[發(fā)明專利]一種天然氣低成本清潔生產(chǎn)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810442919.4
• 申請日: 2018-05-10
• 公開（公告）號: CN108691520A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王愛江;陳路原;王建亮;劉榮才;張榮甫;計曙東
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司華北油氣分公司
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21B43/38;E21B36/00
• 代理公司: 北京志霖律師事務(wù)所 11575
• 代理人: 張文祎

本發(fā)明公開了一種天然氣生產(chǎn)方法，包括如下步驟：1)井筒保溫；2)加入藥劑；3)分離污水；4)濃縮污水；5)回收藥劑：將固形物(如鹽晶)與濃縮污水分離，再將固形物進(jìn)一步處理或綜合利用；6)重復(fù)使用。本發(fā)明用于天然氣生產(chǎn)中能夠充分利用天然能量生產(chǎn)天然氣，能夠充分利用天然能量有效解決污水回注地層制約天然氣生產(chǎn)的問題，能夠有效解決水合物影響天然氣生產(chǎn)的問題，能夠大幅簡化天然氣生產(chǎn)工藝，能夠大幅降低天然氣固定投資、生產(chǎn)成本、能耗、自耗氣量、管理工作量等；具有實施容易，安全可靠，應(yīng)用廣泛，推廣容易等優(yōu)特點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及天然氣生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其是涉及一種天然氣低成本清潔生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

目前，國內(nèi)普遍采用地面節(jié)流法、井下節(jié)流法生產(chǎn)天然氣。

一、地面節(jié)流法：該方法是先讓地下儲氣層(簡稱氣層)中的天然氣通過氣井井筒中的油管升至井口，然后讓天然氣從井口進(jìn)入集輸管線；然后進(jìn)入集氣站的加熱爐對天然氣加熱升溫，并在天然氣加熱升溫后進(jìn)行節(jié)流降壓；然后讓節(jié)流降壓后的天然氣進(jìn)入氣液分離器(簡稱分離器，又稱脫水器)分離成污水(又稱生產(chǎn)污水或氣田污水)和天然氣；然后讓天然氣進(jìn)入后續(xù)集輸工序，并將污水送至污水站處理后回注地層。該方法存在以下缺陷：

1)、在天然氣從井底升至井口階段，由于天然氣井井筒中的油管普遍為金屬光油管，天然氣從井底升至井口的過程中不斷向地層散熱，因此當(dāng)天然氣升至井口時其溫度可能已經(jīng)低于天然氣水合物生成臨界溫度，從而形成水合物堵塞井筒、井口，導(dǎo)致氣井無法正常生產(chǎn)。而當(dāng)井筒、井口被天然氣水合物堵塞時，則普遍采取加入甲醇的方法解除堵塞。

由本領(lǐng)域公知知識可知：在井筒內(nèi)，天然氣能夠依次通過油管壁-油管套管組成的環(huán)形空間-套管壁-固井水泥環(huán)向大地散熱，且天然氣的散熱速度、散熱量與其溫度正相關(guān)。

中國石油大學(xué)出版社2000年7月第1版第1次印刷的《油田化學(xué)》第277頁第2～3行曾述：“在一定條件下，天然氣可與水生成水合物，使天然氣管道產(chǎn)生堵塞。”該《油田化學(xué)》第269頁第10-11行曾述：“在地層條件下，天然氣是與水接觸的，因此天然氣中總含有一定數(shù)量的水蒸氣。”

公開資料表明：有的天然氣與液態(tài)水伴生，當(dāng)天然氣從氣層流出時，會與其伴生的液態(tài)水形成混合流體一起流動。

由《油田化學(xué)》第277頁表9-3可知：甲烷水合物的臨界生成溫度為47℃，乙烷水合物的臨界生成溫度為14.5℃。

由《大牛地低壓致密氣藏儲層改造理論與實踐》第11頁倒數(shù)第10行所述可知：“大牛地氣田天然氣組分中甲烷含量總體較高，乙烷以上組分含量較低。”

由本領(lǐng)域公知知識可知：由于天然氣密度、靜壓力很低，天然氣井井口壓力很高，如靖邊氣田、榆林氣田、大牛地氣田、蘇里格氣田、東勝氣田天然氣井口的壓力可高達(dá)20MPa以上，普光氣田天然氣井口的壓力超過40MPa。

以東勝氣田J11P4H井為例。

公開資料表明：東勝氣田位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯境內(nèi)，冬季最低氣溫達(dá)-31℃。

東勝氣田J11P4H井的運行資料表明：該氣井井深約2500米，井底氣層溫度約85℃，日產(chǎn)氣量1.5～3萬標(biāo)方/日，采用普通油管、套管結(jié)構(gòu)，所用油管、套管均為金屬光油管。氣井井口油管出口壓力約15MPa，冬季實測氣井井口天然氣溫度為6～10℃，夏季實測氣井井口天然氣溫度為13～16℃。

該氣井的生產(chǎn)方式可概括為：天然氣通過油管升至井口后，進(jìn)入埋地集輸管線，通過埋地集輸管線輸送至集氣站，在集氣站內(nèi)先通過加熱爐加熱升溫，然后節(jié)流降壓，然后進(jìn)入氣液分離器分離成污水和天然氣；然后讓天然氣進(jìn)入后續(xù)集輸工序，并將污水送至污水站處理后回注地層。

由本領(lǐng)域公知知識計算可知：東勝氣田天然氣壓力為20MPa時，對應(yīng)的天然氣水合物生成臨界溫度為22.1℃；壓力為6.4MPa時，對應(yīng)的天然氣水合物生成臨界溫度為14.2℃。