一種深水氣田生產期間井筒水合物堵塞監測方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及水合物監測領域，更具體地說，設及一種深水氣田生產期間井筒水合 物堵塞監測方法及監測裝置。
【背景技術】
[0002] 1.深水氣田生產過程中井筒對應深海井段經常滿足形成水合物的條件，即溫度較 低，壓力較高等情況。
[0003]在深水氣田生產運行過程中，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、節流后壓差大、氣流流向突變，或者施工參數、工作制度設計不當，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所生產的天然氣混合物中，由于氣體成 分不同及井筒環境達到臨界條件，也經常會有氣體水合物生成，如果井筒有大量水合物存 在，就會危及生產安全。
[0004] 2.為了防止深水氣田生產過程中井筒形成水合物，常需要采用許多措施，如加化 學抑制劑、降壓、增溫等，代價是很高的。
[0005]在現有的技術下，若采用脫水、熱力學或動力學方法來解決水合物問題，常常伴隨 著生產方式的改變，使天然氣產量發生較大改變，增大生產損失。如果生產方式改變不當， 不僅不能解決水合物問題，更可能會導致氣藏減產。
[0006] 3.研究表明，在深水氣田生產過程中井筒可W形成水合物，但并不是普遍具有持 續生長，W至于達到能夠堵塞井筒的情況
[0007]在井筒某段達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及哪里發生水合物堵塞，導致氣 井流動的問題時有發生。
[0009]在整個深水氣田生產過程中，國內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生堵塞 則研究不夠，只有一些單一的、指向性很強的水合物防治方法，缺乏一套可W適用于大部分 氣藏生產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需求，又可W減 少水合物的生成。

【發明內容】

[0010] 本發明要解決的技術問題在于，提供一種深水氣田生產期間井筒水合物堵塞監測 方法及監測裝置。
[0011] 本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種深水氣田生產期間井筒水 合物堵塞監測方法。
[0012] 在本發明所述的深水氣田生產期間井筒水合物堵塞監測方法中，包括W下步驟：
[0013] SI:根據所述井筒的環境特征選擇需要的傳感器采集需要的環境參數，根據所述 環境參數計算所述井筒的溫度分布特征、壓力分布特征，根據所述溫度分布特征、所述壓力 分布特征確定所述水合物的生成區域；
[0014] S2:根據所述水合物的生成區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:根據所述水合物的生成區域建立堵塞判別模型；
[0017] S2-2:根據所述堵塞判別模型確定需要監測的參數，根據所述需要監測的參數進 行監測，得到監測數據；
[0018] S2-3:根據所述監測數據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] 優選地，所述需要監測的參數包括平臺參數和/或海底參數；
[0020] 所述平臺參數包括地面流程溫度、地面流程壓力、氣水產量、氣組分、水礦化度、流 速的一種或多種；
[0021] 所述海底參數包括海底溫度、海底壓力、管道形狀、管道尺寸的一種或多種。 陽02引優選地，所述步驟Sl包括：
[0023] Sl-I:根據所述井筒的環境特征選擇需要的傳感器采集需要的環境參數，基于深 水氣田生產期間的井筒動態分析，選擇基于井筒徑向傳熱的生產期間井筒溫度計算模型， 得到所述井筒的溫度分布特征；
[0024] S1-2:根據所述井筒的環境特征選擇需要的傳感器采集需要的環境參數，基于深 水氣田生產期間的井筒動態分析，選擇基于井筒徑向傳熱的生成期間井筒壓力計算模型， 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域。
[0026] 優選地，還包括：
[0027]S3:如果所述水合物堵塞所述井筒，則發出危險警報，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引優選地，所述步驟S3包括：
[0029]S3-1 :根據所述堵塞判別模型確定所述水合物堵塞所述井筒的區域；
[0030]S3-2 :判定影響所述水合物堵塞的因素；
[0031]S3-3 :根據所述水合物堵塞所述井筒的區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] 在本發明所述的深水氣田生產期間井筒水合物堵塞監測裝置中，包括
[0033] 采集需要監測的參數，得到監測數據的現場計量模塊；
[0034] 與所述現場計量模塊相連接，接收所述監測數據，根據所述監測數據和內置的堵 塞判別模型判斷水合物是否堵塞井筒，如果堵塞發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，并發出危險警報，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警模塊。
[0036] 優選地，所述現場計量模塊包括溫度計量模塊、壓力計量模塊、氣體流速計量模 塊、液體流速計量模塊的一種或幾種。
[0037] 優選地，所述現場計量模塊為壓電型加速度傳感器。
[0038] 優選地，所述中央處理模塊還包括
[0039] 根據所述堵塞判別模型確定所述水合物堵塞井筒區域的區域判斷單元；W及
[0040] 判定影響所述水合物堵塞因素的因素判斷單元。
[0041] 優選地，所述需要監測的參數包括平臺參數和/或海底參數；
[0042] 所述平臺參數包括地面流程溫度、地面流程壓力、氣水產量、氣組分、水礦化度、流 速的一種或多種；
[0043] 所述海底參數包括海底溫度、海底壓力、管道形狀、管道尺寸的一種或多種。
[0044] 實施本發明的深水氣田生產期間井筒水合物堵塞監測方法及監測裝置，具有W下 有益效果：本發明提供的方案，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過程的水合物防治方法，既滿足生產需求，又可W減少水合物 的生成。
【附圖說明】
[0045] 下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：
[0046] 圖1是本發明深水氣田生產期間井筒水合物堵塞監測方法的流程圖；
[0047] 圖2是本發明深水氣田生產期間井筒水合物堵塞監測方法步驟Sl的流程圖；
[0048] 圖3是本發明深水氣田生產期間井筒水合物堵塞監測方法步驟S2的流程圖；
[0049] 圖4a是本發明深水氣田生產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是本發明深水氣田生產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是本發明深水氣田生產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是本發明深水氣田生產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是本發明深水氣田生產期間井筒水合物堵塞監測方法步驟S3的流程圖；
[0054] 圖6是本發明深水氣田生產期間井筒水合物堵塞監測裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0055] 為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，W下結合附圖和具體實施 例，對本發明進行進一步的詳細說明。應當理解，此處描述的具體實施例僅用于解釋本發 明，并不用于限定本發明。
[0056] 本發明是基于水合物的生成、堵塞機理建立的：
[0057] 在溫度、壓力達到水合物生成條件下，氣體分子形成水合物的分子動力學可W分 為兩部分：首先是水合物的成核；其次是水合物的成長。多數學者均認為水合物顆粒是在 溶解氣、水的界面處形成的，運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數可W高達1