吳軒

摘 要：高溫高壓氣井測試具有高溫、高壓、流體含砂、振動以及容易生成水合物等特點，相對于常規(guī)井測試，高溫高壓氣井測試有很多風(fēng)險，具有很大的挑戰(zhàn)性。因此，要求必須熟練掌握該項技術(shù)，以保證正常操作，防止風(fēng)險的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：其經(jīng)測試 地面流程 風(fēng)險防范

中圖分類號：TE353 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）07（a）-0073-01

1 高溫高壓氣井測試的特點與難點

高溫特點要求測試儀器、儀表具有更好的耐溫性能，測試設(shè)備及流程管線密封元件要求能適應(yīng)溫度的劇烈變化；高壓特點要求測試流程及設(shè)備具有更高的耐壓級別、更好的密封性能；如果地層返出流體含砂，砂粒會隨著高速流體沖刷管道內(nèi)壁，從而刺壞管線及油嘴，損壞流程下游測試設(shè)備；流程振動容易使流程管線連接脫開甚至斷裂；高壓流體經(jīng)節(jié)流降壓，特別是初開井和壓井時因返出流體呈氣液混合狀態(tài)，極有可能產(chǎn)生水合物，從而堵塞管線，迫使作業(yè)中斷。因高溫高壓氣井測試具有這些特點及難點，為保證測試作業(yè)的安全，特在傳統(tǒng)測試流程的基礎(chǔ)上，有針對性地進行優(yōu)化和升級。其中包括：對流體含砂情況進行實時在線監(jiān)測；對流程振動狀況進行實時在線監(jiān)測；上游測試流程使用15K高壓設(shè)備如15K采油樹、15K地面安全閥、15K油嘴管匯；流程高壓部分使用法蘭管線，用鋼圈密封代替常規(guī)測試流程的橡膠密封，數(shù)據(jù)頭接口及取樣口采用9/16”AUTO CLAVE代替常用的NPT扣；全流程設(shè)置多點自動控制裝置，流程在正常測試作業(yè)時如果意外超高壓或超低壓時能自動關(guān)斷，使流程智能化；流程還通過MSRV設(shè)置緊急放空流程，以保護下游加熱、分離和計量設(shè)備；使用高壓大排量化學(xué)注入泵對水合物進行有效防治。

由于地面高壓測試設(shè)備的溫度級別普遍為PU級（即最高工作溫度為250oF/121oC），而井下高溫流體返至地面時，其流體溫度很有可能高于測試設(shè)備的這一耐溫等級。如何在高溫流體進入PU級設(shè)備前有效降低其流溫，是高溫高壓氣井測試必須考慮的問題，目前，業(yè)界通常使用帶有可調(diào)油嘴的井口采油樹來解決該問題，本文以15K喀麥隆井口采油樹為例進行介紹，15K喀麥隆井口采油樹的下主閥、流動翼閥及壓井翼閥均為液控閥，可實現(xiàn)遠程操控，該采油樹流動翼閥端還配有套式油嘴節(jié)流，與15K油嘴管匯一道對返出流體進行二次節(jié)流。流體在經(jīng)耐溫190℃的井口采油樹的套式油嘴節(jié)流后，其流溫劇烈下降，以滿足下游測試設(shè)備對流體的溫度要求（低于121 ℃），當(dāng)然，如果溫降過大，會伴隨有水合物的產(chǎn)生，15K喀麥隆井口采油樹配有儀器、儀表安裝孔，可通過該通道注入防凍液對水合物進行防治。

2 高溫高壓氣井測試流程節(jié)流設(shè)備選型

油嘴管匯是整個測試流程中最為重要的設(shè)備，它所承受的來自流體的破壞相對其他設(shè)備要大得多。15K油嘴管匯一般包含五個15K閘板閥、一個可調(diào)油嘴、一個固定油嘴，固定油嘴為加強型、耐沖蝕的碳化鎢制成，油嘴尺寸4/64”～1”共16個，增量為4/64”，1”～2”共8個，增量8/64”，3-1/16”通徑，管匯上的泄壓孔為9/16”Auto clave扣型，工作溫度為：-28.9～121 ℃，管線材質(zhì)要求符合ANSI B31.3，能適用于石油、含硫化氫的天然氣、泥漿、水的工作環(huán)境，要求防硫級別為EE級，連接方式為法蘭連接。

目前測試作業(yè)常用的法蘭管線均采用3-1/16”15K BX154鋼圈密封，密封圈的材質(zhì)等同甚至優(yōu)于管線本體材質(zhì)，有良好的抗壓能力和耐熱性能。與法蘭管線相適應(yīng)的是法蘭數(shù)據(jù)頭，高溫高壓氣井測試對溫度計、壓力表、取樣口等基本采用數(shù)據(jù)法蘭或法蘭短節(jié)，在數(shù)據(jù)頭本體上分別沿水平方向和垂直方向分別設(shè)有3個共6個數(shù)據(jù)孔，其扣型為9/16”Auto Clave，該扣型采用金屬錐面密封，因其連接螺紋不用起密封作用，螺紋的螺距相對較大，螺紋更粗，能承受相對較高的單向壓力。數(shù)據(jù)法蘭短節(jié)設(shè)有六個數(shù)據(jù)孔，分別用于1壓力表孔：2個，9/16"Auto Clave；2＼放樣孔：1個，9/16"Auto Clave；3藥劑注入孔：1個，9/16"Auto Clave；4壓力傳感器孔：1個，9/16"Auto Clave；5溫度傳感器孔（帶溫度套）：1個，溫度套與管線為9/16"Auto Clave連接，與溫度傳感器連接為1/2" NPT。

3 高溫高壓氣井測試流程優(yōu)化

通過設(shè)置流程的自動安全控制，在正常測試期間可以有效的保證流程及設(shè)備的安全。當(dāng)油嘴刺漏、油嘴堵塞，水合物冰堵、管線漏壓、下游設(shè)備刺漏或堵塞等情況發(fā)生時，都會造成管內(nèi)壓力變化，當(dāng)這一壓力變化超過預(yù)設(shè)值時，安全控制裝置就會自動工作，關(guān)閉采油樹安全閥或地面安全閥。同時，這兩些安全閥還設(shè)有傳統(tǒng)的手動控制按鈕，可進行人工干預(yù)。

氣井測試如果返出流體為干氣，則不會產(chǎn)生水合物，而一旦氣體含水，并有節(jié)流降壓時，就有可能產(chǎn)生水合物，特別是高溫高壓氣井測試，因高壓流體經(jīng)油嘴節(jié)流壓力急劇降低，體積膨脹，流體溫度劇烈下降，很容易生成水合物。目前對天然氣生成水合物的防治一般有四個途徑：1提高流體的流動溫度；2分級節(jié)流降壓；3盡量減少天然氣中的水分如采用油基誘噴液墊；4向流體中加入水合物抑制劑。勘探氣井的測試包括高溫高壓氣井測試以及深水井測試，對水合物的防治一般采用向流程注入化學(xué)藥劑如：甲醇、乙二醇、三甘醇、氨水等，單就對水合物的防治效果而言，甲醇是一種較為理想的水合物抑制劑。由于高溫高壓氣井測試流程的內(nèi)部壓力較高，普通的化學(xué)注入泵難以將抑制劑注入流程系統(tǒng)，更難以在短時間內(nèi)大量地注入化學(xué)藥劑，經(jīng)過多方面的調(diào)研，麥格思維特GX-170泵是較為理想的高壓大排量化學(xué)注入泵。該泵采用的麥格思維特的液體增壓泵，該泵的主要技術(shù)參數(shù)為：最高工作溫度：40 ℃；驅(qū)動空氣壓力：6～9bar；驅(qū)動空氣流量：3000～4000 L/M；最高出口壓力：1000 bar；最大出口流量：5.5 L/M。這是目前測試業(yè)界所使用的的工作壓力最高、排量最大的化學(xué)注入泵，比現(xiàn)在深水測試用的化學(xué)注入泵還高一個等級。endprint