一種深水氣田生產(chǎn)期間井筒水合物堵塞監(jiān)測方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及水合物監(jiān)測領(lǐng)域，更具體地說，設(shè)及一種深水氣田生產(chǎn)期間井筒水合 物堵塞監(jiān)測方法及監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 1.深水氣田生產(chǎn)過程中井筒對應(yīng)深海井段經(jīng)常滿足形成水合物的條件，即溫度較 低，壓力較高等情況。
[0003]在深水氣田生產(chǎn)運(yùn)行過程中，如井筒中因井口油嘴變化造成井筒壓力大幅度波 動、溫度較低、節(jié)流后壓差大、氣流流向突變，或者施工參數(shù)、工作制度設(shè)計(jì)不當(dāng)，在井筒中 很快就可能形成水合物；并且在石油及天然氣工業(yè)所生產(chǎn)的天然氣混合物中，由于氣體成 分不同及井筒環(huán)境達(dá)到臨界條件，也經(jīng)常會有氣體水合物生成，如果井筒有大量水合物存 在，就會危及生產(chǎn)安全。
[0004] 2.為了防止深水氣田生產(chǎn)過程中井筒形成水合物，常需要采用許多措施，如加化 學(xué)抑制劑、降壓、增溫等，代價(jià)是很高的。
[0005]在現(xiàn)有的技術(shù)下，若采用脫水、熱力學(xué)或動力學(xué)方法來解決水合物問題，常常伴隨 著生產(chǎn)方式的改變，使天然氣產(chǎn)量發(fā)生較大改變，增大生產(chǎn)損失。如果生產(chǎn)方式改變不當(dāng)， 不僅不能解決水合物問題，更可能會導(dǎo)致氣藏減產(chǎn)。
[0006] 3.研究表明，在深水氣田生產(chǎn)過程中井筒可W形成水合物，但并不是普遍具有持 續(xù)生長，W至于達(dá)到能夠堵塞井筒的情況
[0007]在井筒某段達(dá)到水合物的生成溫度壓力條件下，水合物可能會形成，但若散熱不 好，W及水條件不充分等原因，水合物在生成后繼續(xù)生長是非常困難的，生長過程停止，井 筒就不會存在水合物堵塞問題。
[0008] 4.目前，還沒有一套具體的方法判別井筒是否W及哪里發(fā)生水合物堵塞，導(dǎo)致氣 井流動的問題時(shí)有發(fā)生。
[0009]在整個(gè)深水氣田生產(chǎn)過程中，國內(nèi)外對于水合物的生成大家研究較多，但是對于 水合物生長的趨勢預(yù)測、水合物是否形成堵塞、堵塞的位置W及在什么情況下會發(fā)生堵塞 則研究不夠，只有一些單一的、指向性很強(qiáng)的水合物防治方法，缺乏一套可W適用于大部分 氣藏生產(chǎn)過程的水合物防治方法，很難在選擇合理工作制度來既滿足生產(chǎn)需求，又可W減 少水合物的生成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種深水氣田生產(chǎn)期間井筒水合物堵塞監(jiān)測 方法及監(jiān)測裝置。
[0011] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種深水氣田生產(chǎn)期間井筒水 合物堵塞監(jiān)測方法。
[0012] 在本發(fā)明所述的深水氣田生產(chǎn)期間井筒水合物堵塞監(jiān)測方法中，包括W下步驟：
[0013] SI:根據(jù)所述井筒的環(huán)境特征選擇需要的傳感器采集需要的環(huán)境參數(shù)，根據(jù)所述 環(huán)境參數(shù)計(jì)算所述井筒的溫度分布特征、壓力分布特征，根據(jù)所述溫度分布特征、所述壓力 分布特征確定所述水合物的生成區(qū)域；
[0014] S2:根據(jù)所述水合物的生成區(qū)域判斷所述水合物是否堵塞所述井筒； 陽01引其中，所述步驟S2包括：
[0016] S2-1:根據(jù)所述水合物的生成區(qū)域建立堵塞判別模型；
[0017] S2-2:根據(jù)所述堵塞判別模型確定需要監(jiān)測的參數(shù)，根據(jù)所述需要監(jiān)測的參數(shù)進(jìn) 行監(jiān)測，得到監(jiān)測數(shù)據(jù)；
[0018] S2-3:根據(jù)所述監(jiān)測數(shù)據(jù)和所述堵塞判別模型判斷所述水合物是否堵塞所述井 筒。
[0019] 優(yōu)選地，所述需要監(jiān)測的參數(shù)包括平臺參數(shù)和/或海底參數(shù)；
[0020] 所述平臺參數(shù)包括地面流程溫度、地面流程壓力、氣水產(chǎn)量、氣組分、水礦化度、流 速的一種或多種；
[0021] 所述海底參數(shù)包括海底溫度、海底壓力、管道形狀、管道尺寸的一種或多種。 陽02引優(yōu)選地，所述步驟Sl包括：
[0023] Sl-I:根據(jù)所述井筒的環(huán)境特征選擇需要的傳感器采集需要的環(huán)境參數(shù)，基于深 水氣田生產(chǎn)期間的井筒動態(tài)分析，選擇基于井筒徑向傳熱的生產(chǎn)期間井筒溫度計(jì)算模型， 得到所述井筒的溫度分布特征；
[0024] S1-2:根據(jù)所述井筒的環(huán)境特征選擇需要的傳感器采集需要的環(huán)境參數(shù)，基于深 水氣田生產(chǎn)期間的井筒動態(tài)分析，選擇基于井筒徑向傳熱的生成期間井筒壓力計(jì)算模型， 得到所述井筒的壓力分布特征；
[00巧]S1-3:基于所述溫度分布特征、所述壓力分布特征，確定所述水合物的生成區(qū)域。
[0026] 優(yōu)選地，還包括：
[0027]S3:如果所述水合物堵塞所述井筒，則發(fā)出危險(xiǎn)警報(bào)，提醒人們需要采取抑制所 述水合物生成或者解堵的措施。 陽02引優(yōu)選地，所述步驟S3包括：
[0029]S3-1 :根據(jù)所述堵塞判別模型確定所述水合物堵塞所述井筒的區(qū)域；
[0030]S3-2 :判定影響所述水合物堵塞的因素；
[0031]S3-3 :根據(jù)所述水合物堵塞所述井筒的區(qū)域和所述影響所述水合物堵塞的因素推 薦合理的工作制度，給出所述水合物解堵的措施。
[0032] 在本發(fā)明所述的深水氣田生產(chǎn)期間井筒水合物堵塞監(jiān)測裝置中，包括
[0033] 采集需要監(jiān)測的參數(shù)，得到監(jiān)測數(shù)據(jù)的現(xiàn)場計(jì)量模塊；
[0034] 與所述現(xiàn)場計(jì)量模塊相連接，接收所述監(jiān)測數(shù)據(jù)，根據(jù)所述監(jiān)測數(shù)據(jù)和內(nèi)置的堵 塞判別模型判斷水合物是否堵塞井筒，如果堵塞發(fā)出堵塞信號的中央處理模塊；W及
[0035] 與所述中央處理模塊相連接，接收所述堵塞信號，并發(fā)出危險(xiǎn)警報(bào)，提醒人們需 要采取抑制所述水合物生成或者解堵的措施的越限報(bào)警模塊。
[0036] 優(yōu)選地，所述現(xiàn)場計(jì)量模塊包括溫度計(jì)量模塊、壓力計(jì)量模塊、氣體流速計(jì)量模 塊、液體流速計(jì)量模塊的一種或幾種。
[0037] 優(yōu)選地，所述現(xiàn)場計(jì)量模塊為壓電型加速度傳感器。
[0038] 優(yōu)選地，所述中央處理模塊還包括
[0039] 根據(jù)所述堵塞判別模型確定所述水合物堵塞井筒區(qū)域的區(qū)域判斷單元；W及
[0040] 判定影響所述水合物堵塞因素的因素判斷單元。
[0041] 優(yōu)選地，所述需要監(jiān)測的參數(shù)包括平臺參數(shù)和/或海底參數(shù)；
[0042] 所述平臺參數(shù)包括地面流程溫度、地面流程壓力、氣水產(chǎn)量、氣組分、水礦化度、流 速的一種或多種；
[0043] 所述海底參數(shù)包括海底溫度、海底壓力、管道形狀、管道尺寸的一種或多種。
[0044] 實(shí)施本發(fā)明的深水氣田生產(chǎn)期間井筒水合物堵塞監(jiān)測方法及監(jiān)測裝置，具有W下 有益效果：本發(fā)明提供的方案，能夠判別水合物是否堵塞、在哪里堵塞，并推薦合理解決方 案，適用于普遍性的氣藏生產(chǎn)過程的水合物防治方法，既滿足生產(chǎn)需求，又可W減少水合物 的生成。
【附圖說明】
[0045] 下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：
[0046] 圖1是本發(fā)明深水氣田生產(chǎn)期間井筒水合物堵塞監(jiān)測方法的流程圖；
[0047] 圖2是本發(fā)明深水氣田生產(chǎn)期間井筒水合物堵塞監(jiān)測方法步驟Sl的流程圖；
[0048] 圖3是本發(fā)明深水氣田生產(chǎn)期間井筒水合物堵塞監(jiān)測方法步驟S2的流程圖；
[0049] 圖4a是本發(fā)明深水氣田生產(chǎn)期間井筒水合物堵塞判別模型中水合物生成初期的 不意圖；
[0050] 圖4b是本發(fā)明深水氣田生產(chǎn)期間井筒水合物堵塞判別模型中水合物在管壁形成 附著的示意圖；
[0051] 圖4c是本發(fā)明深水氣田生產(chǎn)期間井筒水合物堵塞判別模型中水合物未形成堵塞 的不意圖；
[0052] 圖4d是本發(fā)明深水氣田生產(chǎn)期間井筒水合物堵塞判別模型中水合物形成堵塞的 不意圖；
[0053] 圖5是本發(fā)明深水氣田生產(chǎn)期間井筒水合物堵塞監(jiān)測方法步驟S3的流程圖；
[0054] 圖6是本發(fā)明深水氣田生產(chǎn)期間井筒水合物堵塞監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0055] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，W下結(jié)合附圖和具體實(shí)施 例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處描述的具體實(shí)施例僅用于解釋本發(fā) 明，并不用于限定本發(fā)明。
[0056] 本發(fā)明是基于水合物的生成、堵塞機(jī)理建立的：
[0057] 在溫度、壓力達(dá)到水合物生成條件下，氣體分子形成水合物的分子動力學(xué)可W分 為兩部分：首先是水合物的成核；其次是水合物的成長。多數(shù)學(xué)者均認(rèn)為水合物顆粒是在 溶解氣、水的界面處形成的，運(yùn)不僅是由于界面處降低了成核的Gibbs自由能（即吉布斯自 由能），而且在界面處的氣、液濃度都很高。在界面處溶解氣的摩爾分?jǐn)?shù)可W高達(dá)1