[发明专利]一种天然气流道防冻和解堵方法

说明书

技术领域

本发明涉及天然气生产、天然气储运领域，尤其是涉及一种天然气流道防 冻和解堵方法。

背景技术

中国石油大学出版社2000年7月第1版第1次印刷的《油田化学》第269 页第10-11行曾述：“在地层条件下，天然气是与水接触的，因此天然气中总 含有一定数量的水蒸气。”这些水蒸气在温度较低时会冷凝成水，在温度低于 水的凝固点(或冰点)时会结冰，冻堵天然气井筒、井口、管线、阀门、流量 计等天然气流道，使天然气采气、集输、储运等过程无法正常进行。

公开资料表明：有的天然气与液态水伴生，当天然气从地层产出时，会与 其伴生的液态水形成混合流体一起流动；当温度低于该液态水的凝固点(或冰 点)时，该液态水同样会结冰，冻堵天然气井筒、井口、管线、阀门、流量计 等天然气流道，使天然气采气、集输、储运等过程无法正常进行。

在我国北方地区的冬季环境中生产、储运天然气时，如果环境温度低于零 度，则产气量较低的天然气井井口、地面集输、储运系统的管线、阀门、流量 计等的外壁温度可达零下，这就会造成天然气中的水蒸气、液态水结冰，冻堵 天然气井筒、井口、管线、阀门、流量计等天然气流道，使天然气采气、集输、 储运等过程无法正常进行。

因为天然气密度、静压力很低，天然气从地层产出时，往往压力高达20MPa 以上，需要经过专门的节流降压才能进一步集输或进入大型装置处理；该节流 降压过程会导致天然气温度降低至零下，使天然气中的水结冰，冻堵相应的节 流装置、管线、阀门等天然气流道，导致天然气生产过程无法正常进行。

因此，为了保证天然气采气、集输、储运等生产过程正常进行，必须解决 天然气流道结冰冻堵问题。

由前述《油田化学》第277页表9-3可知：甲烷水合物的临界生成温度为 47℃，乙烷水合物的临界生成温度为14.5℃；而由公开资料可知国内现有天然 气的主要成分为甲烷，其在生产、储运压力条件下的水合物临界生成温度一般 在10℃以上；例如苏里格气田生产时的压力为3～5MPa，相应天然气水合物临 界生成温度一般在10～12℃；因此，天然气水合物抑制剂的有效作用温度大部 分在零度以上；换言之，天然气水合物抑制剂即使不能有效降低水的冰点，仍 然能够有效防止天然气水合物生成，例如该《油田化学》第279-282页所述的 “表面活性剂”、“水溶性聚合物”虽然“称为天然气水合物抑制剂”，但室内 试验表明该类“天然气水合物抑制剂”不能有效降低水的冰点，如该《油田化 学》第282页第6-9行所述的天然气水合物“复合抑制剂”，其有效浓度达到 6mg/L就“对天然气水合物有优异的抑制作用”，但室内试验表明即使其有效浓 度达到10000mg/L也不能显著降低水的冰点。

因此，表面活性剂型、水溶性聚合物型天然气水合物抑制剂不能有效解决 天然气流道结冰冻堵问题。

目前，国内一般采用加热法、加醇法、保温法解决天然气流道结冰冻堵问 题，但均有不同的缺陷。

加热法：是指通过加热升高天然气流或天然气与水混合流体的温度，解决 天然气流道结冰冻堵问题。该方法的缺陷在于：要用加热的方法(如加热炉加 热的方法)提高天然气流或天然气与水混合流体的温度，防止水在天然气流道 内结冰(即防冻)，或者将天然气流道内的冰熔化以疏通天然气流道(即解堵)； 加热需要消耗大量能源和天然气，会大幅增加天然气生产的能耗、成本、固定 投资、管理工作量，使天然气生产工艺复杂化；因此，该方法目前国内虽然已 经大规模使用，但一直在积极寻求替代方法。