隔热套管下入深度对天然气水合物的抑制分析

摘要

针对井筒天然气水合物堵塞难题,采用隔热套管到深水气井中可减少海水以及地层与井筒的传热,也能实现井筒流体保温,降低天然气水合物生成风险.国内隔热油管一般适用于稠油热采中提升稠油温度,因隔热套管价格昂贵且过多层位隔热套管会引起强度不足,导致测试失败.因此精准确定隔热套管的下入深度可以极大地减少开采成本,最大化地实现井筒保温.在套管微元体迭代求解数值方法下,得到套管最佳下入深度的离散解,保证了最佳下入深度的收敛性.以我国南海Y气井建立的深水气井为研究对象,对天然气水合物的形成井段以及温压临界条件进行了模型预测,确定了在固定的井产量下隔热套管最佳的下入深度.研究结果表明:设计优选出的E级隔热套管外径127 mm,导热系数0.006 W/(m · ℃),抗拉载荷615 kN;该隔热套管下入井筒1 500 m处,可提升井筒流体温度15 ℃,满足井筒多产量采气要求,可以有效抑制井筒生成天然气水合物.研究内容和所得结论对于深水气井抑制天然气水合物的形成以及有效地控制开采投资具有一定的参考作用.