[发明专利]深水气井生产管路水合物堵塞早期监测装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于海洋油气开发技术领域，具体地，涉及一种深水气井生产管路水合物堵塞早期监测装置及方法。

背景技术

随着我国南海深水油气勘探开发的不断深入，一批深水油气田逐渐进入生产开发阶段，为此需要安装大量由水下生产系统、海底管道及立管系统等组成的生产管路，为油气开采提供通道。

图1为典型的深水气井生产系统，主要由井筒(油管)101、水下采油树103、水下管汇104、海底管线107、立管110和油气处理平台(FPSO)112组成。井筒101通过水下采油树103与水下管汇104相连接，水下管汇与海底管线107相连接，海底管线107与立管110相连接，立管110连接到油气处理平台112上。在气井生产过程中，地层产出流体进入井筒101后，向上流动到达井口，借助水下采油树103提供的流动通道汇集到水下管汇104，经由海底管线入口105流入海底管线107，从海底管线出口109流出后到达立管110，最后通过立管出口111输送到油气处理平台(FPSO)112进行油气分离处理，合格的原油储存在FPSO上的油舱中，并由穿梭游轮将原油送至陆上。

由于水深较大，在生产管路中存在低温高压环境，若生产管路中含有自由水或处于水蒸气过饱和状态，则在管路中容易生成水合物，造成管路堵塞，降低管路的输送能力，甚至停产，危害生产作业的安全进行。

现有的应对生产管路中水合物堵塞的方法大体可分为两类。一类是依据水合物生成相平衡理论，通过理论计算来确定管路系统中何处满足水合物生成的温度压力条件，并采用注入大量水合物抑制剂的办法来降低水合物生成温度，使得管路系统不存在水合物生成区域。这种方法对水合物问题的严重程度估计过于保守，理论研究和生产实践已经表明，少量水合物生成未必就能造成管路堵塞，若在确保不发生堵塞的前提下，允许少量水合物生成，则能降低所需的水合物抑制剂浓度，减少水合物抑制剂用量，减少对环境的危害，降低生产成本。另外一类应对管路中水合物堵塞的方法是在发生水合物堵塞后，关井停产，下入检测工具来确定发生水合物堵塞的位置，进而采取一定的措施来进行解堵。这种方法需要频繁关井停产，影响正常生产作业。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种深水气井生产管路水合物堵塞早期监测装置及方法，对生产管路中水合物堵塞位置及堵塞严重程度进行早期监测，为现场人员提供充足的时间来采取处理措施，从而避免更严重的堵塞状况的发生。

为实现上述目的，本发明采用下述方案：

深水气井生产管路水合物堵塞早期监测装置，包括：数据采集传输系统、数据分析处理系统和水合物抑制剂自动注入系统；数据采集传输系统实时监测生产管路内温度压力数据，并将监测数据传输到数据分析处理系统；数据分析处理系统对监测数据进行存储、分析和处理，对生产管路内天然气水合物堵塞状况进行计算分析，并发出预警信号和水合物抑制剂注入指令；水合物抑制剂自动注入系统安装在平台上，根据数据分析处理系统发出的指令，向生产管路中注入水合物抑制剂。

相对于现有技术，本发明的有益效果如下：能够对生产管路中水合物堵塞状况进行早期监测，及早预警水合物堵塞状况，为现场人员提供充足的时间来采取注入水合物抑制剂的措施，从而避免更严重的堵塞状况的发生。和依据水合物生成相平衡理论而完全抑制管道内水合物生成的技术相比，本发明可以在确保不发生水合物堵塞的情况下，减少水合物抑制剂用量，减少对环境的危害，降低生产成本。

附图说明

图1是深水气井生产系统示意图；

图2是深水气井生产管路水合物堵塞早期监测装置示意图；

图中：101、井筒；102、第一水合物抑制剂注入接头；103、水下采油树；104、水下管汇；105、海底管线入口；106、第二水合物抑制剂注入接头；107、海底管线；108、第三水合物抑制剂注入接头；109、海底管线出口；110、立管；111、立管出口；112、油气处理平台(FPSO)；201a、第一温压传感器组；201b、第二温压传感器组；201c、第三温压传感器组；201d、分布式光纤传感器；202、光缆；301、光纤接口；302、光-电解调器；303、计算机；401、报警器；501、水合物抑制剂储罐；502、信号执行机构；503a、第一水合物抑制剂注入泵；503b、第二水合物抑制剂注入泵；；503c、第三水合物抑制剂注入泵；504a、第一水合物抑制剂注入管线；504b、第二水合物抑制剂注入管线；504c、第三水合物抑制剂注入管线。

具体实施方式