[发明专利]深水水下井口的化学药剂注入系统及方法

说明书

本发明公开了一种深水水下井口的化学药剂注入系统及方法，化学药剂注入系统包括药剂储罐、高压泵组、多个低压泵组以及连接多个水下井口的油管的多条注入管线；所述高压泵组和每一个所述低压泵组形成并联连接在所述药剂储罐和对应的一注入管线之间；化学药剂注入前，通过所述高压泵组对所述注入管线中气柱进行驱替；气柱驱替后，通过所述低压泵组将所述药剂储罐中的化学药剂通过所述注入管线注入油管内。本发明的深水水下井口的化学药剂注入系统，通过一高压泵组与多个低压泵组配合，高压泵组可作为高压驱替泵，能够完成气田中多个水下井口的气柱驱替和药剂注入，在减少成本投入的同时也降低了现场的操作难度。

技术领域

本发明涉及油气开采工程技术领域，尤其涉及一种深水水下井口的化学药剂注入系统及方法。

背景技术

在深水油气田的开采过程中，一般会采用水下生产系统进行开采，由于地层水中含有较高浓度的钙离子、镁离子、碳酸根、硫酸根等成垢离子，且深水油气田一般属于高温、超高温井，因压力、温度或水成分变化破坏了原来的化学平衡而产生垢，从而堵塞油管，影响气田产量。同时，为保障整个生产系统的流动性安全，还需考虑海管水合物影响因素。可见，为了保护设备和管线，向深水气田的开发井注入化学药剂(防垢剂、甲醇、乙二醇等)是非常有必要的。

为了尽可能减少成本的投入，在配置注入泵的时候会充分利用静液柱压力来减少泵的操作压力，尤其是处于泥面以下的化学药剂注入系统，由于注入深度在几千米左右，理论计算只需要平台配置一台几兆帕的注入泵即可将药剂注入至几十兆帕的井筒之中。

由于井底注入阀一般与油管成套安装，检修困难，为此注入阀会配置多个单向阀以防止气窜，增加注入阀的寿命。但在实际的运行过程中，注入阀均有不同程度的气窜现象，导致化学药剂注入管线中存在气柱，在重新启动化学药剂注入系统时则无法正常建立静液柱使得药剂无法注入到井底。为了解决该问题，目前有两种普遍的做法，一种是在每次启动之前租赁高压注入泵驱替管线中的气柱，待建立正常的静液柱压力后重新启动药剂注入系统，另一种是在设计之初是便不再考虑静液柱，直接将化学药剂注入泵设计为高压注入泵。第一种做法增加了现场的操作难度及风险，第二种做法则将成本提高了数倍之多。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种操作方便，减少成本投入的深水水下井口的化学药剂注入系统及深水水下井口的化学药剂注入方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种深水水下井口的化学药剂注入系统，包括药剂储罐、高压泵组、多个低压泵组以及连接多个水下井口的油管的多条注入管线；所述高压泵组和每一个所述低压泵组形成并联连接在所述药剂储罐和对应的一注入管线之间；

化学药剂注入前，通过所述高压泵组对所述注入管线中气柱进行驱替；气柱驱替后，通过所述低压泵组将所述药剂储罐中的化学药剂通过所述注入管线注入油管内。

优选地，在所述低压泵组故障检修时，通过所述高压泵组将所述药剂储罐中的化学药剂通过所述注入管线注入油管内。

优选地，所述高压泵组包括高压泵、连接在所述高压泵的进口和药剂储罐之间的第一高压管线、连接在所述高压泵的出口和注入管线之间的第二高压管线、设置在所述第二高压管线上的第一隔离阀；

所述低压泵组包括低压泵、连接在所述低压泵的进口和药剂储罐之间的第一低压管线、连接在所述低压泵的出口和注入管线之间的第二低压管线、设置在所述第二低压管线上的第二隔离阀。

优选地，所述第二高压管线具有多个分支管线，每一所述分支管线与对应的一所述低压泵组并联至对应的所述注入管线上；每一所述分支管线上设有所述第一隔离阀。

优选地，所述高压泵的设计压力＝(注入点压力+管路压降)×设计误差系数；

所述低压泵的设计压力＝(注入点压力-静液柱压力+管路压降)×设计误差系数；