一种用于页岩气试采作业的天然气脱水方法技术

本发明专利技术提供了一种用于页岩气试采作业的天然气脱水方法。所述方法包括步骤：将页岩气井产出的高温流体进行第一次气液分离，得到含高饱和水的高温天然气；将所述高温天然气进行节流降温，得到低温含水的天然气；将低温含水的天然气进行第二次气液分离，得到深度脱水的天然气。本发明专利技术的有益效果包括：对气井产出的页岩气进行有效降温，同时能够有效地降低其中富含的水分。

A natural gas dehydration method for shale gas production test

【技术实现步骤摘要】
一种用于页岩气试采作业的天然气脱水方法
本专利技术涉及页岩气试采领域，具体地涉及一种用于页岩气试采作业的天然气脱水方法。
技术介绍
页岩气试采作业是页岩气开发的关键作业环节，它是页岩气井压裂施工结束之后进行的页岩气井临时生产作业，其目的是对页岩气产气大小、长期生产潜力进行评估，为气田整体正式生产方案提供决策依据。页岩气井单井可采储量相对较少，页岩气开发要求“见气进网”，试采作业作为气井的临时生产，气井产出的天然气也需进入气田的天然气输送管网外输进行销售。众所周知，页岩气的开发为了提高单井产量，采用大规模的水力压裂施工在页岩储层形成复杂的人工缝网。单井需往气藏泵注几万方的水。在试采期间这些大量注入液体又将随产出的天然气返排出地面。四川川南地区页岩气井气藏温度高，井垂深较浅(平均垂深3038m、平均测井温度115℃)。试采作业期间井筒排出大量水、每小时数十立方，气藏中的大量热量被产出流体带到地面，气井产出流体温度高，井口达到了100℃。使得天然气饱和水含量高，部分地层水成为水蒸汽和天然气混合，富含水分的天然气在试采作业时通过试采流程后进入气田的长输管网，由于长输管网大部分埋在地表以下泥土中，工作环境温度为地面以下泥土的温度，温度低。高温富含大量水汽的页岩气在输气管网中温度降低，析出大量的自由水。析出的地层水给气田输气管网生产带来了很大的危害：管线内积液会增加管线输气的阻力，降低管线天然气输送效率；输气管线中存在水，为一些腐蚀菌类，如硫酸盐还原菌生长提供合适的环境，加快管线细菌腐蚀，造成管网的腐蚀，天然气泄露，造成很大的安全风险。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本专利技术的目的之一在于提供一种用于页岩气试采作业的天然气脱水方法，以对气井产出的页岩气进行有效降温和脱水。本专利技术一方面提供了一种用于页岩气试采作业的天然气脱水方法。所述方法可包括步骤：将页岩气井产出的高温流体进行第一次气液分离，得到含高饱和水的高温天然气；将所述高温天然气进行节流降温，得到低温含水的天然气；将低温含水的天然气进行第二次气液分离，得到深度脱水的天然气。本专利技术一方面还提供了一种用于页岩气试采作业的天然气脱水方法。所述方法可包括步骤：将页岩气井产出的高温流体进行第一次气液分离，得到含高饱和水的高温天然气；将所述高温天然气进行预降温处理；将所述预降温处理后的高温天然气进行节流降温，得到低温含水的天然气；将低温含水的天然气进行第二次气液分离，得到深度脱水的天然气。在本专利技术的用于页岩气试采作业的天然气脱水方法的一个示例性实施例中，所述预降温处理的步骤可包括：将所述深度脱水的天然气与所述高温天然气进行热量交换。在本专利技术的用于页岩气试采作业的天然气脱水方法的一个示例性实施例中，所述预降温处理能够将所述高温天然气的温度降低10～20℃。在本专利技术的用于页岩气试采作业的天然气脱水方法的一个或多个示例性实施例中，所述高温流体可包括地层水和天然气。在本专利技术的用于页岩气试采作业的天然气脱水方法的一个或多个示例性实施例中，所述高温流体的温度可为30～100℃，压力可为10～50MPa。在本专利技术的用于页岩气试采作业的天然气脱水方法的一个或多个示例性实施例中，所述低温含水的天然气温度可低于30℃，压力可为5～10MPa，含自由水的量可为天然气体积的0.02～0.06％。在本专利技术的用于页岩气试采作业的天然气脱水方法的一个或多个示例性实施例中，所述进行第二次气液分离的步骤可包括：通过气液聚结器来使所述低温含水天然气中的水、气分离。在本专利技术的用于页岩气试采作业的天然气脱水方法的一个或多个示例性实施例中，所述方法还可包括步骤：监测所述深度脱水天然气的含水量，在含水量满足外输要求的情况下，将所述深度脱水天然气输送至天然气外输管线；在含水量不满足外输要求的情况下，将所述深度脱水天然气继续进行所述节流降温和所述第二次气液分离。与现有技术相比，本专利技术的有益效果可以包括：本专利技术提供的方法能够对气井产出的页岩气进行有效的降温，从而降低高温页岩气气藏产出的天然气中富含的水分，实现页岩气气藏高效、安全的生产。具体实施方式在下文中，将结合示例性实施例详细地描述本专利技术的用于页岩气试采作业的天然气脱水方法。本专利技术提供了一种用于页岩气试采作业的天然气脱水方法。在本专利技术的一个示例性实施例中，所述方法可以包括步骤：将页岩气井产出的高温流体进行第一次气液分离，得到含高饱和水的高温天然气。在本实施例中，从页岩气井产出的高温流体可以包括地层水和天然气，其中，地层水每天最大产量1000m3、天然气每天最大产量15×104m3，高温流体的温度可以为30～100℃、压力可以为10～50MPa。对高温流体进行第一次气液分离，可以选用的是通过高温高压液气分离器将高温流体中的自由水和天然气进行分离，自由水可以通过水出口排出进入储水罐，此时，液气分离器的压力不得低于高温流体的最高压力。所以，第一次气液分离的目的在分离出高温流体中的自由水。高温流体经过第一次气液分离后得到的含高饱和水的高温天然气的温度可以为30～100℃、压力可以为10～50MPa、由于天然气压力不变所以天然气的水的饱和度维持不变。将所述高温天然气进行节流降温，得到低温含水的天然气。在本实施例中，可以选择的是通过节流降温装置对高温天然气进行节流降温。天然气经过节流降温后，温度大幅度下降，由于天然气的温度降低，其含水饱和度就随之降低，天然气中的水分析出称为自由水，节流降温后得到的低温含水的天然气的温度可以小于30℃、压力可以为5～10MPa、含自由水的量可以为天然气体积的0.02～0.06％，例如，当每天天然气的产量为15×104m3时，含自由水的量可以为3～5m3。在本实施例中，节流降温的过程还可以为绝热等焓膨胀过程，节流降温后天然气温度下降，根据天然气前后的压力变化可以得到天然气温度变化。将低温含水的天然气进行第二次气液分离，得到深度脱水的天然气。在本实施例中，可以选择的是通过气液聚结器将自由水聚结成水滴下沉积，从聚结器的水出口排出。监测所述深度脱水天然气的含水量，在含水量满足外输要求的情况下，将所述深度脱水天然气输送至天然气外输管线；在含水量不满足外输要求的情况下，将所述深度脱水天然气继续进行所述节流降温和所述第二次气液分离。在本实施例中，外输天然气的要求可以包括温度不高于30℃、每立方天然气含水不高于1g。本专利技术中的方法中外输的天然气指的是页岩气井产出的页岩天然气从井口到油田内部管网的输入，这个外输有别于从油田到城市用户的外输，本专利技术中的外输天然气要求与国家发布的天然气外输质量标准不一样，它主要遵循油田的要求。在本专利技术的另一个示例性实施例中，所述方法可以包括步骤：将页岩气井产出的高温流体进行第一次气液分离，得到含高饱和水的高温天然气。该步骤可与上一个示例性实施例中的第一步相同。将所述高温天然气进行预降温处理。预降温处理可以将高温天然气的温度降低10～20℃。将所述预降温处理后的高温天然气进行节流降温，得到低温含水的天然气。该步骤可与上一个示例性实施例中的第二步相同。将低温含水的天然气进行第二次气液分离，得到深度脱水的天然气。该步骤可与上一个示例性实施例中的第三步相同。在本实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于页岩气试采作业的天然气脱水方法，其特征在于，所述方法包括步骤：将页岩气井产出的高温流体进行第一次气液分离，得到含高饱和水的高温天然气；将所述高温天然气进行节流降温，得到低温含水的天然气；将低温含水的天然气进行第二次气液分离，得到深度脱水的天然气。

【技术特征摘要】
1.一种用于页岩气试采作业的天然气脱水方法，其特征在于，所述方法包括步骤：将页岩气井产出的高温流体进行第一次气液分离，得到含高饱和水的高温天然气；将所述高温天然气进行节流降温，得到低温含水的天然气；将低温含水的天然气进行第二次气液分离，得到深度脱水的天然气。2.一种用于页岩气试采作业的天然气脱水方法，其特征在于，所述方法包括步骤：将页岩气井产出的高温流体进行第一次气液分离，得到含高饱和水的高温天然气；将所述高温天然气进行预降温处理；将所述预降温处理后的高温天然气进行节流降温，得到低温含水的天然气；将低温含水的天然气进行第二次气液分离，得到深度脱水的天然气。3.根据权利要求2所述的用于页岩气试采作业的天然气脱水方法，其特征在于，所述预降温处理的步骤包括：将所述深度脱水的天然气与所述高温天然气进行热量交换。4.根据权利要求2所述的用于页岩气试采作业的天然气脱水方法，其特征在于，所述预降温处理能够将所述高温天然气的温度降低10～20℃。5.根据权利要求1或...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺秋云，廖刚，曾小军，舒梅，何恩鹏，罗迦意，何博，彭陶钧，张文斌，杜怡，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司，中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51