[发明专利]一种气井井口节流加热生产装置及方法

说明书

本发明提供一种气井井口节流加热生产装置及方法，包括生产管线、伴热装置、叶轮膨胀机、控制阀和电源系统，所述的生产管线出口段设置有伴热装置和控制阀，伴热装置和控制阀之间设置有叶轮膨胀机，所述的电源系统分别与伴热装置和叶轮膨胀机电连接。本发明中叶轮膨胀机既可以发电，又起节流降压作用；加热装置可提高管线内天然气介质温度。本发明可代替井下节流工艺，降低生产投入成本、施工难度及安全风险，将气井节流生产调节由井下不可控转移至地面可调可控状态，大大缩短生产调节导致的停井周期。同时，由于井口加热，可提高生产官道内天然气介质温度，降低水合物形成几率，可缓解单井管线冬季冻堵问题。

技术领域

本发明涉及天然气开发领域，特别适合单井产能低，需低成本开发气田，特别涉及一种气井井口节流加热生产装置及方法。

背景技术

苏里格气田属于典型的“低渗、低压、低产、低丰度”气田，从2002年开始投入开发评价以来，对气田的认识不断深化，认识到气田经济有效开发必须“依靠科技、创新机制、简化开采，走低成本开发的道路”。在此期间，钻采工艺以降低成本为核心，开展了以快速钻井、分层压裂和井下节流为代表的一系列工艺技术试验。通过井下节流与多项地面集气技术的配套试验，最终形成了井口不加热、不注醇、集气管线不保温的中低压集气新思路。其中井下节流工艺技术是地面流程简化的关键技术。

采用井下节流技术应用后，可大大降低集气管线压力、取消注醇管线、取消地面加热炉、有效防止水合物堵塞，建设和生产费用都可大幅度降低，并且在防止地层激动等方面具有一定的效果。该技术成为实现井口不加热、不注醇、集气管线不保温的中低压集气新思路的基础。从试验情况来看，井下节流工艺取得了成功，效果显著，而低压气则用天然气压缩机增压外输。从能量利用观点分析来看，这种方法显然不合理：高压气藏的能量浪费在节流阀上，而驱动天然气压缩机又需消耗额外能量。该工艺从加工、生产、维护等方面存在如下问题：

第一、井下节流工艺施工繁琐、工作量大，整体成本高；

第二、井下节流工艺对井下工具要求高，且维修施工难度大、成本高、周期长，具有较高的安全风险，维修过程影响气井正常生产。

近年来，从世界范围来看天然气管道输送压力越来越高。天然气管网的压力远高于用户所需的压力，蕴藏有大量的压力能。目前，国内已有天然气压力能回收利用研究；国外已对天然气压力能利用从单纯的工程应用转向较深入的理论研究。

综上所述，结合长庆苏里格气田现状，提出一种利用气井自身能量，实现井口节流加热生产工艺，降低开发成本，满足生产工艺要求。

发明的内容

为了克服现有井下节流工艺施工繁琐、工作量大，整体成本高；井下节流工艺对井下工具要求高，且维修施工难度大、成本高、周期长，具有较高的安全风险，维修过程影响气井正常生产的问题。本发明提供一种气井井口节流加热生产装置及方法，本发明无须井下节流装置，满足中低压集气工艺要求并解决单井管线冬季冻堵问题，进一步降低气井开发及生产运行成本，缩短调产停井周期，使气井节流由井下不可控转移至地面可控状态。

本发明采用的技术方案为：

一种气井井口节流加热生产装置，包括生产管线、伴热装置、叶轮膨胀机、控制阀和电源系统，所述的生产管线出口段设置有伴热装置和控制阀，伴热装置和控制阀之间设置有叶轮膨胀机，所述的电源系统分别与伴热装置和叶轮膨胀机电连接。

所述的伴热装置和叶轮膨胀机均通过电源导线与电源系统电连接。

所述的伴热装置为电加热器。

所述的叶轮膨胀机下游设有紧急截断阀。

所述的叶轮膨胀机通过生产管线产出的高压天然气驱动发电并将电能存储至电源系统中。

所述的控制阀为流量控制阀。

一种气井井口节流加热生产方法，具体步骤为：