專利名稱：解決CO₂壓注流程凍堵技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種解決(X)2壓注流程凍堵技術(shù)，屬于石油開采領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
油氣田重大開發(fā)先導(dǎo)試驗(yàn)項(xiàng)目，累計(jì)注氣超過3. 8X 104t，按試驗(yàn)方案的要求， 對(duì)驅(qū)油試驗(yàn)相關(guān)的采氣、凈化、運(yùn)輸、壓注等系統(tǒng)中的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行檢修，并將總配注量由 3m3/h調(diào)整至6m3/h。隨后的運(yùn)行過程中，壓注泵供液用喂料泵及進(jìn)口流程頻繁發(fā)生凍堵，需 要作進(jìn)一步改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種解決(X)2壓注流程凍堵技術(shù)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是CO2壓注系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中主要參考油田注水流程的設(shè)計(jì)，并在此基礎(chǔ)上借鑒了 C02吞吐、CO2凈化處理方面的一些先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，整個(gè)壓注系統(tǒng)主要包括一只(X)2儲(chǔ)罐(容積 120m3、設(shè)計(jì)壓力2. 5MPa、設(shè)計(jì)溫度_35°C )、一臺(tái)給料泵(理論排量12. 5m3/h)、兩臺(tái)壓注泵 (理論排量6. 3m3/h、設(shè)計(jì)壓力30MPa)、一座套管換熱器以及五口注氣井的配注流程等。CO2壓注工藝流程0)2儲(chǔ)罐內(nèi)盛裝著通過槽船運(yùn)來的液態(tài)0)2(1. 9 2. IMPa,-20 _25°C )，首先用給料泵將(X)2增壓至2. 2 2. 3MPa向壓注泵供液，經(jīng)壓注泵 加壓到注入壓力后，進(jìn)入套管換熱器用熱水加溫至15 30°C，然后通過配注流程(計(jì)量、分 配)注入各注氣井。流程凍堵原因發(fā)分析CO2儲(chǔ)罐內(nèi)溫度不斷下降是主要原因。在正常壓注過程中，隨著儲(chǔ)罐液位的不斷下 降，在沒有外來壓力源補(bǔ)充的條件下，儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力必然不斷下降。隨著壓力的不斷下降， 當(dāng)下降到儲(chǔ)罐內(nèi)液態(tài)(X)2的沸騰壓力時(shí)，罐內(nèi)的(X)2失去相態(tài)平衡，下部液態(tài)的(X)2開始汽 化。因儲(chǔ)罐具有良好的隔熱層，基本得不到外界熱量的補(bǔ)充。這樣壓注過程中，罐內(nèi)的熱量 平衡被打破，溫度隨著壓力不斷降低而下降。當(dāng)溫度降至罐內(nèi)液體的霜點(diǎn)以下時(shí)，水份開始 析出并凝結(jié)在罐內(nèi)器壁、管壁上。在壓注量較低、氣溫較高的季節(jié)時(shí)，由于絕熱層、人孔、接 管等從外界吸收熱量，凍堵現(xiàn)象不太明顯。當(dāng)注汽量調(diào)大到6. 0m3/h后，經(jīng)估算每小時(shí)熱量 虧空達(dá)到72000kJ，從漏冷處吸收的熱量不能滿足的需要，罐內(nèi)失去熱量平衡，導(dǎo)致儲(chǔ)罐出 口的給料泵及管路頻繁發(fā)生凍堵。壓注用(X)2內(nèi)含有過量的水份是重要原因。給料泵進(jìn)液流程中的堵塞物為白色晶 體狀固體，在常溫常壓下自動(dòng)分解，分解過程較劇烈，分解后殘留物為水，初步認(rèn)定為(X)2水 合物。據(jù)相關(guān)資料可知當(dāng)介質(zhì)中含有過飽和狀態(tài)的水蒸汽或液態(tài)水；合適的壓力溫度；同 時(shí)存在壓力波動(dòng)、氣體流向突變引起的擾動(dòng)以及存在晶種等輔助條件，就可以形成水合物。 CO2生成水合物的臨界溫度(最高溫度)為10°C。這就說明儲(chǔ)罐內(nèi)含有過量的水份。分析 水份的來源，主要有兩個(gè)原因①是上游的凈化系統(tǒng)脫水不徹底，多次對(duì)壓注用(X)2進(jìn)行分析，保持在140 170ppm之間；②檢修結(jié)束后沒有對(duì)容器及流程內(nèi)部進(jìn)行吹掃，導(dǎo)致充裝運(yùn) 輸過程中(X)2受到污染，而且由于設(shè)備低溫工況導(dǎo)致這種影響不能很快消除。喂料泵吸入 管過長是造成凍堵的又一原因。由二氧化碳的性質(zhì)可知，在沒有外部能量補(bǔ)充的條件下，當(dāng) 液態(tài)CO2的壓力降低時(shí)，液態(tài)CO2會(huì)失去相態(tài)平衡和熱量平衡，導(dǎo)致液態(tài)CO2溫度降低。給 料泵為一單級(jí)離心泵，工作時(shí)由于離心力的作用，在葉輪中心形成了一定的低壓，由于儲(chǔ)罐 內(nèi)的壓力大于泵入口處的壓力，CO2便被連續(xù)壓入葉輪中?？梢姡灰o料泵在工作，泵吸入 管內(nèi)存在壓降，這個(gè)壓降的大小與吸入管的直徑成反比，與吸入管的長度成正比。壓注系統(tǒng) 的給料泵吸入管長度細(xì)、直徑DN50，壓注時(shí)壓降在0. 1 0. 2MPa。與儲(chǔ)罐相比，泵吸入口和 吸入管內(nèi)的壓力較低，導(dǎo)致吸入管內(nèi)溫度會(huì)降低，水分在泵的吸入管、吸入口等部位析出。采取措施(1)對(duì)上游凈化系統(tǒng)中提純設(shè)備一蒸餾塔內(nèi)的填料用蒸汽清洗，降低CO2中的水 分；(2)在不卸壓的情況下，將99. 99%的甲醇用泵從檢測口頂入喂料泵的進(jìn)口流程 浸泡，以融化管壁上的水合物和水冰；(3)利用CO2儲(chǔ)罐停用的液位計(jì)接口，自制2kW電加熱增壓裝置為儲(chǔ)罐增壓補(bǔ)充熱 量；(4)去除儲(chǔ)罐兩個(gè)人孔上的絕熱材料，吸收外界的熱量。進(jìn)一步措施(I)CO2儲(chǔ)罐內(nèi)溫度不斷下降是引起凍堵的主要原因?yàn)閮?chǔ)罐增加一汽化量與最大 壓注量相當(dāng)?shù)膿Q熱器，為正常壓注時(shí)儲(chǔ)罐提供熱量，保持儲(chǔ)罐內(nèi)壓力穩(wěn)定；(2)液態(tài)(X)2含有過量的水或水蒸氣是管線發(fā)生水合物凍堵的重要原因，要從加強(qiáng) 對(duì)(X)2的品質(zhì)控制；(3)定期用99. 99%的甲醇清洗壓注泵的進(jìn)液流程，保持流程暢通，減少流程的壓 力損失；(4)對(duì)給料泵的進(jìn)口管路進(jìn)行改造，縮短其距離，減少管損。有益效果泵進(jìn)液流程上的水合物壓注凍堵周期大大延長，達(dá)到15 20天。
權(quán)利要求
1. 一種解決CO2壓注流程凍堵技術(shù)，其特征是，對(duì)上游凈化系統(tǒng)中提純設(shè)備一蒸餾塔 內(nèi)的填料用蒸汽清洗，降低(X)2中的水分；在不卸壓的情況下，將99. 99%的甲醇用泵從檢 測口頂入喂料泵的進(jìn)口流程浸泡，以融化管壁上的水合物和水冰；利用CO2儲(chǔ)罐停用的液位 計(jì)接口，自制2kW電加熱增壓裝置為儲(chǔ)罐增壓補(bǔ)充熱量；去除儲(chǔ)罐兩個(gè)人孔上的絕熱材料， 吸收外界的熱量。
全文摘要
一種解決CO2壓注流程凍堵技術(shù)，對(duì)驅(qū)油試驗(yàn)相關(guān)的采氣、凈化、運(yùn)輸、壓注等系統(tǒng)中的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行檢修，并將總配注量由3m3/h調(diào)整至6m3/h。隨后的運(yùn)行過程中，壓注泵供液用喂料泵及進(jìn)口流程頻繁發(fā)生凍堵。通過原因分析，采取如下措施對(duì)上游凈化系統(tǒng)中提純設(shè)備——蒸餾塔內(nèi)的填料用蒸汽清洗，降低CO2中的水分；在不卸壓的情況下，將99.99％的甲醇用泵從檢測口頂入喂料泵的進(jìn)口流程浸泡，以融化管壁上的水合物和水冰；利用CO2儲(chǔ)罐停用的液位計(jì)接口，自制2kW電加熱增壓裝置為儲(chǔ)罐增壓補(bǔ)充熱量；去除儲(chǔ)罐兩個(gè)人孔上的絕熱材料，吸收外界的熱量。通過上述措施泵進(jìn)液流程上的水合物壓注凍堵周期大大延長，達(dá)到15～20天。
文檔編號(hào)E21B43/20GK102094606SQ200910231799
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2009年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月10日
發(fā)明者戈寶富 申請(qǐng)人:戈寶富