速度管柱排水采气技术的应用及改进.pdf

一 6 0 一 石 油机械 C H I N A P E T R O L E U M M A C H I N E R Y 2 0 1 1 年第 3 9卷第 1 2期 _ 应用技术 速度管柱排水采气技术的应用及改进 白晓弘 李旭 日 刘凯文 赵彬彬 惠艳妮 ( 1 长庆 油田分公 司油气工艺研 究院2 江汉机械研 究所 ) 摘要 苏里格气田气井普遍具有低压 、低产 、携液 能力差及井筒压力损失大的特点，为 了提 高气井携液能力，形成 中后期排 水采气技术储备 ，依据管柱优 化理论 ，于 2 0 0 9年开始将 3 8 1 mm的连续管作为生产管柱进行排水采气，到 目前 已完成速度管柱排水采气施工气井 1 0多 口。通 过研究和现场实践，改进 了悬挂器、卡瓦及堵塞器 等配套工具，优化 了降压方式和 井 口采气树， 提高 了施工效率和安全性 ，取得 了良好的应用效果。 关键词速度管柱 排水采气 技术 改进 苏里格气田 国内 白1 9 7 2年首次引进连续管 j ，到 目前 连续管技术已普遍应用于钻井 、完井 、采油 、修井 和集输等作业领域，解决了许多常规作业技术难以 解决 的问题。2 0 0 5年 ，西南油气 田分公 司首 次将 连续管下人井筒中作为生产管柱进行排液生产天然 气 。连续管作为生产管柱排水采气，要选择适 合气井实际状况的连续管，作业能否成功的关键在 于连续管下入井内后 ，能否悬挂在井 口装置上 ，并 与原有油管的环形空间密封。此外，连续管尾部堵 塞器 的密封及脱落 、连续管下人过程中压力的高低 等对施工成功及施工速度也有重大影响。笔者将简 要介绍连续管设备组成和施工步骤 ，并结合苏里格 气 田施工的几个阶段 ，提出速度管柱排水采气施工 优化方案 1 连续管设备组成及施工步骤 】 | 1 连续管设备组成 连续管设备 由连续管作业车、悬挂作业操作 窗 、连续管井 口悬挂器 、连续管堵塞器 、连续管和 其他配套工具组成 J 。连续管作业车作为连续管 的运输工具和下人装置，悬挂作业操作窗用于连续 管的悬挂操作，井口悬挂器用于对连续管悬挂，连 续管堵塞器用于下人连续管时封堵连续管底部 ，防 止气体在施工中窜出，气井投入生产前需要将堵塞 器打掉。 1 2 连续管作业过程 ( 1 )关闭采 气井 口主闸阀 ，将 主闸阀以上装 置放空泄压并拆掉。 ( 2 )在主阀门上安装连续管井 口悬 挂器 、悬 挂作业操作窗及井 口防喷器等装置。 ( 3 )用连续管堵塞器将连续管 底端堵死 ，防 止连续管人井过程中井内流体进入连续管中。 ( 4 )在防喷器上安装连续 管注人头 ，关 闭操 作窗 ，打开主闸门，拧紧密封顶丝 ，检查悬挂器处 密封胶筒密封性。 ( 5 )在保证悬挂器密封 的条件下 ，松开 密封 顶丝 ，再用连续管作业车将 连续 管下入井 内预定 深度。 ( 6 )启动井 口悬挂器 内的密封环 ，密封 连续 管与原有油管的环形空间，放空卸掉悬挂器 以上装 置内的压力 。打开悬挂作业操作窗 ，将悬挂器卡瓦 装入井 口悬挂器 ，启动悬挂器内的卡瓦将连续管悬 挂在井 口悬挂器上。 ( 7 )当连续管已可靠地悬挂在井口悬挂器上， 并与原有油管的环形空间密封好后 ，在合适的位置 切断连续管，拆掉悬挂作业操作窗以上装置。将拆 去的采气井 口主阀以上部分与悬挂器上的变径法兰 相连 。 ( 8 )使用加工好的连接管连接采气树，采用 氮气车向连续管 内注入气体 ，加压将连续管堵塞器 打掉 。 ( 9 ) 开井 ，采用连续管携液生产 ，进行速 度 2 0 1 1年 第3 9巷第 1 2期 白晓弘等：速度管柱排水采气技术的应用及改进 一 6 1一 管柱排水采气试验。 2 苏里格气 田速度管柱排水采气施工 过程 苏里格气 田速度管柱排水采气施工经历 了以下 4个 阶段 。 第 1阶段为 2 0 0 9年的首口井试验 。第 1口 速度管柱排水气井为苏里格气田早期投产 的一 口生 产评价井 ，井 口为 9阀式结构 ，设备采用 国产连续 管作业车 ，连续管为国外进 口管 。 第 2阶段为 2 0 1 0年的前期试验 。试 验在苏里 格气田中部气井进行 ， 气井为5阀式井口，采用国 产连续管作业车 ，连续管为国产管。施工过程 中， 当气井油压过高时，需降低井筒压力 ，降压采用油 套环空生产方式。降压 中由于井 口阀门的改变 ，使 套管生产无法正常连接 ，解决方法是在主闸阀上加 装 1 个 闸阀。 第 3阶段为 2 0 1 0年 的后期 试验。该 阶段试验 在苏里格气田西部气井上进行，试验作业设备、连 续管及降压方式 与第 2阶段相同。该区气井油压普 遍高于 1 0 M P a ，采用油套环空生产来降低油压， 降压过程中，一些气井出现油压没有下降却升高现 象 。解决方法是采用改造井 口，用油管直接 降压 ， 其间因为降压使施工周期延长 3 d 。 第 4阶段为 2 0 1 1年的试 验。经过 2 0 0 9 -2 0 1 0 年 1 O多 E l 井 的试验 ，对试验过程进行分析 ，对工 艺进行改进，降压方式采用耐高压软管连接悬挂器 右侧闸阀和生产针 阀，通过连续管与油管环空进行 生产降压，直接降低油压，降压速度快，同时井口 减少了 1 个 闸阀，降低 了采气树 的高度 。 3 速度管柱排水采气技术改进 通过苏里格气 田 1 O多 口气井速度管柱排水采 气施工 ，提 出对施工过程中的设备和施工方式进行 改进和优化 。 3 1 悬挂器卡瓦结构改进 悬挂器卡瓦由2 部分组成，安装时若 2部分出 现错位，将使卡瓦悬挂失效和连续管溜管。为使卡 瓦保持同步 ，对卡瓦结构进行改进 ，改进前后结构 如图 1所示 。在卡瓦对接 2部分 的上台面处 ，各开 2个小槽并在连接部分开小孔 ，下人过程 中孔 中用 螺钉连接。改进后的卡瓦能保证 2部分构成一体， 下人过程 中避免因卡瓦错位而引起失效 ，同时提高 了施工效率和安全性 。 a 改进 前 b 改进 后 图 1 速度管柱悬挂 器卡 瓦改进 3 2下放卡瓦方式改进 原先下入卡瓦时 ，在卡瓦上装 2个螺钉，用 2 根细铁丝分别 系在螺钉上 ，下放时用铁 丝提着下 人 ， 并对其两边的高度进行调整，其优点是方便 2 部分卡瓦 的下入和提出，缺点是很难保证其在同_ 水平面 ；此外 ，下入到位后 ，去掉螺钉和铁丝 比较 困难 。改进后 的下放工具采用两面对接的 P C材质 平板 ，连续管可从 中间通过 ，下放卡瓦时 ，先将卡 瓦放于 P C材质板面上 ，之后用专用螺钉连接卡瓦 的2部分 ，下放时从底部同时抽调底板 ，卡瓦便进 入下放位置 ，这样 可保证 2部分卡瓦在同一水平面 上，便于安装螺钉，提高施工效率。改进前后下人 方式如图 2所示。 a 改进前 b 改进后 图 2速度 管柱卡 瓦下入 方式改进 3 3 堵塞器结构改进 连续管下人过程 中，堵塞器起着重要作用 ，若 堵塞不严，将无法切管。为保证堵塞效果，经观察 与分析对堵塞器进行改进 ，改进前后堵塞器如图 3 所示 。改进前堵塞器是由带密封槽的铝制本体和安 装在其上 的 0形密封 圈组成 ，这种结构 的堵塞器 在安装时 ，由于管子切割后割面的不平整性及 内壁 a 改进前 b 改进后 图3 速度管柱堵塞器改进 打磨不对称，会引起密封不严实的问题。第 1 阶段 试验安装的便是此类堵塞器 ， 施工过程中经反复安 装才成功，降低了施工效率。改进后的堵塞器是在 6 2一 石 油机械 2 0 1 1年第 3 9卷第 1 2期 原堵塞器上加 1 个铜质片，随着连续管下人深度的 增加 ，井筒压力升高 ，上顶堵塞器力量加大，可有 效保证堵塞器密封性能。 3 4降压方式优化 连续管下入过程中，油压过高会引起施工风 险，在下人前必须对高油压气井进行降压。试验前 3阶段采用油套环空生产方式降低压力，在苏西区 块气井应用中，出现油压难以下降反而升高情况， 严重影响了施工。改进后的降压方式如图 4所示 ， 采用耐高压软管连接针阀与油管闸阀， 通过油管直 接降压。改进后降压效果明显，且在连续管下入过 程中保持了气井连续生产 。 图4速度 管柱施 工降压 方式优化 1 封井器 ；2 一操作窗 ；3 一 悬挂器 ； 4 一 降压 软管 ； 5 一 针 阀 ； 6 1 闸 阀。 3 5 井 口采气树优化 通过对速度管柱排水采气井 口采气树多次改进 ， 确定了最佳采气树，其结构如图5 所示。改进后的 图5 速度管柱施工井口采气树优化 1 3 # 闸阀； 2 # 闸阀；3 一l 革 闸阀； 4 5 # 闸阀； 5 -4 # 闸阀； 6 6 # 闸阀； 7 -7 # 闸阀； 8 一针阀。 采气树 的优点是，可以通过 6 # 闸阀控制速度管柱 携液生产 ，同时可 以通过 5 # 闸阀实现速度管柱与 油管环空生产或加注药剂 ，2 # 闸阀可进行油套环空 作业 。冬季气井生产时 ，若井筒或地面管线出现堵 塞 ，可通过 7号闸阀放空降压解堵。 4 结 论 通过对苏里格气 田速度管柱排水采气管柱下人 及安装工艺研究 ，对该技术 的应用提出相应改进 ， 得出如下结论。 ( 1 )悬挂器 卡瓦及 下入方式改进 ，保证 了速 度管柱悬挂稳定性 ，有效提高了卡瓦下放效率。 ( 2 )改进降压方式 ，即采用高压软管直 接从 油管生产降压 ，较油套环空生产降压快，且解决 了 一 些气井因采用油套环空无法降压的问题。 ( 3 )堵塞器及井 口结构优化改进保证 了施工 安全性， 使气井生产、放空合理化，在今后的施工 中应进一步优化改进 ，使该工艺更为成熟和完善 。 参考文献 王少力 ，郑子元 连续油管国产化技术研究新进展 J 科技信息，2 0 0 8( 1 8 ) ：3 6 3 3 6 4 贺会群 连续油管技术与装备发展综述 J 石油 机械 ，2 0 0 6 ，3 4 ( 1 ) ：1 6 钟晓瑜，颜光宗，黄艳，等 连续油管深井排水 采气技术 J 天然气工业，2 0 0 5 ，2 5( 1 ) ：l 1 1 11 3 杨山，杨松枫 连续油管装置及配套工具在油田 的应用 J 石油钻采工艺，1 9 9 5 ，1 7( 5 ) ：7 0 7 5， 冯定 ，符达良连续油管作业机的应用及发展方 向 J 石油机械 ，1 9 9 4，2 2( 8 ) ：4 7 4 9 田伟，白晓弘，郭彬 连续油管排水采气技术 在苏里格气田的应用研究 J 化工技术 与开发， 2 0 1 0 ，3 9 ( 1 0 ) ：1 41 5 第一作者简介：白晓弘，工程师 ，生于 1 9 7 5年，2 0 0 0 年毕业于长江大学 ( 原江汉石油学院) ，现从事气 田采气 工艺技术研究工作。地址 ： ( 7 1 0 0 1 8 ) 陕西省西安市。E ma i l ： b x h c q p e t r o c h i n a c o r n c n o 收稿 日期 ：2 0 1 1 0 7 2 7 ( 本 艾编辑谢守平 ) 1 j j j j 二_