小直徑管懸掛+智能注劑泡沫排水采氣技術(shù)

周忠城曹和平姜楚豪白曉弘李旭日

（1.中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院江漢機(jī)械研究所，湖北荊州 434000；2.北京聯(lián)合大學(xué)機(jī)電學(xué)院，北京 100020；3.長(zhǎng)慶油田公司油氣工藝研究院，陜西西安 710018）

小直徑管懸掛+智能注劑泡沫排水采氣技術(shù)

周忠城1曹和平1姜楚豪2白曉弘3李旭日3

（1.中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院江漢機(jī)械研究所，湖北荊州 434000；2.北京聯(lián)合大學(xué)機(jī)電學(xué)院，北京 100020；3.長(zhǎng)慶油田公司油氣工藝研究院，陜西西安 710018）

針對(duì)蘇里格氣田氣井積液?jiǎn)栴}，進(jìn)行了小直徑管懸掛+智能注劑泡沫排水采氣技術(shù)研究，解決了4大關(guān)鍵技術(shù)：小直徑管懸掛密封技術(shù)、智能注劑、帶壓起管技術(shù)和防堵技術(shù)。該試驗(yàn)的成功進(jìn)一步擴(kuò)展了小直徑管長(zhǎng)期或間歇注發(fā)泡劑排水采氣技術(shù)的應(yīng)用范圍，為氣井增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供了新思路，建議進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

懸掛密封；智能注劑；排水采氣

小直徑管排水采氣工藝是將起泡劑通過?9.5 mm小直徑管直接注入井底，具有起泡劑可直接加注到井底與積液相混合、加注量易掌握、起泡效率高等特點(diǎn)，同時(shí)可為油套不連通的氣井加注起泡劑提供了新的方法［1］。目前小直徑管注劑注氣的作業(yè)方式是：通過小直徑管排水采氣作業(yè)裝置把直徑管下到設(shè)計(jì)深度，然后注入頭懸掛管子，防噴系統(tǒng)密封，泵的出口與設(shè)備管匯的進(jìn)口相連進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間注劑注氣。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)50多口氣井應(yīng)用，分析認(rèn)為現(xiàn)用小直徑管排水采氣工藝存在的主要問題：整臺(tái)設(shè)備安放于井場(chǎng)，使設(shè)備的占用率高，使用率降低；由于設(shè)備停留在井口，需有人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行看守和維護(hù)，增加了勞動(dòng)強(qiáng)度大及生產(chǎn)運(yùn)行成本高；由于封井器和注入頭安裝在井口，增加井口高度，起泡劑加注周期長(zhǎng)時(shí)，將增加加注井口的安全風(fēng)險(xiǎn)，阻礙了該技術(shù)的推廣與應(yīng)用。

針對(duì)現(xiàn)用小直徑管排水采氣工藝不足，開展了小直徑管懸掛+智能注劑排水采氣工藝試驗(yàn)。智能注劑系統(tǒng)可通過GSM網(wǎng)絡(luò)信號(hào)和內(nèi)置時(shí)鐘控制器遠(yuǎn)程啟停泵機(jī)或通斷電磁頭，具有無人值守、遠(yuǎn)程控制、起泡劑自動(dòng)定時(shí)定量加注等優(yōu)點(diǎn)，可大大減輕員工勞動(dòng)強(qiáng)度，降低生產(chǎn)管理成本［2］。主要的工藝過程為：下管、懸掛、智能注劑、帶壓起管。主要解決的4個(gè)難點(diǎn)：（1）小直徑管長(zhǎng)久密封和懸掛，既要懸的住還不傷管子；（2）智能注劑泵與管子的連接問題；（3）管子的帶壓起管問題；（4）注藥劑過程中管子的堵塞問題。

1 施工設(shè)備組成

（1）小直徑管排水采氣作業(yè)裝置。小直徑管的運(yùn)輸工具和下入裝置，作業(yè)機(jī)型號(hào)XPCQ-36Q。

（2）小直徑管。尺寸?9.5 mm×1.24 mm×4 200 m。

（3）操作窗。懸掛作業(yè)打開操作窗投卡瓦懸掛管子， 起管作業(yè)打開操作窗取卡瓦解卡管子，額定工作壓力35 MPa，強(qiáng)度試驗(yàn)壓力 53 MPa。

（4）懸掛器。將小直徑管懸掛在井口，使小直徑管作永久性生產(chǎn)管柱，能懸掛?9.5 mm小直徑管且不傷害管子，防H2S。

（5）井下工具串。帶有單流閥，切斷小直徑管時(shí)，確保井口切管時(shí)管內(nèi)無流體產(chǎn)出，小直徑管懸掛后大流道設(shè)計(jì)便于注劑。

（6）其他配套工具。用于輔助作業(yè)。

2 工作原理

根據(jù)蘇14-4-10井KQ65/70型采氣井口實(shí)際情況，完成設(shè)計(jì)的安裝方案：在1#閘閥上部安裝懸掛器、操作窗、封井器及注入頭等作業(yè)設(shè)備，利用小直徑管排水采氣作業(yè)裝置對(duì)小直徑管進(jìn)行下井作業(yè)，當(dāng)小直徑管下到設(shè)計(jì)深度時(shí)，將其坐封于懸掛器上，拆掉操作窗、封井器及注入頭，在懸掛器上安裝帶有密封接頭和密封件的密封法蘭，墊好鋼圈上緊螺栓，在法蘭盤上部安裝導(dǎo)向裝置， 將高壓閥安裝在預(yù)留的小直徑管上，高壓閥的另一端與智能注劑泵相連，采用智能泵控制向小直徑管中加注起泡劑，進(jìn)行泡沫排水采氣。見圖1。

3 技術(shù)特點(diǎn)

（1）懸掛技術(shù)。懸掛（投卡瓦懸掛+輔助固定）和密封（半封+補(bǔ)償密封串）采用雙保險(xiǎn)設(shè)計(jì)。特殊密封裝置保證了井口長(zhǎng)久密封和便于以后起管。

（2）智能注劑技術(shù)。通過特制的卡套式連接器和管線把智能注劑裝置與懸掛著小直管直接相連進(jìn)行智能注劑，滿足地理位置偏僻氣井長(zhǎng)期泡排的要求。

圖1 小直徑管懸掛+智能注藥劑系統(tǒng)井口裝置

（3）帶壓起管技術(shù)。設(shè)計(jì)了專用內(nèi)插式接頭，便于對(duì)接起管。通過解卡瓦實(shí)現(xiàn)管子解卡，小直徑管底部的井下工具串增加起管工藝的安全性。

（4）防堵技術(shù)。合理的工藝、過濾系統(tǒng)和及時(shí)檢測(cè)泵壓來防止管子堵塞。

4 技術(shù)指標(biāo)

小直徑管規(guī)格：?9.5 mm×1.24 mm×4 200 m；

小直徑管長(zhǎng)度：4 200 m；

額定工作壓力： 35 MPa；

強(qiáng)度試驗(yàn)壓力： 53 MPa；

最大懸掛載荷：30 kN（懸掛載荷1 kN）；

工作溫度：–29~121 ℃；

適用介質(zhì)：原油、天然氣、水。

5 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

將研制的小直徑管排水采氣作業(yè)裝置和井口懸掛裝置在長(zhǎng)慶油田蘇里格氣田進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)施工。施工作業(yè)表明，小直徑管排水采氣作業(yè)裝置運(yùn)行正常、可靠、移運(yùn)方便，系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、靈活、測(cè)量準(zhǔn)確； 懸掛裝置結(jié)構(gòu)合理、強(qiáng)度合格、卡定良好、密封可靠；起管工藝成功，無卡阻，密封可靠，可滿足現(xiàn)場(chǎng)安全要求。

5.1 作業(yè)過程

（1）通井。施工前3天，對(duì)試驗(yàn)井進(jìn)行通井，通井規(guī)外徑59 mm，通井深度3 500 m。

（2）下管3 300 m。?9.5 mm小直徑管帶壓下入預(yù)定深度，密封、懸掛和剪斷管子，拆卸掉注入頭、防噴器及操作窗，再在懸掛器上安裝帶有密封接頭和密封件的密封法蘭，最后在法蘭盤上部安裝導(dǎo)向裝置。

（3）小直徑管+智能注劑泵加注。將高壓閥安裝在井口小直徑管上，高壓閥的另一端與智能注劑泵相連，根據(jù)起泡劑加注方案設(shè)計(jì)，利用智能泵控制向小直徑管中加注起泡劑，進(jìn)行泡沫排水，評(píng)價(jià)小直徑管加注起泡劑排水采氣效果。

（4）起管工藝。拆掉智能注劑泵接頭和密封接頭，在手動(dòng)閘板閥上再安裝操作窗、防噴器、防噴管及注入頭等作業(yè)設(shè)備，采用專用工具將井口小直徑管和操作設(shè)備上預(yù)留的小直徑管相連接；打開半封，提管解卡，再關(guān)上手動(dòng)半封，開窗，把卡瓦取出；關(guān)閉操作窗，慢慢起出小直徑管并收到滾筒上，拆掉井口注入頭、防噴裝置和操作窗和手動(dòng)半封閘板閥，用清水沖洗小直徑管，確保管內(nèi)清潔。

5.2 效果分析

將小直徑管從油管中下入井筒液面以下并懸掛在井口，通過小直徑管向井筒積液內(nèi)部加注起泡劑，提高了實(shí)施效果。

在長(zhǎng)慶油田蘇14-4-10井現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，應(yīng)用小直徑管加注起泡劑排水采氣技術(shù)，氣井日產(chǎn)氣量明顯得到改善，由0.38×104m3/d升高為0.95×104m3/ d，增產(chǎn)效果明顯；油套壓差由試驗(yàn)前的5.9 MPa減小為1.3 MPa，表明井筒積液明顯被排出。試驗(yàn)期間，管子下深3 300 m，密封和懸掛可靠，管子無藥劑堵塞現(xiàn)象，小直徑管帶壓對(duì)接起管順利。

6 結(jié)論及建議

統(tǒng)的結(jié)合，為蘇里格氣田數(shù)字化開發(fā)提供技術(shù)條件，實(shí)現(xiàn)了將小直徑管作業(yè)裝置從氣井井口解放出來，減少了設(shè)備的占用率，同時(shí)節(jié)省了人力和物力，是小直徑管注劑技術(shù)發(fā)展過程中關(guān)鍵性的一次改革。

（2）小直徑管懸掛+智能注劑系統(tǒng)，卡瓦懸掛+輔助懸掛的雙懸掛設(shè)計(jì)，閘板密封+密封串雙密封設(shè)計(jì)，使性能更加可靠安全。

（3）小直徑管的帶壓起管成功，為速度管柱帶壓起管積累了經(jīng)驗(yàn)。

（4）建議通過合理的工藝、過濾系統(tǒng)和及時(shí)檢測(cè)泵注壓力來防止小直徑管堵塞和進(jìn)一步提高懸掛管子載荷和密封壓力的能力，使其可以更好地推廣應(yīng)用。

［1］周忠城，曹和平，張志海，等.小直徑管排水采氣裝置在四川氣田的應(yīng)用［J］.石油機(jī)械，2012，40（11）：116-119.

［2］賈友亮，楊亞聰，陳德見，等.長(zhǎng)慶氣田泡沫排水?dāng)?shù)字化配套技術(shù)［J］.化工技術(shù)與開發(fā)，2012，41（7）：64-66.

Foam drainage gas recovery with small diameter pipe hanging + intelligent injection

ZHOU Zhongcheng1,CAO Heping1,JIANG Chuhao2,BAI Xiaohong3,LI Xuri3
（1.Jianghan Machinery Research Institute,CNPC Drilling Research Institute,Jingzhou434000,China; 2.Beijing Union University,Beijing100020,China; 3.Oil &Gas Technology Institute,Changqing Oilfield Company,Xi’an710018,China）

In line with fluid accumulation in gas wells in Sulige Gas Field,the Jianghan Machinery Research Institute and Oil &Gas Research Institute of Changqing Oilfield jointly carried out the research work on small diameter pipe hanging + intelligent injection agent,and successfully performed the work of hanging 3 300 m of small diameter pipe,intelligent injection agent and pulling out of hole under pressure.The success of this test provides a new way for experimental study on drainage gas recovery by long-term or intermittent injection of foaming agent in small diameter pipe and for increasing the production of gas wells；this has also accumulated experiences in pulling coiled tubing out of hole under pressure.

hanging;intelligent injection agent;drainage gas recovery

周忠城，曹和平，姜楚豪，等.小直徑管懸掛+智能注劑泡沫排水采氣技術(shù)［J］.石油鉆采工藝，2014，36（5）：103-105.

TE37

：B

1000–7393（2014） 05–0103–03

10.13639/j.odpt.2014.05.025

2014-03-02）

〔編輯 景 暖〕

中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院與長(zhǎng)慶油田公司合作項(xiàng)目“小直徑管懸掛注劑排水采氣工藝施工與試驗(yàn)”（編號(hào)：11CQ—Fw一016）。

周忠城， 1981年生。2008年畢業(yè)于西南石油大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)，獲碩士學(xué)位，現(xiàn)從事連續(xù)管技術(shù)與裝備研究工作。E-mail：15971590863@163.com。

（1）小直徑管懸掛+智能注劑泡沫排水采氣系