固体消泡装置应用评价 王河.doc

固体消泡装置的应用评价 实 习 生 王 河 指导老师 刘学蕊 单 位 采气一厂作业四区 2014 年 6 月 14 日 第第一一采采气气厂厂2014 年年 大大学学生生实实习习论论文文材材料料 实习论文评语 该论文选题能够紧密围绕我厂气井生产的实际情况 对固体消泡 装置的推广使用和后续完善 改造能够起到建议或帮助的作用 论文结构清晰 语言简练 专业性较强 所选论据均为实际生产 过程中产生的真实数据 能够对异常数据进行分析总结 并提出自己 的观点和建议 由于该固体消泡装置在我厂初次使用 操作规律及使 用方法需进一步摸索和完善 论文完成较好 论文指导老师签字 刘学蕊 2014 年 6 月 14 日 固体消泡装置的应用评价 3 摘摘 要要 随着靖边气田的进一步发展 泡沫排水采气已经成为保障气田 产水气井持续稳定生产必不可少的条件 而泡沫排水采气工艺中从 井下带出来的泡沫会形成结晶盐附着在脱水撬设备内壁上 进而堵 塞三甘醇流程管线 造成设备运行故障 影响生产 为此 研制了 一种固体消泡剂 是加入到安装在井口的固体消泡装置里来实现消 除从井筒中带出来的泡沫的 作业四区共有六口井安装了井口固体 消泡装置 在应用的过程中发现设备运行稳定 消泡效果良好 消 泡速率快 只有三十秒 关键词 固体消泡棒 固体消泡装置 泡沫排水采气 固体消泡装置的应用评价 4 目 录 一 概述 1 二 泡排气井带出泡沫的危 害 2 三 固体消泡剂的性能评 价 3 一一 固体消泡棒的破泡 抑泡能力固体消泡棒的破泡 抑泡能力 3 二二 固体消泡剂加药周期室内测试固体消泡剂加药周期室内测试 5 四 固体消泡装 置 6 一一 固体消泡装置结构原理固体消泡装置结构原理 6 二二 固体消泡工艺原理固体消泡工艺原理 6 五 固体消泡装置的现场应用效 果 7 六 结论及建 议 8 固体消泡装置的应用评价 5 固体消泡装置的应用评价 1 一 概述 G7 5 G13 14 G3 9 G3 10A G5 11 陕 155 是作业四 区在井口安装了固体消泡装置的六口气井 这六口气井加注起泡剂 及泡排棒次数频繁 加注量大 相应的气井产泡量也大 基于需要 在井口安装了固体消泡装置 G7 5 等六口气井采用高压集气流程 通过站内加热炉对天然 气加热 然后节流降压 再进脱水橇脱水外输 这几口井的基本情 况如下 表 1 表 1 G3 9 等 6 口固体消泡气井数据表 集气站井号日产气量日产水量 消泡装置 药剂型 号 G3 90 70 1 卧式装置 FG 4 2 01 G3 10A1 50 1 卧式装置 FG 4 2 01 陕 155 39 4 卧式装置 FG 4 2 01 北 9 站 G5 111 50 1 卧式装置 FG 4 2 8 北 17 站 G13 141 50 2 卧式装置 FG 4 2 13 乌 2 站 G7 510 7 卧式装置 FG 4 2 8 图 1 G7 5 井口固体消泡装置 固体消泡装置的应用评价 2 G7 5 井位于乌审旗纳林河乡纳林河八大队 无阻流量为 4 5304 104m3 d 生产层位山 1 马五 1 3 该井于 2008 年 10 月 19 日接入乌 2 站生产 G13 14 井位于乌审旗纳林河乡纳林河 八大队 无阻流量为 29 7469 104m3 d 生产层位马五 1 23 该井于 2000 年 11 月 11 日接入北 17 站生产 G3 9 井位于榆林县红石桥乡边家羊场村西 无阻流量为 20 6580 104m3 d 生产层位马五 1 234 该井于 2000 年 11 月 21 日接入北 9 站生产 G3 10A 井位于榆林市榆阳区红石桥乡双红村 无阻流量为 5 6648 104m3 d 生产层位山 1 马五 1 3 2 2 该井于 2006 年 9 月 16 日接入北 9 站生产 该井自投产以来 累计产气 1034 9441 104m3 G5 11 井位于横山县雷龙湾乡韩家湾村 无阻流量为 4 0392 104m3 d 生产层位马五 1 123 该井于 2000 年 10 月 21 日接入北 9 站生产 S155 井位于榆林市榆阳区毛布拉格乡十三敖包生产队陶忽图 东 无阻流量为 65 7500 104m3 d 生产层位马五 1 23 该井 于 1999 年 11 月 7 日接入北 9 站生产 二 泡排气井带出泡沫的危害 作业四区主要采用井口定期加注起泡剂及固体消泡棒的方式进 行泡沫助排生产 但是从井筒带出的泡沫会对井口到集气站的地面 管线 站内管线及设备造成危害 作业四区的集气站建站时间都比 较早 分离器使用时间长 导致定期泡排气井产出液消泡不彻底或 固体消泡装置的应用评价 3 气液分离效果不佳 高矿化度泡沫水进入脱水系统 造成三甘醇溶 液损失 设备内壁附着结晶盐 长此以往 容易造成三甘醇流程管 路堵塞 影响脱水橇等设备的正常运行及下游供气质量 建立在此基础上 需要对泡排气井带出的泡沫进行消泡处理以 避免泡沫对设备的损坏 消泡方法一般有三种 一是采用在站内消 泡剂连续加注的方法 这种方法具有站内工艺流程改造工作量大 消泡距离短 消泡溶剂消耗量大 冬季无法投运 日常加注工作量 大等工艺局限性 二是在井口连续加注消泡液体 这种消泡工艺具 有井口注剂泵动力消耗大 难以实现连续加注 能源消耗大 井口 药剂补加频繁 冬季无法投运等缺点 三是采用井口固体消泡装置 定期在装置中加入固体消泡棒以达到消除从井筒中泡排带出的泡沫 的目的 综合比较 这种方法节能 节约劳动力 具有别的消泡方 法无可比拟的优势 图 2 脱水撬结晶盐严重及管路堵塞 3 固体消泡剂的性能评价 针对靖边气田现用起泡剂和泡排棒 筛选出固体消泡棒进行适 用性性能评价 固体消泡装置的应用评价 4 一一 固体消泡棒的破泡 抑泡能力固体消泡棒的破泡 抑泡能力 通过模拟实验 测试固体消泡棒对起泡剂和泡排棒在不同泡排 浓度 不同地层水矿化度 不同出液量的抑泡 破泡能力 评价固 体消泡棒对这两种起泡剂在不同情况下的破泡 抑泡性能 评价结 果 见表 1 表 2 表 1 固体消泡棒对 A1 A2 在不同泡排浓度 不同矿化度的破泡 抑泡能力测试 起泡剂泡排棒 浓度 矿化度 g L 1 破泡时间 s抑泡高度 mL破泡时间 s抑泡高度 mL 1001420013200 100 2001219012180 1 200101809160 1002425025250 100 20021240232403 2001818019180 1002928027270 100 20026260242405 2002322022200 1002928029280 100 20026260262607 2002322023220 表 2 固体消泡棒对 A1 A2 在不同泡排浓度 不同出水量的破泡 抑泡能力测试 起泡剂泡排棒 浓度 日产水量 m3破泡时间 s抑泡高度 mL破泡时间 s抑泡高度 mL 1 51320013200 1 5 31218012180 1 391609160 1 52525025250 1 5 323240232403 31918019180 1 52727027270 1 5 324240242405 32220022200 1 52727027270 1 5 324240242407 32220022200 固体消泡棒对在不同泡排浓度 1 00 3 00 5 00 7 00 不同矿化度 小于 100g L 100 200g L 大 固体消泡装置的应用评价 5 于 200g L 不同出液量 小于 1 5 m3 d 1 5 m3 d 3 m3 d 大于 3 0 m3 d 的情况下 都具有良好破泡 抑泡能力 破泡时间一般在 10 25 秒之间 最多不超过 30 s 抑泡高度一般 在 150 270ml 之间 最多不超过 300 mL 二二 固体消泡剂加药周期室内测试固体消泡剂加药周期室内测试 分别测试固体消泡剂在用量小于 1 5m3 d 1 5 3m3 d 和大 于 3 0m3 d 的矿化度水连续湿润 气流连续冲刷下的溶化情况 记录最初长度为 90cm 的固体消泡棒融化到 30cm 的时间 从而确 定加药周期 图 表 图 3 消泡剂加入装置后的变化情况图 表 3 消泡棒加入装置后的长度变化统计表 药剂剩余长度 cm药剂剩余长度 cm 天数 1 5 m31 5 3 m3 3 m3 天数 1 5 m31 5 3 m3 3 m3 190909011533690 28989881248 29 换药 90 88 3888885134389 586 486868114368882 582827615 29 换药 90 8675 678776816908267 774695917897858 869605018887449 964524219867041 105844 32 换药 208265 28 换药 固体消泡装置的应用评价 6 90 90 从表中可以看出 当矿化度水用量小于 1 5m3 d 时 加药周 期为 15 左右 当矿化度水用量在 1 5 3m3 d 之间时 加药周 期为 12 左右 当矿化度水用量大于 3 0m3 d 时 加药周期为 10 左右 每次加注 2 根药剂 四 固体消泡装置 一一 固体消泡装置结构原理固体消泡装置结构原理 固体消泡载体应用于需要开展泡沫排水采气的低压弱喷产水气 井 是对气井井筒内所产生的泡沫进行消泡的装置 装置安装在采 气树井口的采气管线上 见图 2 图 2 固体消泡装置结构图 固体消泡装置在使用一段时间 待装置内的固体消泡棒溶解到 一定程度 需要更换时 不需要拆卸装置 只需泄压后将装置上的 药剂安装阀门打开 利用专用工具装入固体消泡棒即可 本装置的 投入应用 可以改进传统液体消泡剂加注工艺 在操作和维护上均 十分方便 快捷 二二 固体消泡工艺原理固体消泡工艺原理 高压天然气流裹挟着地层水的混合流体经装置入口端阀门 通 固体消泡装置的应用评价 7 过特制三通管道 经入口导流锥 然后进入入口螺旋叶轮 流体产 生强烈离心力 并按螺旋运动轨迹前行 根据流体数理分析 流体 接近管道中心区域处 与中部的固体消泡棒棒产生圆周切削力 使 消泡棒均匀缓慢的进行溶解 溶解后的消泡液在通过装置出口端导 正叶轮的反作用力 再次使消泡液与天然气 泡沫 地层水相互混 溶 从而最大限度的提高消泡剂的扩散的能力 使消泡功效得到最 大限度发挥 五 固体消泡装置的现场应用效果 G7 5 G13 14 G3 9 G3 10A G5 11 S155 六口气井安 装了井口固体消泡装置 其中 G3 9 井安装于 2012 年年底 其他 几口井均安装于 2013 年 对北 9 站的 G3 9 和 G3 10A 井的气井产出水进行了取样试验 分别取经过固体消泡棒消泡的气井产出水样和未经过固体消泡棒消 泡的气井产出水水样进行对比 如图 3 所示 从图中可以看出固体消泡棒具有显著地消泡效果 从 2013 年 1 月 1 日至 2014 年 6 月 13 日对这六口井的起泡 剂及泡排棒加注情况作了统计 图 4 表 4 起泡剂及泡排棒加注统计表 起泡剂泡排棒井号 加注次数加注总量 L 加注次数加注总量 根 G3 9173402885 G3 10A2402370 G5 1133033100 S1551020013 G13 1412042129 G7 5367401651 从表中可以看出这几口气井加注泡排棒及起泡剂次数多 加入 泡排棒和起泡剂后会产生大量的泡沫 混合在气体中从气井井筒中 固体消泡装置的应用评价 8 带出 通过采气管线到站内 容易在站内脱水撬内壁形成结晶盐 堵塞三甘醇流程管线 影响设备的正常运行 进而影响站内天然气 的正常生产 若要避免此类情况 则需要采取采取消泡措施 在泡 沫进入脱水撬之前进行消除 常用的消泡方法有在站内注入液体消 泡剂和在井口固体消泡装置中加入固体消泡棒 图 4 气井产出水水样对比图 作业四区北 7 站的 G8 7 及陕 156 和北 17 站的 G11 12A 则 是采用站内消泡剂加入流程进行液体消泡剂的连续加入 对这三口 井从 2013 年 1 月 1 日至 2014 年 6 月 13 日的起泡剂 泡排棒及 消泡剂加注情况统计如下 表 5 表 5 起泡剂 泡排棒及消泡剂加注情况统计表 起泡剂 泡排棒 消泡剂 井号加注次数加注总量 L 加注次数加注总量 根 加注次数加注总量 L G8 71325051610200 陕 156 1282036 81202261 3 G11 12A15016306191381435 从表中可以看出若采用站内液体消泡剂 消泡剂的加注总量大 固体消泡装置的应用评价 9 成本高 而且液体消泡剂的加注工艺比较复杂 加注设备 工艺改造成本高 不容易实现 另外 液体消泡剂加注工艺中 需要泵不断的注入 耗费能源 并且在加注过程中需要人工不断的 维护 负责生产 因为液体消泡剂加注工艺冬天无法加注 所以要 受季节限制 而采用固体消泡装置进行消泡就显得很有优势 工艺 改造简单 只需要在井口采气管线上增设装置 没有能源消耗 除 此之外 药剂的利用效率也大大的提高了 人工维护方面 只需要 定期的派人上去 加入固体消泡棒即可 节省了大量的劳动力 六 结论及建议 1 通过现场试验 认识到固体消泡工艺技术消泡效果好 装置运行稳定 能够满足低压弱喷气井的消泡需要 从试验结果的 数据来看 加装药剂周期应该为 10 14 天 每次加注 2 根 2 加在固体消泡装置中 固体消泡棒具有良好破泡 抑泡 能力 破泡时间小于 30 s 抑泡高度小于