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        大慶探區(qū)深層氣井試氣水化物預(yù)防處理工藝技術(shù)

        2018-03-02 03:30:11吳德寶
        西部探礦工程 2018年2期
        關(guān)鍵詞:水化物油嘴乙二醇

        吳德寶

        (大慶油田有限責(zé)任公司試油試采分公司試油大隊(duì),黑龍江大慶163412)

        1 深層氣井水化物的危害

        1.1 地面試氣水化物的危害

        隨著大慶油氣田深層氣井的開(kāi)發(fā),地面試氣過(guò)程中,每年都出現(xiàn)由于在井下100m、井口或油嘴管匯下游出現(xiàn)不同程度的水化物凍堵而關(guān)井的現(xiàn)象,影響資料錄取和施工進(jìn)度,截止到目前共發(fā)生水化物凍堵問(wèn)題16井次,延長(zhǎng)施工時(shí)間900h,因此,需對(duì)水化物的生成、預(yù)防和處理進(jìn)行研究,以解決試氣施工難題。

        sh103H井為一口試采井,由于井口壓力高(油壓近30MPa,室外溫度-14℃),用小油嘴控制放噴,井筒溫度低,在高壓低溫情況下開(kāi)井地面和井下多次出現(xiàn)水化物凍堵。不同油嘴下流溫度對(duì)比如表1所示。

        表1 sh103H井不同油嘴下流溫度對(duì)比

        1.2 鋼絲作業(yè)水化物的危害

        由于深層天然氣井口壓力高,xs6-平1(28MPa)、xs1-平4(31MPa)、xs6-301(31MPa)、ds21(41MPa)井等,尤其冬季環(huán)境溫度低,井口、防噴管、井筒內(nèi)都存在水化物,無(wú)法投入壓力計(jì)、封堵等鋼絲作業(yè)施工,截止到目前鋼絲作業(yè)施工中共發(fā)生水化物凍堵問(wèn)題30余井次,延長(zhǎng)施工時(shí)間1100h。

        2 深層氣井水化物的預(yù)防及處理

        2.1 注入乙二醇水合物抑制劑

        原因分析:地面流程水化物多形成于油嘴管匯節(jié)流后的下游管線內(nèi),由于天然氣經(jīng)過(guò)節(jié)流后溫度急劇降低,當(dāng)上游壓力為35MPa,壓降28MPa時(shí)溫度下降48℃,低于水化物形成的臨界溫度。預(yù)防機(jī)理:地面流程注入乙二醇,通過(guò)抑制劑分子或離子增加與水分子的競(jìng)爭(zhēng)力,降低了系統(tǒng)中水蒸汽的壓力,從而降低了水合物的生成溫度,避免水合物的形成;或直接與水合物接觸,使水合物不穩(wěn)定發(fā)生分解得到清除。預(yù)防措施:開(kāi)井前,向除砂器砂筒內(nèi)注乙二醇,防止砂筒底部不流動(dòng)處形成水化物,避免堵塞除砂器。測(cè)氣過(guò)程中,向地面流程中注入乙二醇,最好在井口處注入,防止地面流程凍堵。

        2.2 地面保溫

        預(yù)防措施:利用保溫管線、分離器鍋爐、熱交換器對(duì)地面流程進(jìn)行加熱,提高流程管線內(nèi)部溫度,阻止流體相態(tài)轉(zhuǎn)化,避免水化物的形成,從而預(yù)防地面凍堵問(wèn)題。開(kāi)井前,先將地面保溫管線用鍋爐現(xiàn)場(chǎng)加熱,同時(shí)熱交換器水柜及分離器水柜溫度加熱至85℃。

        二級(jí)節(jié)流降壓:日氣產(chǎn)量小于20×104m3的氣井,通過(guò)調(diào)節(jié)分離器盤(pán)管上的針閥,提高油嘴管匯與分離器之間的壓力至10MPa,降低油嘴管匯下流壓差,可使下流溫度平均提高14℃左右。三級(jí)降壓節(jié)流:日氣產(chǎn)量大于20×104m3的氣井,通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)口熱交換器針閥,增加油嘴管匯下游壓力至22MPa,降低油嘴上下游壓差,利用熱交換器水柜保溫節(jié)流針閥及下游盤(pán)管;調(diào)節(jié)分離器盤(pán)管上的針閥,提高熱交換器與分離器之間的壓力至8MPa,使油嘴下流溫度平均提高30℃以上。xs1-p4井不同油嘴下流溫度對(duì)比如表2所示。

        表2 xs1-p4井不同油嘴下流溫度對(duì)比

        應(yīng)用效果:xs1-p4井利用注入乙二醇水化物抑制劑、保溫管線、分離器鍋爐、熱交換器及三級(jí)節(jié)流技術(shù)對(duì)地面流程進(jìn)行加熱,確保試氣過(guò)程中地面流程無(wú)水化物產(chǎn)生堵塞管線,圓滿完成了試氣施工任務(wù)。

        2.3 深層氣井井下水化物的預(yù)防措施及處理方法

        原因分析:井下管柱由于油套壓力不平衡,在接箍位置滲漏。

        預(yù)防措施:井下管柱采用FOX等氣密封油管。

        處理措施:首先采用油管擠注熱水進(jìn)行解凍,如果有注入量,地面通過(guò)泵車(chē)注入熱水逐步解化。如無(wú)注入量,采用套管注入熱水方法解凍,同時(shí)油管地面泵入乙二醇防止水化物繼續(xù)生成。

        2.4 深層氣井鋼絲作業(yè)施工中水合物的處理方法

        處理措施:(1)投壓力計(jì)前,向井內(nèi)注入一定量的熱水,改變了井筒內(nèi)的壓力、溫度狀態(tài),融化了生成的水化物,保證了施工的進(jìn)行,同時(shí)也有利于開(kāi)井測(cè)氣施工。(2)針對(duì)易生成水化物的高壓氣井,鋼絲作業(yè)施工前,需向井內(nèi)連續(xù)注入乙二醇。(3)針對(duì)高壓井冬季施工中,由于鋼絲作業(yè)防噴盒橡膠件密封受到環(huán)境氣溫低的影響,易形成水化物的問(wèn)題,以往采用將鍋爐車(chē)管線纏在防噴管上或掛在大鉤上加熱,但由于高度太高,保溫效果不好,通過(guò)應(yīng)用化學(xué)注入頭與3寸防噴管配合,解決了施工難題。

        3 下步建議

        針對(duì)深層氣井試氣過(guò)程中產(chǎn)生水合物造成凍堵的問(wèn)題,雖然可以通過(guò)地面注入乙二醇、熱交換器保溫的方式解決,但因需增加化學(xué)藥劑及燃料的費(fèi)用,施工成本較高,可采用井下油嘴節(jié)流技術(shù),利用地層溫度加熱,解決施工難題。隨著深層氣井開(kāi)采的逐步深入,地面計(jì)量和鋼絲作業(yè)試井技術(shù)已經(jīng)成為試油施工中關(guān)鍵環(huán)節(jié),深層氣井水化物形成及預(yù)防處理工藝技術(shù)有效解決了施工過(guò)程中水化物造成的影響,保證試油測(cè)氣施工順利進(jìn)行,縮短了施工周期,降低了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了資料錄取的連續(xù)性及準(zhǔn)確性,應(yīng)用前景廣闊。

        [1]陸乘風(fēng),楊曉芳.天然氣井試井過(guò)程中影響因素分析[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2016(5).

        [2]王曉明,劉仁喜,江濤.天然氣井試井過(guò)程中水化物處理工藝分析[J].石油鉆采工藝,2013(2).

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