元素硫沉积解堵方法技术

本发明专利技术实施例提供一种元素硫沉积解堵方法

【技术实现步骤摘要】
元素硫沉积解堵方法、解堵药剂用量确定方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种元素硫沉积解堵方法
、
解堵药剂用量确定方法及系统
。

技术介绍

[0002]含硫气藏在世界范围内都有着广泛的分布
。
含硫气藏中因为
H2S
的存在，使其采出天然气的物性与常规天然气有着较大的差别
。
在地层原始条件下，硫元素通常以硫化氢或者与硫化氢结合生成多硫化氢的形式存在，多硫化氢和单质硫
、
硫化氢可以相互转换
。
随着气井的开采，井底径向的压力降低，天然气携带的多硫化氢会发生分解，析出单质硫
。
气藏投入开发后，随着时间地层压力和温度沿径向不断降低，随着温度压力的变化，采出气会发生相态转变，在达到或超过含硫饱和度时，气体中析出单质硫，若单质硫不能被气流携带冲走就会产生硫沉积的现象
。
[0003]元素硫在地面集输系统管道或设备中沉积会对生产带来严重影响，沉积在阀门或流量装置上影响计量仪器的精度；沉积出现在法兰
、
三通或弯头处可能导致管线堵塞和输气中断；沉积会导致压力表处压力升高至预警值，从而触发连锁关井；同时沉积在管道和设备内壁的元素硫会加速材料的腐蚀
。
由此可见，元素硫沉积是重大的安全隐患，严重影响气田的安全高效生产
。
[0004]集输系统沿线工艺流程和涉及到的工艺设备不尽相同，不同位置对应的操作压力
、
温度
、r/>流动状态情况较为复杂，并且涉及到气固相平衡问题
、
硫颗粒的形核
、
生产动力学以及伴随元素硫气固相态变化的气固多相流动问题
。
目前国内外对于集输系统内元素硫沉积尚无准确度高
、
与工程实际贴合度高的计算方法，现有一些经验公式不同程度对一些工况条件参数进行理想化假设，计算结果与生产实际存在偏差
。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中以理想化假设条件参数计算元素硫沉积导致计算结果与生产实际存在偏差的技术问题，本专利技术实施例提供一种元素硫沉积解堵方法
、
解堵药剂用量确定方法及系统
。
[0006]本专利技术实施例通过下述技术方案实现：
[0007]第一方面，本专利技术实施例提供一种元素硫沉积解堵药剂用量确定方法，包括：
[0008]获取集输系统当前子工段的生产参数；其中，生产参数包括当前子工段运行压力和当前子工段运行温度；
[0009]测定工段上游位置的天然气中元素硫含量
C0；
[0010]根据公式
(1)
‑
(2)
计算所述当前子工段元素硫沉积的析出量
M
；
[0011][0012]M
＝
(C0‑
C
sn
)
×
Q
n
ꢀꢀꢀ
(2)
[0013]其中，
Qn
为当前子工段工作条件下的天然气流量；
Q0为标准状态下天然气流量；
Tn
为当前子工段运行温度；
Pn
为当前子工段运行压力；
Pa
为当地大气压；
Z
为天然气压缩因子；
M
为当前子工段内元素硫沉积析出量；
C
Sn
为工段的末段子工段对应的元素硫溶解度；
[0014]根据公式
(3)
确定当前子工段中化学解堵药剂用量
M
’
[0015][0016]C
药剂
为元素硫在化学解堵药剂中溶解度；
f
药剂
为解堵药剂溶硫效率，取值范围
0.3
～
0.99
；
K
为余量系数，
0.1
＜
K
＜
5。
[0017]进一步的，还包括：
[0018]将工段划分成若干个子工段，每个子工段中的各个位置的流动参数与工况运行参数稳定，当前子工段为任意一个所述子工段
。
[0019]进一步的，测定工段上游位置的天然气中元素硫含量
C0，包括：
[0020]根据公式
(4)
确定工段上游位置的天然气中元素硫含量
C0[0021]C0＝
min(C
s1
，
C
si
)
×
f
s
ꢀꢀꢀ
(4)
[0022]min(C
s1
,C
si
)
为工段出现元素硫沉积之前的各子工段中溶解度的最小值；
C
Si
为出现元素硫沉积位置的前一个子工段对应的元素硫溶解度
,i
取值为
1,2,3
……
n
，
n
为正整数；
fs
为饱和系数，取值范围
0.1
～
0.99。
[0023]进一步的，
C
Sn
和
C
Si
通过实测或者公式计算得到
。
[0024]第二方面，本专利技术实施例提供一种元素硫沉积解堵药剂用量确定系统，包括：
[0025]获取单元，用于获取集输系统当前子工段的生产参数；其中，生产参数包括当前子工段运行压力和当前子工段运行温度；
[0026]测定单元，用于测定工段上游位置的天然气中元素硫含量
C0；
[0027]第一计算单元，用于根据公式
(1)
‑
(2)
计算所述当前子工段元素硫沉积的析出量
M
；
[0028][0029]M
＝
(C0‑
C
sn
)
×
Q
n
ꢀꢀꢀ
(2)
[0030]其中，
Qn
为当前子工段工作条件下的天然气流量；
Q0为标准状态下天然气流量；
Tn
为当前子工段运行温度；
Pn
为当前子工段运行压力；
Pa
为当地大气压；
Z
为天然气压缩因子；
M
为当前子工段内元素硫沉积析出量；
C
Sn
为工段的末段子工段对应的元素硫溶解度；
[0031]第二计算单元，用于根据公式
(3)
确定当前子工段中化学解堵药剂用量
M
’
[0032][0033]C
药剂
为元素硫在化学解堵药剂中溶解度；
f
药剂
为解堵药剂溶硫效率，取值范围
0.3
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种元素硫沉积解堵药剂用量确定方法，其特征在于，包括：获取集输系统当前子工段的生产参数；其中，生产参数包括当前子工段运行压力和当前子工段运行温度；测定工段上游位置的天然气中元素硫含量
C0；根据公式
(1)
‑
(2)
计算所述当前子工段元素硫沉积的析出量
M
；
M
＝
(C0‑
C
sn
)
×
Q
n
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
其中，
Qn
为当前子工段工作条件下的天然气流量；
Q0为标准状态下天然气流量；
Tn
为当前子工段运行温度；
Pn
为当前子工段运行压力；
Pa
为当地大气压；
Z
为天然气压缩因子；
M
为当前子工段内元素硫沉积析出量；
C
Sn
为工段的末段子工段对应的元素硫溶解度；根据公式
(3)
确定当前子工段中化学解堵药剂用量
M
’
C
药剂
为元素硫在化学解堵药剂中溶解度；
f
药剂
为解堵药剂溶硫效率，取值范围
0.3
～
0.99
；
K
为余量系数，
0.1
＜
K
＜
5。2.
如权利要求1所述元素硫沉积解堵药剂用量确定方法，其特征在于，还包括：将工段划分成若干个子工段，每个子工段中的各个位置的流动参数与工况运行参数稳定，当前子工段为任意一个所述子工段
。3.
如权利要求1所述元素硫沉积解堵药剂用量确定方法，其特征在于，测定工段上游位置的天然气中元素硫含量
C0，包括：根据公式
(4)
确定工段上游位置的天然气中元素硫含量
C0C0＝
min(C
s1
，
C
si
)
×
f
s
ꢀꢀꢀꢀ
(4)min(C
s1
,C
si
)
为工段出现元素硫沉积之前的各子工段中溶解度的最小值；
C
Si
为出现元素硫沉积位置的前一个子工段对应的元素硫溶解度
,i
取值为
1,2,3
……
n
，
n
为正整数；
fs
为饱和系数，取值范围
0.1
～
0.99。4.
如权利要求1所述元素硫沉积解堵药剂用量确定方法，其特征在于，
C
Sn
和
C
Si
通过实测或者公式计算得到
。5.
元素硫沉积解堵药剂用量确定系统，其特征在于，包括：获取单元，用于获取集输系统当前子工段的生产参数；其中，生产参数包括当前子工段运行压力和当前子工段运行温度；测定单元，用于测定工段上游位置的天然气中元素硫含量
C0；第一计算单元，用于根据公式
(1)
‑
(2)
计算所述当前子工段元素硫沉积的析出量
M
；
M
＝
(C0‑
C
sn
)
×
Q
n
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
其中，
Qn
为当前子工段工作条件下的天然气流量；
Q0为标准状态下天然气流量；
Tn
为当
前子工段运行温度；
Pn
为当前子工段运行压力；
Pa
为当地大气压；
Z
为天然气压缩因子；
M
为当前子工段内元素硫沉积析出量；
C
Sn
为工段的末段子工段对应的元素硫溶解度；第二计算单元，用于根据公式
(3)
确定当前子工段中化学解堵药剂用量
M
’
C
药剂
为元素硫在化学解堵药剂中溶解...

【专利技术属性】
技术研发人员：田源，沈长寿，闫静，彭维茂，范永昭，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：