本發(fā)明涉及一種適用于深水氣田回接管道的水合物解堵系統(tǒng)及方法，屬于海洋氣田工程。

背景技術(shù)：

1、以遠(yuǎn)距離管道回接淺水平臺(tái)是深水氣田常見(jiàn)開(kāi)發(fā)模式之一，海底低溫、高壓、強(qiáng)換熱的自然環(huán)境使得集輸系統(tǒng)面臨著嚴(yán)峻考驗(yàn)，生產(chǎn)過(guò)程中因水合物抑制劑注入量不足，地層產(chǎn)出天然氣中攜帶的水在生產(chǎn)系統(tǒng)高壓條件下，首先在水合物生成風(fēng)險(xiǎn)最大位置處形成水合物，導(dǎo)致管內(nèi)流通面積減小，由此產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng)影響正常輸送，節(jié)流位置水合物持續(xù)聚并，最終導(dǎo)致管道堵塞。

2、海底管道內(nèi)水合物解堵復(fù)雜且不易操作，降壓法是管道水合物解堵常用方法，但堵塞點(diǎn)兩側(cè)壓差過(guò)大，將引起水合物移動(dòng)動(dòng)能，固體水合物移動(dòng)過(guò)快易損傷管道和水下生產(chǎn)系統(tǒng)，故采用雙側(cè)降壓。

3、當(dāng)水合物堵塞發(fā)生，深水氣田關(guān)停后，在現(xiàn)有技術(shù)下，管道內(nèi)積液因重力影響聚積在低洼處，管道內(nèi)積液易在陸坡區(qū)形成靜液柱，采用中心管匯和平臺(tái)兩側(cè)實(shí)施降壓，水合物堵塞下游壓力因靜液柱的存在，難以降低至溶解壓力，無(wú)法解堵造成管道棄置，而造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故和經(jīng)濟(jì)損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種適用于深水氣田回接管道的水合物解堵系統(tǒng)及方法，該方法可迅速確定發(fā)生堵塞的管道位置，并利用解堵裝置進(jìn)行解堵。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

3、一種適用于深水氣田回接管道的水合物解堵系統(tǒng)，包括：

4、水合物解堵裝置，包括水下生產(chǎn)設(shè)施以及集成在所述水下生產(chǎn)設(shè)施上的隔離閥、泄壓閥和水合物抑制劑注入閥；

5、第一船只，所述第一船只上設(shè)置有第一火炬和抑制劑注入撬，所述泄壓閥通過(guò)放空管與所述第一火炬連接，所述水合物抑制劑注入閥通過(guò)抑制劑注入管線與所述抑制劑注入撬連接。

6、本發(fā)明第二方面提供一種上述水合物解堵系統(tǒng)的解堵方法，包括如下步驟：

7、水合物堵塞后，關(guān)停水下生產(chǎn)系統(tǒng)，關(guān)閉登平臺(tái)關(guān)斷閥；

8、海管內(nèi)水合物堵塞發(fā)生，因生產(chǎn)系統(tǒng)中導(dǎo)致水合物生成并堵塞的水合物抑制劑的濃度不明確，因此先利用水下管匯的第一泄壓口和淺水平臺(tái)的第二泄壓口對(duì)海管進(jìn)行泄壓，當(dāng)無(wú)氣體再泄放出時(shí)，關(guān)閉所述第二泄壓口處的閥門；

9、在第二船只上通過(guò)連續(xù)油管注入氮?dú)夂图状嫉幕旌狭黧w，并關(guān)注第一泄壓口處的壓力上升速度，若和所述水下管匯至水合物生成風(fēng)險(xiǎn)最大位置處的管容相關(guān)，則表示水合物堵塞尚未解除，否則表示水合物堵塞已解除；

10、當(dāng)水合物堵塞尚未解除時(shí)，則采用所述第一泄壓口和所述泄壓閥實(shí)施解堵；首先采用rov關(guān)閉所述隔離閥，從所述第一船只上連接兩根連續(xù)油管至所述泄壓閥和所述水合物抑制劑注入閥；

11、利用所述第一泄壓口和所述泄壓閥進(jìn)行泄壓，所述泄壓閥處的壓力為p3，持續(xù)泄放一段時(shí)間后，觀察p3處的壓力，當(dāng)所述水合物生成風(fēng)險(xiǎn)最大位置處的壓力降至p1，則水合物可完全解堵，關(guān)閉所述泄壓閥；

12、在第二船只上通過(guò)連續(xù)油管注入氮?dú)夂图状嫉幕旌狭黧w，待所述隔離閥雙邊壓力基本相同時(shí)，停止注入，再打開(kāi)所述隔離閥，所述隔離閥雙側(cè)壓力平衡后方可打開(kāi)，同時(shí)可避免所述隔離閥下游的流體倒流至更低溫度處再次生成水合物；

13、關(guān)閉所述第一泄壓口處的閥門，同時(shí)拆除連續(xù)油管的連接，擬恢復(fù)生產(chǎn)。

14、所述的解堵方法，優(yōu)選地，所述水合物生成風(fēng)險(xiǎn)最大位置通過(guò)如下方式確定：

15、1）最大關(guān)井壓力和最低環(huán)境溫度；

16、2）管道沿線最低流動(dòng)溫度和相應(yīng)位置流動(dòng)壓力。

17、所述的解堵方法，優(yōu)選地，分析所述水合物生成風(fēng)險(xiǎn)最大位置下游泄壓后最大靜液柱高度，確定水合物處可能發(fā)生的最大壓力，判斷是否需要加水合物解堵裝置，具體如下：

18、計(jì)算各年份海管內(nèi)積液量，以管內(nèi)積液量最大年份開(kāi)展分析，假定所述水合物生成風(fēng)險(xiǎn)最大位置處發(fā)生水合物堵塞，所述第一泄壓口和所述第二泄壓口實(shí)施雙側(cè)泄壓，通過(guò)控制泄壓速度，泄壓解堵達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，水合物下游的積液因重力影響將在陡坡段形成靜液柱，水合物堵塞點(diǎn)處壓力與靜液柱重力相等，當(dāng)管內(nèi)實(shí)際水合物抑制劑濃度c1小于此壓力和水合物位置處環(huán)境溫度條件下的水合物生成抑制濃度c2時(shí)，水合物將無(wú)法解堵，則回接管道上需要安裝水合物解堵裝置。

19、所述的解堵方法，優(yōu)選地，確定所述水合物解堵裝置的安裝位置，具體如下：

20、為了確保在任何工況下，生成的水合物堵塞都可以被降壓解開(kāi)，假定生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)抑制劑注入，管內(nèi)發(fā)生了無(wú)抑制劑的純水段水合物堵塞，以所述水合物生成風(fēng)險(xiǎn)最大位置處的最低環(huán)境溫度，采用理論計(jì)算推測(cè)水合物溶解的壓力為p1；

21、以管內(nèi)積液量最大年管匯和所述淺水平臺(tái)雙側(cè)泄壓達(dá)到的穩(wěn)定狀態(tài)為計(jì)算基礎(chǔ)，自所述水合物生成風(fēng)險(xiǎn)最大位置處往下游以一定距離為節(jié)點(diǎn)嘗試安裝所述水合物解堵裝置，最終確定在d處安裝后實(shí)施泄壓，可將所述水合物生成風(fēng)險(xiǎn)最大位置處的壓力降低至水合物溶解壓力p1。

22、本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：

23、利用本發(fā)明的解堵裝置可以準(zhǔn)確判斷出水合物堵塞風(fēng)險(xiǎn)最大的位置，同時(shí)利用本發(fā)明的解堵裝置，可實(shí)現(xiàn)任何工況下的水合物堵塞的解堵，避免因管內(nèi)靜液柱存在造成無(wú)法解堵致使管道棄置，而造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故和經(jīng)濟(jì)損失。

技術(shù)特征：

1.一種適用于深水氣田回接管道的水合物解堵系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的水合物解堵系統(tǒng)的解堵方法，其特征在于，包括如下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的解堵方法，其特征在于，所述水合物生成風(fēng)險(xiǎn)最大位置（a）通過(guò)如下方式確定：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的解堵方法，其特征在于，分析所述水合物生成風(fēng)險(xiǎn)最大位置（a）下游泄壓后最大靜液柱高度，確定水合物處可能發(fā)生的最大壓力，判斷是否需要加水合物解堵裝置，具體如下：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的解堵方法，其特征在于，確定所述水合物解堵裝置（d）安裝位置，具體如下：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種適用于深水氣田回接管道的水合物解堵系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括水合物解堵裝置，包括水下生產(chǎn)設(shè)施以及集成在所述水下生產(chǎn)設(shè)施上的隔離閥、泄壓閥和水合物抑制劑注入閥；第一船只，所述第一船只上設(shè)置有第一火炬和抑制劑注入撬，所述泄壓閥通過(guò)放空管與所述第一火炬連接，所述水合物抑制劑注入閥通過(guò)抑制劑注入管線與所述抑制劑注入撬連接。本發(fā)明提供一種適用于深水氣田回接管道的水合物解堵系統(tǒng)及方法，該方法可迅速確定水合物解堵裝置的安裝位置，并利用解堵裝置進(jìn)行解堵。

技術(shù)研發(fā)人員：李鵬程,張明,陳晶華,王軍,周良勝,柳歆,張文欣,李濛,李根,朱振宇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中海石油（中國(guó)）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14