一种页岩气采气优化方法与流程

本发明涉及页岩气开采领域，特别是一种页岩气采气优化方法。
背景技术：
：目前页岩气平台集气站工艺流程主要采用高压采气，中压集气的集输工艺，主要设备包括水套加热炉、计量分离器、燃气调压撬、污水罐等，计量流程采用井口至计量分离器的连续计量，由于页岩气井生产具有稳产期短，压力和产量衰减快等特点，例如涪陵页岩气一期焦石坝区块已有超过一半以上的生产井的井口压力与集输管网压力持平，目前已全面展开增压开采，因此综合考虑到区块开发评价以及降低一次性投资和运行成本的目的，进一步对采气和地面工艺流程进行优化，推行页岩气单井井下节流和气液两相计量采气优化工艺，减小集气站建设面积，投资成本，降低安全风险，达到将本增效的目的。技术实现要素：本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种页岩气采气优化方法。本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种页岩气采气优化方法，所述方法包括：在气井的井下安装节流器，将节流器安装在油管的适当位置，通过节流器实现井下调压，降低气体输送压力，节流后的天然气通过吸收地热，有效防止水合物的生成，井下节流后气体由于压力的降低而膨胀，气体的压能转变为动能，促进气体流速增大；通过节流后的井口压力控制在3.5-6.0mpa，井口温度20-30℃；在地面流程设置气液两相流量计，一口气井对应一个气液两相流量计，生产的天然气通过气液两相流量计进行计量，气液两相流量计通过管道连接分离器，分离器将气液分离，分离出的气体进入湿气管道，分离出的液体通过污水管线输送至处理站集中处理。具体地，所述的气液两相流量计由涡街流量计和节流式流量计组成，流量计上的传感器可测得涡街频率、工作压力、工作温度、差压等运行参数，由流量计算机计算出气液体积比和混合工况体积流量，从而推算出气液两相流量；气液两相测量原理如下：推导出：其中标准孔板参数、s对于一个定型的节流式流量计均为已知量，由差压变送器测得；因此只要找到测量流速的传感器即可计算出以下参数：ρ＝(q气*ρ气+q液*ρ液)/qvq液＝qv*lvfq气＝qv*(1-lvf)其中：v为流速，s为-截面积，q气为工况气流量，qv为工况混合体积流量，lvf含液率百分比，ρ气为气相组分设定值进行温压补偿计算，ρ液现场取样后设定，q气只需通过温压补偿后反算即可得出。本发明具有以下优点：井下节流和气液两相计量采气工艺，取消了原标准化流程中的加热炉、部分计量分离器、调压撬，缩短了工艺流程，采气管线设计压力等级大大降低，井场平面布置更加简洁，节约成本，减少占地面积，便于操作与管理。附图说明图1为本发明的流程示意图；图2为页岩气水合物生成温度曲线图。具体实施方式下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。如图1-2所示，一种页岩气采气优化方法，所述方法包括：在气井的井下安装节流器，将节流器安装在油管的适当位置，通过节流器实现井下调压，降低气体输送压力，节流后的天然气通过吸收地热，有效防止水合物的生成，井下节流后气体由于压力的降低而膨胀，气体的压能转变为动能，促进气体流速增大，还有利于提高气井的携液能力；通过节流后的井口压力控制在3.5-6.0mpa，井口温度20-30℃；在地面上设置气液两相流量计，一口气井对应一个气液两相流量计，生产的天然气通过气液两相流量计进行计量，气液两相流量计通过管道连接分离器，分离器将气液分离，分离出的气体进入湿气管道，分离出的液体通过污水管线输送至污水处理站集中处理。进一步地，所述的气液两相流量计由涡街流量计和节流式流量计组成，流量计上的传感器可测得涡街频率、工作压力、工作温度、差压运行参数，由流量计算机计算出气液体积比和混合工况体积流量，从而推算出气液两相流量；气液两相测量原理如下：推导出：其中标准孔板参数、s对于一个定型的节流式流量计均为已知量，由差压变送器测得；因此只要找到测量流速的传感器即可计算出以下参数：ρ＝(q气*ρ气+q液*ρ液)/qvq液＝qv*lvfq气＝qv*(1-lvf)其中：v为流速，s为-截面积，q气为工况气流量，qv为工况混合体积流量，lvf含液率百分比，ρ气为气相组分设定值进行温压补偿计算，ρ液现场取样后设定，q气只需通过温压补偿后反算即可得出。预设气体组分、液相物性，由传感器检测的温度t、压力p计算出工况下密度ρ气，再由液体密度ρ液、气体工况密度ρ气与计算出的混合密度ρ混计算出lvf或gvf，最后通过lvf或gvf与涡街传感器检测的工况体积流量qv计算出气相流量q气与液相流量q液，流量显示体积流量。传统的节流式流量计或者涡街流量计只能以气相或液相作为测量介质，气相中含液量超出一定值时误差很大甚至无法计量。从表1可知，在最高井口压力6mpa时，水合物形成温度为10.96℃，远低于井口最低温度20℃，不会形成水合物；同时结合页岩气井井下节流试验显示，井口压力可稳定在4.0-5.0mpa，温度超过20℃，故通过采用井下节流技术可将工艺流程由“高压采气”优化为“中压采气”，避免水化物堵塞，并取消400kw水套加热炉，减少天然气的燃烧，降低对环境的污染，降低采气的成本。本发明的采气优化方法采用井下节流和气液两相计量采气工艺，取消了原标准化流程中的加热炉、部分计量分离器、调压撬，缩短了工艺流程，并且减少了地面上的设备的数量，分离器的数量减少60-80％，占地面积相应减少70％，设备管理、维护工作量及费用大幅度下降，包括注册、检测、设备维护保养费用等，并且安全性能大幅提高。采气管线设计等级大大降低，平面布置更加简洁，便于操作与管理。表1页岩气水合物形成温度与压力关系压力(mpa)4.04.55.05.56.010.0水合物温度(℃)7.188.219.1710.1110.9615.69压力(mpa)15.020.025.030.035.040.0水合物温度(℃)19.1021.3723.0724.4625.6426.67以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。当前第1页12