电磁加热技术在致密砂岩气井口防冰堵的应用

电磁加热 一般是将常用的50Hz的工频电转化为几千甚者几万的中高频率,电磁加热技术目前在国内外大量应用于炼钢炉感应加热、金属热处理感应加热、过盈配合感应加热及塑胶机料筒感应加热等领域。顾名思义,电磁加热是利用电磁感应的方法使被加热的材料的内部产生涡流,依靠这些涡流的能量达到加热目的。电磁加热系统的基本组成包括感应线圈,交流电源和工件。根据加热对象不同,可以把线圈制作成不同的形状。线圈和电源相连,电源为线圈提供交变电流,流过线圈的交变电流产生一个通过工件的交变磁场,该磁场使工件产生涡流来加热[1];电磁加热是一种相当新的工艺,它之所以获得应用,主要是由于它独特的性能。当迅速变化的电流流过金属工件时,便产生集肤效应,它使电流集中于工件表层,在金属表层上产生一个选择性很高的热源。电磁加热不要求外部热源,而是利用受热工件自身作为热源,这个方法也不要求工件与能源即感应线圈接触。其它的性能,包括可以根据频率选择不同的加热深度,根据线圈耦合设计而得到精确的局部加热,以及很高的功率密集度,或者说很高的功率密度。致密气是天然气的一种,全称是致密砂岩气,是指渗透率小于0.1md的砂岩地层天然气。致密砂岩气一般归为非常规气,但当埋藏较浅、开采条件较好时也可归为常规气开发。致密气作为一种重要的非常规天然气资源,已经逐渐成为天然气产量的主要增长点。与更广为人知的美国页岩气革命一样,致密气正在改变着我国的天然气生产格局,并将成为我国扩大"非常规"天然气生产的主力。

无热源感应多功能加热设备在深层页岩气开发中高效防冻堵的应用及适应性评价

在当前国家提出节能减排、创建资源节约型环境友好型社会的前提下,研究无热源感应多功能加热设备在深层页岩气开发中高效防冻堵技术,对解决天然气开采过程中的安全和双碳减排问题具有重要意义。明确天然气冻堵形成机理,根据每口井的现场工况,制定出符合其条件的方案,制造出其适配的产品,为其量身订做,达到节能、高效、安全的防冻堵,做到资源利用最小化,安全系数最大化。研究结果表明:(1)无热源感应多功能加热设备是利用电磁感应的方法使被加热的材料的内部产生涡流,依靠这些涡流的能量达到加热目的;(2)在每1立方米掺水0.01 KG的情况下,纯净天然气压力每降低1 MPa气体温度下降4-5℃;(3)无热源感应多功能加热设备在深层页岩气防冻堵的过程中,是一种能量利用率和转化率极高的一项技术;(4)无热源感应多功能加热设备的频率控制、磁场方向确认、反向电压控制,是当前研究热点。(5)无热源感应多功能加热设备符合场站安全要求。结论认为:国家和企业应进一步加快该项技术在井口的防冻堵应用。