一种用于页岩气试采作业的天然气脱水装置制造方法及图纸

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装置。所述装置包括根据天然气流动方向依次连接的第一气液分离单元、节流降温单元和第二气液分离单元，其中，第一气液分离单元能够将页岩气井产出的高温流体进行第一次气液分离，并得到含高饱和水的高温天然气；节流降温单元能够将所述高温天然气进行节流降温，并得到低温含水的天然气；第二气液分离单元能够将所述低温含水的天然气进行第二次气液分离，并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 device for shale gas production test

The invention provides a natural gas dehydration device for shale gas test production. The device comprises a first gas-liquid separation unit, a throttling and cooling unit and a second gas-liquid separation unit successively connected according to the flow direction of the natural gas, wherein the first gas-liquid separation unit can perform the first gas-liquid separation of the high-temperature fluid produced by the shale gas well and obtain the high-temperature natural gas with high saturated water; the throttling and cooling unit can throttle and reduce the high-temperature natural gas The second gas-liquid separation unit can carry out the second gas-liquid separation of the low-temperature water bearing natural gas and obtain the deep dehydration natural gas. The beneficial effect of the invention includes: effectively cooling the shale gas produced by the gas well, and effectively reducing the water rich in the shale gas.

【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装置
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装置。
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装置，以对气井产出的页岩气进行有效降温和脱水。为了实现上述目的，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装置。所述装置可包括根据天然气流动方向依次连接的第一气液分离单元、节流降温单元和第二气液分离单元，其中，第一气液分离单元能够将页岩气井产出的高温流体进行第一次气液分离，并得到含高饱和水的高温天然气；节流降温单元能够将所述高温天然气进行节流降温，并得到低温含水的天然气；第二气液分离单元能够将所述低温含水的天然气进行第二次气液分离，并得到深度脱水的天然气。本专利技术还提供了一种用于页岩气试采作业的天然气脱水装置。所述装置可包括脱水系统根据天然气流动方向依次连接的第一气液分离单元、预降温单元、节流降温单元和第二气液分离单元，其中，第一气液分离单元能够将页岩气井产出的高温流体进行第一次气液分离，并得到含高饱和水的高温天然气；预降温单元能够将所述高温天然气进行预降温处理；节流降温单元能够将所述预降温单元处理后的高温天然气进行节流降温，并得到低温含水的天然气；第二气液分离单元能够将所述低温含水的天然气进行第二次气液分离，并得到深度脱水的天然气。在本专利技术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℃，压强可为10～50MPa。在本专利技术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低于30℃，压强可为5～10MPa，自由水含量可为天然气体积的0.02～0.06％。在本专利技术的一个或多个示例性实施例中，所述脱水系统还可包括含水检测单元，所述含水检测单元能够检测所述深度脱水的天然气的含水量。在本专利技术的一个示例性实施例中，所述预降温单元可包括换热器，所述装置还可包括含水检测单元、控制单元，其中，所述含水检测单元能够检测所述深度脱水的天然气的含水量，所述含水检测单元可通过第一管道与天然气外输管线连接，所述含水检测单元可通过第二管道与换热器连接，第一管道上可设置有截止阀、第二管道上可设置有调节阀，所述控制单元可分别与含水监测单元、截止阀和调节阀连接，在所述含水检测单元检测到所述深度脱水天然气的含水量满足外输要求的情况下，所述控制单元能够通过控制截止阀和调节阀来使第一管道呈开通的状态、第二管道呈关闭状态，以使所述深度脱水天然气能够输送至天然气外输管线，在所述含水检测单元检测到所述深度脱水天然气的含水量不能满足外输要求的情况下，所述控制单元能够通过控制截止阀和调节阀来使第一管道呈关闭状态、第二管道呈开通状态，以使所述深度脱水天然气能够输送至换热器，换热器能够利用所述深度脱水天然气对所述高温天然气进行预降温处理。在本专利技术的一个示例性实施例中，所述控制单元还可与第一气液分离单元、预降温单元、节流降温单元和第二气液分离单元中的至少一中连接，并能够对所连接的单元进行控制。在本专利技术的一个示例性实施例中，所述外输要求可包括含水量不高于1g/m3。与现有技术相比，本专利技术的有益效果可以包括：本专利技术提供的装置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。附图说明通过下面结合附图进行的描述，本专利技术的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：图1示出了本专利技术一个示例性实施例中的用于页岩气试采作业的天然气脱水装置的一个结构示意图；图2示出了本专利技术另一个示例性实施例中的用于页岩气试采作业的天然气脱水装置的一个结构示意图；图3示出了本专利技术再一个示例性实施例中的用于页岩气试采作业的天然气脱水装置的一个结构示意图；图4示出了本专利技术一个示例性实施例中的天然气节流降温过程中压降和温度变化关系的一个示意图。具体实施方式在下文中，将结合附图和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装置。本专利技术中出现的第一和第二不表示先后顺序，仅用于相互区别。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装置。在本专利技术的一个示例性实施例中，如图1所示，所述装置可以包括根据天然气流动方向依次连接的第一气液分离单元、节流降温单元和第二气液分离单元，其中，第一气液分离单元能够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。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。所述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，由于天然气的压力不变所以天然气的水的饱和度维持不变。在本实施例中，第一气液分离单元可以包括高温高压液气分离器，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，此时，液气分离器的压力不得低于高温流体的最高压力，高温高压液气分离器的水出口可以通过管路与液体存储罐相连接，气出口可以通过管路与节流降温单元连接。高温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于页岩气试采作业的天然气脱水装置，其特征在于，所述装置包括根据天然气流动方向依次连接的第一气液分离单元、节流降温单元和第二气液分离单元，其中，/n第一气液分离单元能够将页岩气井产出的高温流体进行第一次气液分离，并得到含高饱和水的高温天然气；/n节流降温单元能够将所述高温天然气进行节流降温，并得到低温含水的天然气；/n第二气液分离单元能够将所述低温含水的天然气进行第二次气液分离，并得到深度脱水的天然气。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于页岩气试采作业的天然气脱水装置，其特征在于，所述装置包括根据天然气流动方向依次连接的第一气液分离单元、节流降温单元和第二气液分离单元，其中，
第一气液分离单元能够将页岩气井产出的高温流体进行第一次气液分离，并得到含高饱和水的高温天然气；
节流降温单元能够将所述高温天然气进行节流降温，并得到低温含水的天然气；
第二气液分离单元能够将所述低温含水的天然气进行第二次气液分离，并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装置，其特征在于，所述装置包括根据天然气流动方向依次连接的第一气液分离单元、预降温单元、节流降温单元和第二气液分离单元，其中，
第一气液分离单元能够将页岩气井产出的高温流体进行第一次气液分离，并得到含高饱和水的高温天然气；
预降温单元能够将所述高温天然气进行预降温处理；
节流降温单元能够将所述预降温单元处理后的高温天然气进行节流降温，并得到低温含水的天然气；
第二气液分离单元能够将所述低温含水的天然气进行第二次气液分离，并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装置，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℃。


4.根据权利要求1或2所述的用于页岩气试采作业的天然气脱水装置，其特征在于，所述高温流体包括地层水和天然气。


5.根据权利要求1或2所述的用于页岩气试采作业的天然气脱水装置，其特征在于，所述高温流体的温度为30～100℃，压强为10～50MPa。


6.根据权利要求1或2所述的用于页岩气试采作业的天然气脱水装置，其特征在于，所述低温含水的天然气温度低于3...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾小军，廖刚，张洋，舒梅，何恩鹏，罗迦意，何博，林锐，蔡佳成，许峰，
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