，由于WR區(qū)塊頁巖氣井具有開井壓力大、溫度低、返排液量低；正常生產(chǎn)期井口壓力下降快、溫度高、返排液量不連續(xù)的特點(diǎn)，將較大地影響在產(chǎn)能建設(shè)過程中是否設(shè)置水套爐，關(guān)系著項(xiàng)目整體投資決策。

關(guān)鍵詞：頁巖氣田；加熱節(jié)流；水套爐拆除時機(jī)

1 前言

某頁巖氣田是中石化繼涪陵頁巖氣田后的第二個頁巖氣田。2017年12月06日，WY23-1HF試采井成功投產(chǎn)外輸，截止到2018年2月26日，累計產(chǎn)氣804.5×104Nm3。WY23-1HF組分以CH4為主，高達(dá)97.504%，含有少量C2H6。同時存在N2、CO2、O2等非烴氣體。該井流動壓力達(dá)到50MPa，而外輸管道運(yùn)行壓力要求不得超過2MPa，因此，需要對井口天然氣進(jìn)行節(jié)流降壓后外輸，在降壓過程中同時會產(chǎn)生溫降。含水天然氣當(dāng)其溫度降低至某一值后，就會形成固體水合物，堵塞管道和設(shè)備。為了防止生成水合物，本工程采用先加熱再節(jié)流的工藝方式。

2 WY23-1HF井生產(chǎn)特征

2.1 開井初期

井口流動壓力：50MPa；

溫度：一級節(jié)流至20MPa后溫度一周從20℃上升至42℃；

產(chǎn)水：開井第5小時出水，初期20～30m3/d（產(chǎn)氣量2～3×104Nm3/d條件下）；

2.2 穩(wěn)定試采期

井口流動壓力：47.5MPa下降至41.13MPa；

溫度：一級節(jié)流至20MPa后溫度一周從20℃上升至42℃；

產(chǎn)水：瞬時不連續(xù)，總體遞減，從74 m3/d下降至23 m3/d（產(chǎn)氣量5～6×104Nm3/d條件下）；

3 加熱、節(jié)流工藝計算

加熱節(jié)流：利用HYSYS軟件工藝計算，WY23-1HF井在1月底工況條件下，水套爐水浴溫度40℃，可將天然氣加熱至32℃，在加熱后進(jìn)行二、三級節(jié)流的運(yùn)行溫度均高于水合物形成溫度3℃以上，不會形成水合物。

不加熱進(jìn)行節(jié)流：井口一級節(jié)流至±20MPa時，不會形成水合物。但繼續(xù)進(jìn)行二、三級節(jié)流時，運(yùn)行溫度已低于水合物形成溫度2.2～3℃，則會形成水合物，停用水套爐會形成冰堵。

4 水套爐停運(yùn)試驗(yàn)

4.1 水套爐停運(yùn)試驗(yàn)成果

WY23-1HF井在1月12～16日開展水套爐停運(yùn)試驗(yàn)，均出現(xiàn)流程結(jié)冰現(xiàn)象。試驗(yàn)期間井口壓力：43.3MPa；井口一級節(jié)流后壓力：因產(chǎn)水不連續(xù)原因在15～26MPa之間波動；產(chǎn)出水：24 m3/d；井口一級節(jié)流后溫度：33.5℃。

停用水套爐后2～4小時，節(jié)流至2MPa時，三級節(jié)流閥及管道外部開始結(jié)冰，節(jié)流閥堵塞，上游壓力迅速上升，通過不斷活動井口針型閥小產(chǎn)量生產(chǎn)才基本保持生產(chǎn)，隨后水套爐開啟，2小時后正常生產(chǎn)。

4.2 水套爐停運(yùn)試驗(yàn)分析

設(shè)定井口一級節(jié)流至20MPa時，節(jié)流后實(shí)際壓力在15～26MPa之間波動，為保證二級、三級節(jié)流后均不形成水合物，一級節(jié)流后最高壓力26MPa，溫度需高于39.8℃。

但從WY23-1HF瞬時溫度及投產(chǎn)2個月以來的溫度跟蹤曲線，工藝計算以及現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)認(rèn)為：WY23-1HF前期工況條件下不具備水套爐停用條件。

4.3 水套爐停用條件分析

臨時水套爐使用周期與拆除時機(jī)，主要受氣井壓力下降趨勢與氣井溫度、產(chǎn)水工況有關(guān)。當(dāng)產(chǎn)水5 m3/d，且井口壓力在10MPa時，井口不加熱節(jié)流井口溫度需求為32℃，氣井實(shí)際溫度約為35℃，因此，后期待氣井壓力下降后可擇機(jī)拆除水套爐。

5 結(jié)論

①WY23-1HF前期工況條件下不具備水套爐停用條件；

②針對測試后需關(guān)壓恢、地面不具備投產(chǎn)條件而關(guān)井的氣井，需配置臨時水套爐。在井口壓力下降至±10MPa時可拆除水套爐，但使用時間周期因井而異，不能一概而論。

參考文獻(xiàn)：

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