小直径管悬挂＋智能注剂泡沫排水采气技术.pdf

第 3 6卷 第 5期 2 0 1 4年 9月 石 油 钻 采 工 艺 0I L DRI LLI NG & PR0DUCTI ON TECHNOLOGY V0 1 ． 3 6 No． 5 S e p t ．2 01 4 文章编 号 ：1 0 0 0 —7 3 9 3 ( 2 0 1 4) 0 5—0 1 0 3 —0 3 d o i ： 1 0 ． 1 3 6 3 9 ~ ． o d p t ． 2 0 1 4 。 0 5 ． 0 2 5 小直径 管悬挂 +智能注剂 泡沫排水 采气技 术 周忠 城 曹和 平 姜 楚 豪 白 晓弘 ( 1 ． 中国石 油集团钻井工程技术研 究院 江汉机械研 究所 ， 湖北荆 州4 3 4 0 0 0； 3 ． 长庆油田公司油气X - 艺研究院 ， 陕 西西安 李旭日 2 ． 北京联合大 学机 电学院 ， 北京 1 0 0 0 2 0 7 1 0 0 1 8 ) 引用格式 ： 周忠城， 曹和平， 姜楚豪， 等 ． 小直径管悬挂 +智能注剂泡沫排水采气技术 [ J ]． 石油钻采工艺， 2 0 1 4 ， 3 6 ( 5 ) ： 1 03． 1 05 ． 摘要： 针对苏里格气田气井积液问题， 进行 了小直径管悬挂 +智能注剂泡沫排水采气技术研究， 解决了4大关键技术：小 直径管悬挂密封技术、 智能注剂、 带压起管技术和防堵技术。该试验的成功进一步扩展了小直径管长期或间歇注发泡剂排水采 气技术的应用范围， 为气井增产稳产提供了新思路， 建议进一步推广应用。 关键词： 悬挂密封；智能注剂；排水采气 中图分类号 ：T E 3 7 文献标识码 ：B F o a m d r a i n a g e g a s r e c o v e r y w i t h s ma l l d i a me t e r p i p e h a n g i n g +i n t e l l i g e n t i n j e c t i o n Z H O U Z h 0 n g c h e n g 。 ，C A 0 H e p i n g ， J I A N G C h u h a 0 ， B A I X i a o h 0 n g ， L I X u r i (1 ． J i a n g h a n Ma c h in e r y R e s e a r c h I n s t i t u t e ， C N PCDr i l l i n g , R e s e a r c h I n s t i t u t e ， J i n g z h o u 4 3 4 0 0 0 ， C h i n a ； 2 ． Be ij i n g U n i o n U n i v e r s i ty ， B e r i n g 1 0 0 0 2 0 C h i n a ； 3 ． O i l ＆G a s T e c h n o l o g y I n s t i t u t e ， C h a n g q i n gO i lfi e l d C o m p a n y ， S i a n 7 1 0 0 1 8 ， C h i n a ) Abs t r a c t ： I n l i n e wi t h fl u i d a c c u mu l a t i o n i n g a s we l l s i n S u l i g e Ga s F i e l d ， t h e J i a n g h a n Ma c h i n e r y Re s e a r c h I n s t i t u t e a n d Oi l & G a s R e s e a r c h I n s t i t u t e o f C h a n g q i n g O i l fi e l d j o i n t l y c a r r i e d o u t t h e r e s e a r c h wo r k o n s ma l l d i a me t e r p i p e h a n g i n g +i n t e l l i g e n t i n j e c t i o n a g e n t ， a n d s u c c e s s f u l l y p e r f o r me d t h e wo r k o f h a n g i n g 3 3 0 0 m o f s ma l l d i a me t e r p i p e ， i n t e l l i g e n t i n j e c t i o n a g e n t a n d p u l l i n g o u t o f h o l e u n d e r p r e s s u r e ． T h e s u c c e s s o f t h i s t e s t p r o v i d e s a n e w wa y f o r e x p e r i me n t a l s t u d y o n d r a i n a g e g a s r e c o v e ry b y l o n g — t e r m o r i n t e rm i t t e n t i n j e c t i o n o f f o a mi n g a g e n t i n s ma l l d i a me t e r p i p e a n d f o r i n c r e a s i n g t h e p r o d u c t i o n o f g a s we l l s ；t h i s h a s a l s o a c c u mu l a t e d e x p e r i e n c e s i n p u l l i n g c o i l e d tub i n g o u t o fh o l e u n d e r p r e s s ur e ． Ke y wo r d s ： h a n g i n g ； i n t e l l i g e n t i n j e c t i o n a g e n t ； dra i n a g e g a s r e c o v e ry 小 直径管排 水采气工 艺是将起 泡剂通过 O 9 ． 5 m lT l 小直径管直接注入井底， 具有起泡剂可直接加 注到井底与积液相混合 、 加注量易掌握 、 起泡效率高 等特 点 ， 同时可为油套 不连通的气井加 注起泡剂提 供了新的方法 J 。目前小直径管注剂注气的作业方 式是 ：通过小直径管排水采气作业装置把直径管下 到设计深度 ， 然后注入头悬挂管子 ， 防喷系统密封 ， 泵的出口与设备管汇的进口相连进行长时间注剂注 气。经过现场 5 0多 口气井应用 ， 分析认为现用小直 径管排水采气工艺存在 的主要问题 ：整 台设备安放 于井场， 使设备的占用率高， 使用率降低；由于设备 停留在井 口， 需有人员对设备进行看守和维护 ， 增加 了劳动强度大及生产运行成本高 ；由于封井器和注 人头安装在井 口， 增加井 口高度 ， 起泡剂加注周期长 时 ， 将增加加注井 口的安全风险， 阻碍 了该技术的推 广与直用。 针对现用小直径管排水采气工艺不足 ， 开展 了 小直径管悬挂 +智能注剂排水采气工艺试验 。智能 基金项 目：中国 石油 集 团钻 井 工程 技 术研 究院 与长 庆 油 田公 司合 作 项 目 “ 小直 径 管 悬挂 注剂排 水采 气 工 艺施 工 与试 验”( 编 号 1 1 CQ — F w一 0 1 6 ) 。 作者简介：周忠城，1 9 8 1 年生。2 0 0 8 年毕业于西南石油大学机械设计专业， 获硕士学位， 现从事连续管技术与装备研究工作。E — m a i l 1 5 9 7 1 5 9 0 8 6 3 @1 6 3 ． c o rn。 1 0 4 石油钻采工艺2 0 1 4年 9月 ( 第 3 6卷) 第 5期 注剂系统可通过 G S M 网络信号和内置时钟控制器 远程启停泵机或通断电磁头， 具有无人值守、 远程控 制 、 起泡剂 自动定 时定量加注等优点 ， 可大大减轻员 工劳动强度 ， 降低生 产管理成本 J 。主要 的工艺过 程 为：下管 、 悬挂 、 智能注剂 、 带压起管 。主要解决 的4 个难点： ( 1 ) 小直径管长久密封和悬挂， 既要悬的 住还不伤管子 ； ( 2 ) 智能注剂泵与管子 的连接 问题 ； ( 3 ) 管子的带压起管问题； ( 4 ) 注药剂过程中管子的堵 塞问题。 1 施工设备组成 图1 小 直径管悬挂+ 智能注药剂系 统井口 装置 ( 1 ) 小直径管排水采气作业装置。小直径管的运 输工具和下人装置 ， 作业机型号 XP C Q ． 3 6 Q。 ( 2 ) ／ J 、 直径管。 尺寸 0 9 ． 5 r n n l 1 ． 2 4r f l l Y l 42 0 0 m。 ( 3 ) 操作窗 。悬挂作业打开操作窗投卡瓦悬挂管 子， 起管作业打开操作窗取卡瓦解卡管子， 额定工作 压力 3 5 MP a ， 强度试验压力 5 3 MP a 。 ( 4 ) 悬挂器。将小直径管悬挂在井口， 使小直径 管作永久性生产管柱 ， 能悬挂 09 ． 5 i n m小直径管且 不伤害管子， 防H ， S 。 ( 5 ) 井下工具串。带有单 流阀 ， 切断小直径管时 ， 确保井口切管时管内无流体产出， 小直径管悬挂后 大流道设计便 于注剂。 ( 6 ) 其他配套工具。用于辅助作业。 2 工作原 理 根据苏 1 4 4 — 1 O井 KQ 6 5 ／ 7 0型采气井 口实际情 况 ， 完成设计的安装方案 ：在 l } } 闸阀上部安装悬挂 器 、 操作窗 、 封井器及注入头等作业设备 ， 利用小直 径管排 水采气作业装置对小直径管进行下井作业 ， 当小直径管下到设计深度时 ， 将其坐封于悬挂器上 ， 拆掉操作窗 、 封井器及注入头 ， 在悬挂器上安装带有 密封接头和密封件的密封法兰， 垫好钢圈上紧螺栓 ， 在法兰盘上部安装导 向装置 ， 将高压 阀安装 在预 留 的小直径管上 ， 高压阀的另一端与智能注剂泵相连 ， 采用智能泵控制向小直径管中加注起泡剂， 进行泡 沫排水采气 。见 图 1 。 3 技术特点 ( 1 ) 悬挂技术 。悬挂 ( 投卡瓦悬挂 +辅助 固定) 和密封 ( 半 封 +补偿 密封串) 采用双保险设计 。特 殊密封装置保证了井 口长久密封和便于以后起管。 ( 2 ) 智能注剂技术。通过特制的卡套式连接器和 管线把智能注剂装置与悬挂着小直管直接相连进行 智能注剂 ， 满足地理位置偏僻气井长期泡排的要求 。 ( 3 ) 带压起管技术。设计 了专用 内插式接头 ， 便 于对接起管 。通过解卡 瓦实现管子解卡 ， 小直径管 底部的井下工具串增加起管工艺的安全性。 ( 4 ) 防堵技术 。合理 的工艺、 过滤系统和及时检 测泵压来防止管子堵塞。 4 技术指标 小直径管规格 ：09 ． 5 mn l 1 ． 2 4 F f l I I l 4 2 0 0 m； 小直径管长度 ：42 0 0m； 额定工作压力 ： 3 5 MP a ； 强度试验压力 ： 5 3 MP a ； 最大悬挂载荷 ：3 0 k N ( 悬挂载荷 1 k N) ； 工作温度 ：_ 2 9 ～ 1 2 1℃ ； 适用介质：原油、 天然气、 水。 5 现场应用 将研制的小直径管排水采气作业装置和井 口悬 挂装置在长庆油 田苏里格气 田进行 了现场施工。施 工作业表明， 小直径管排水采气作业装 置运行正常 、 可靠、 移运方便 ， 系统操作简单、 灵活、 测量准确； 悬 挂 装置结构 合理 、 强度合格 、 卡定 良好 、 密封 可靠 ； 起管工艺成功， 无卡阻， 密封可靠 ， 可满足现场安全要 求。 5 ． 1 作业过程 ( 1 ) 通井 。施工前 3天 ， 对试验井进行通井 ， 通井 规外径 5 9mm， 通井深度 3 5 0 0m。 ( 2 ) 下管 3 3 0 0 m。O 9 ． 5 i i li n 小直径管带压下入 预定深 度 ， 密 封、 悬挂 和剪断管 子 ， 拆卸 掉注人 头 、 防喷器及操作 窗， 再 在悬挂器上安装带有密封接头 和密封件 的密封法 兰， 最后在法兰盘上部安装导 向 装置。 ( 3 ) 小直径管 +智 能注剂泵 加注。将 高压 阀安 装在井 口小直径管上 ， 高压 阀的另一端与智能注剂 泵相连 ， 根据起泡剂加注方案设计 ， 利用智能泵控制 周忠城等 ：小直径管悬挂 +智能注剂泡沫排水采气技术 1 O 5 向小直径管中加注起泡剂 ， 进行泡沫排水 ， 评价小直 径管加注起泡剂排水采气效果。 ( 4 )起管工艺。 拆掉智能注剂泵接头和密封接头， 在手动闸板阀上再安装操作窗 、 防喷器 、 防喷管及注 人头等作业设备， 采用专用工具将井 口小直径管和 操作设备上预留的小直径管相连接；打开半封 ， 提 管解卡 ， 再关上手 动半封 ， 开窗 ， 把卡瓦取 出；关闭 操作窗， 慢慢起出小直径管并收到滚筒上， 拆掉井口 注入头、 防喷装置和操作窗和手动半封闸板阀， 用清 水冲洗小直径管， 确保管内清洁。 5 ． 2 效果分析 将小直径管从油管中下入井筒液面以下并悬挂 在井口， 通过小直径管向井筒积液内部加注起泡剂， 提高了实施效果。 在长庆油 田苏 1 4 — 4 — 1 0井现场应用表 明， 应用小 直径管加注起泡剂排水采气技术， 气井 日产气量明 显得到改善 ， 由 O ． 3 8 1 0 ms ／ d升高为 0 ． 9 5 1 0 m ／ d ， 增产效果明显；油套压差由试验前的 5 ． 9 MP a 减 小为 1 _ 3 MP a ， 表明井筒积液明显被排出。 试验期间， 管子下深 3 3 0 0 m， 密封和悬挂可靠 ， 管子无药剂堵 塞现象， 小直径管带压对接起管顺利。 6 结论及 建议 ( 1 ) 小直径管悬挂 +智能 注剂泡沫排水采气系 统的结合， 为苏里格气田数字化开发提供技术条件， 实现了将小直径管作业装置从气井井 口解放出来， 减少了设备的 占用率 ， 同时节省了人力和物力 ， 是小 直径管注剂技术发展过程 中关键性 的一次改革 。 ( 2 ) 小直径管悬挂 +智 能注剂系统 ， 卡瓦悬挂 + 辅助悬挂 的双悬挂设计 ， 闸板密封 +密封串双密封 设计 ， 使性能更加可靠安全。 ( 3 ) 小直径管 的带压起管成功 ， 为速度管柱带压 起管积累了经验。 ( 4 ) 建议通过合理的工艺 、 过滤系统和及时检测 泵注压力来防止小直径管堵塞和进一步提高悬挂 管子载荷和密封压力 的能力 ， 使其可 以更好地推广 应用。 参考文献 ： [ 1 ] 周忠城 ， 曹和平 ， 张志海， 等 ． 小直径管排水采气装置在 四川 气田的应 用 [ J ]． 石油机械， 2 0 1 2 ， 4 0 ( 1 1 ) ：1 1 6 ． 1 1 9 ． [ 2] 贾友亮， 杨亚聪 ， 陈德见， 等 ． 长庆气田泡沫排水数字化 配套技术 [ J ]． 4 L： r - 技术与开发 ， 2 0 1 2 ， 4 1 ( 7 ) ：6 4 ． 6 6 ． ( 收稿 日期2 0 1 4 。 0 3 ． 0 2 ) [ 编辑景暖 ] < 1 - 4-< 謇 ．< 3 o < 亭 ．< 1 -4 o< 蓍 ．< 3 o< 孝 ． 4 o4o< 孝 ． < 孝 ． < 1 -4 o 4o< 鲁 ．4 o4o< 1 o 4o< 3 o< 鲁 ．< 1 o 4o 欢迎订阅2 0 1 5 年 《 石油钻采工艺》 《 石油钻采工艺》 创刊于 1 9 7 9年， 是由中国石油天 然 气集 团公 司主 管、 华北 油 田分公 司和 华北石 油 管理 局主办的科技期刊， 是中文核心期刊、 中国科技核心期 刊 ， 由中国科学引文数据库 ( C S C D) 、 中国期刊全文数 据库 ( C J F D) 、 俄 罗斯《 文摘杂志》 ( A J ) 、 美国《 化学文摘》 ( C A) 、 美国 《 剑桥科学文摘 》( C S A) 等国内外著名检索 机构收录， 多次荣获 中国石油天然气集团公司和河北 省优 秀期刊称号。 本刊设有钻井完井、 油气开采、 新能源开发、 交流 园地 、 探讨争鸣、 要闻简讯等栏 目。主要报道 国内石油 钻 井 、 采 油的新 工 艺、 新技 术、 科研 成 果和 先进 的 生产 管理经验， 并适当介绍与其有关的国外发展水平、 综述 和动 态。 本刊 为 双 月刊 ， 大 1 6开 ， 公 开发行 。 国 际标 准 连 续 出版 物 号 ： I S S N 1 0 0 0 ． 7 3 9 3 ， 国 内统 一 连 续 出版 物 号 ：C N 1 3 — 1 0 7 2 ／ T E ， 邮发代 号 ：1 8 — 1 2 1 ， 每期每册定价 3 0 ． 0 0 元 ， 全年 1 8 0 ． 0 0 元 。欢迎广 大读者订 阅。 联 系人 ： 张冬梅， 电话 ：0 3 1 7 — 2 7 2 3 3 7 0 。E - ma i l ：s y z c @v i p ． 1 6 3 ． com o 汇款 方式 ： 1 ． 银行 电汇收款单位 ：中国石油天然气股份有限 公 司华北 油田分公 司 ；开户行 ：工商银 行华 北石油 支 行 ；账 号 ：0 4 0 8 0 0 4 0 0 9 2 2 1 0 0 9 3 l 1 ；电汇单上请 注 明 “ 订 2 0 1 5 年 《 石油钻采工艺 ’ 。 2 ． 邮局汇款地址：河北省任丘市华北油田公 司采 研 院；邮政编码 ： 0 6 2 5 5 2 ；收款人 ： 《 石 油钻采工艺》 杂志社 ；汇款单附言请注明 “ 订 2 0 1 5 年 《 石油钻采 工艺 ’ 。