井口套管氣氣液分離裝置的研制與應(yīng)用

賈新民

摘要：杜84興隆臺(tái)超稠油區(qū)塊井組的開(kāi)發(fā)特點(diǎn)為開(kāi)發(fā)周期短，單井生產(chǎn)周期一般為60-90天，注汽頻繁。經(jīng)多年開(kāi)發(fā)，油層中汽竄現(xiàn)象嚴(yán)重，井間注汽干擾現(xiàn)象突出，不但造成套管氣回收困難，收氣量降低，甚至影響油井產(chǎn)量，而套管氣的外排也會(huì)給日常標(biāo)準(zhǔn)化管理帶來(lái)極大的困難。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，研制出一種新型防噴套管氣回收裝置。既能防止油井收氣時(shí)，套管內(nèi)的液體進(jìn)入到集氣系統(tǒng)中；也能防止套管氣因某種原因外排時(shí)，有液體排出造成地面污染事故，從而達(dá)到清潔化生產(chǎn)的目的。

關(guān)鍵詞：氣液分離； 套管氣；輕質(zhì)油；集氣系統(tǒng)

1 概況

杜84興隆臺(tái)油層屬于三角洲前緣相沉積，巖性膠結(jié)疏松，單層厚度大，形成為高孔高滲油層，由于油層的高滲透性越大，油層的流動(dòng)系數(shù)越大，油層吸汽能力越強(qiáng)，汽竄通道容易形成，汽竄容易發(fā)生。采油一區(qū)杜84興隆臺(tái)現(xiàn)有井?dāng)?shù)73口，有干擾關(guān)系井?dāng)?shù)45口。

2 問(wèn)題的提出

2.1 目前套管氣回收現(xiàn)狀

（1）已知存在氣竄干擾關(guān)系的井，關(guān)閉收氣后，要定期定時(shí)外排套管氣，不但影響了天然氣的回收，增加勞動(dòng)強(qiáng)度，如果排放不及時(shí)，還容易造成氣鎖現(xiàn)象，影響生產(chǎn)。

（2）未知存在氣竄干擾關(guān)系的井，容易突發(fā)干擾，導(dǎo)致集氣系統(tǒng)充液事故的發(fā)生。

2.2集氣系統(tǒng)充液的原因

（1）杜813塊興隆臺(tái)超稠油區(qū)塊，開(kāi)發(fā)周期短，注汽頻繁，且經(jīng)多年開(kāi)發(fā)，油層中氣竄現(xiàn)象嚴(yán)重，經(jīng)常發(fā)生井間注汽干擾，造成套管內(nèi)充滿液體后進(jìn)入集氣系統(tǒng)。

（2）熱采下泵初期，地層壓力迅速釋放，“抽活”現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，“抽活”后套管液體進(jìn)入到集氣系統(tǒng)。

（3）油井正常生產(chǎn)，實(shí)行地下?lián)揭簳r(shí)，如果套管氣過(guò)大，容易將摻液帶入集氣系統(tǒng)中。

（4）油井洗井時(shí)，如果操作人員出現(xiàn)誤操作，也可能造成洗井液進(jìn)入集氣系統(tǒng)。

2.3汽竄帶來(lái)的安全隱患

（1）正常收氣時(shí)，如果油井受到汽竄影響而發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，液體順著氣管線進(jìn)入集氣系統(tǒng)，會(huì)造成集氣及凈化系統(tǒng)污染事故。

（2）如果在冬季，集氣系統(tǒng)充油后，易造成集氣系統(tǒng)凍堵，若嚴(yán)重還會(huì)造成集氣系統(tǒng)癱瘓。

2.4套管氣外排的原因

（1）熱采下泵初期，油井油套環(huán)行空間水蒸汽較多，濕度大，不易燃燒，不能進(jìn)入系統(tǒng)，必須在井口排放。

（2）近年來(lái)，井況問(wèn)題較多。主要有井下落物、套管變形、新井下一體管等，因此現(xiàn)場(chǎng)必須采用氮?dú)飧魺峒夹g(shù)，防止井下管柱的損壞。造成下泵后，氮?dú)獗壤^(guò)大，不能燃燒，套管氣需外排半個(gè)月后才能回收。

（3）為提高區(qū)塊開(kāi)發(fā)效果，施工中采用二氧化碳復(fù)合吞吐等措施。造成在下泵初期，二氧化碳析出，套管氣根本無(wú)法燃燒，進(jìn)不了系統(tǒng)，必須在井口排放。

2.5 套管氣外排存在的安全隱患

（1）在井口排放套管氣時(shí)，必須用接油桶承接套管中流出的廢液，排放的廢液經(jīng)常污染井場(chǎng)。

（2）油井在日?？貧馍a(chǎn)中，普遍采用開(kāi)小套管閘門，控制氣量外排。這樣很容易造成氣鎖現(xiàn)象，影響產(chǎn)量。如果開(kāi)大則易造成井口污染。

（3）外排套管氣時(shí)，如突然發(fā)生氣竄或“抽活”現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)不及時(shí)也極易造成井場(chǎng)污染。

3 防噴套管氣回收裝置的研制

防噴套管氣回收裝置是在單井井口原有的套管氣回收流程的基礎(chǔ)上，進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)當(dāng)套管氣回收管線中有大量液體涌出時(shí)，自動(dòng)封閉收氣流程的作用。

3.1裝置結(jié)構(gòu)

該裝置由接頭、殼體、密封座、密封球、密封球座、浮箱、浮箱架、連接體、平衡管等組成。

（1）殼體

殼體是一個(gè)鋼制的空心圓柱體。在它內(nèi)部放置一個(gè)浮箱裝置，上部連接密封座，上方管壁部連接平衡管。

（2）浮箱機(jī)構(gòu)

浮箱機(jī)構(gòu)由密封球、浮箱和支撐架組成。浮箱機(jī)構(gòu)是該裝置的關(guān)鍵部件。利用物體在液體中的浮力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在氣體中的原理，在有液體充入時(shí)上浮，與密封座密封，起到封閉作用。

（3）平衡管

平衡管連接在殼體上部管壁處與套管收氣流程上，根據(jù)連通原理，使浮箱上下氣體壓力平衡。

套管氣防汽竄裝置采用的是卡箍連接，進(jìn)口與套管閘門相連，出口與收氣流程相連，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。

3.2工作原理

當(dāng)油井正常收氣時(shí)，套管氣進(jìn)入該裝置后，經(jīng)殼體與浮箱的間隙以及平衡管正常進(jìn)入收氣系統(tǒng)。

當(dāng)油井發(fā)生汽竄等情況，套管內(nèi)有液體涌出時(shí)，進(jìn)入該裝置后，裝置內(nèi)浮箱機(jī)構(gòu)受液體浮力的作用上浮，達(dá)到一定高度后，密封球與密封座密封，起到截止閥的作用，阻止液體繼續(xù)進(jìn)入集氣系統(tǒng)。當(dāng)油井汽竄干擾結(jié)束恢復(fù)正常生產(chǎn)時(shí)，套管內(nèi)壓力下降，裝置內(nèi)的液體流回套管中，密封球與密封座分開(kāi)，從而油井繼續(xù)收氣。保證了油井的正常生產(chǎn)。

4 應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

4.1現(xiàn)場(chǎng)效果

截止目前，該裝置在區(qū)內(nèi)已經(jīng)安裝了 15口井，取得非常好的效果。

（1）井口套管氣排放無(wú)污染。保持了井場(chǎng)清潔，實(shí)現(xiàn)了清潔化生產(chǎn)。

（2）降低了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度。減少了油井因預(yù)防汽竄需拆除低壓流程，重新打表的工作程序；避免了油井因套管氣排放不及時(shí)而造成的泵的氣鎖，提高了油井生產(chǎn)時(shí)率。

（3）該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝容易，操作方便。不影響油井正常洗井、測(cè)試等日常工作。

（4）該裝置具備回收輕質(zhì)油功能，避免了外排套管氣造成的輕質(zhì)油的浪費(fèi)。

（5）保證了安全生產(chǎn)，防止了污染，杜絕了油氣泄漏事故的發(fā)生。

4.2效益評(píng)價(jià)

4.2.1成本投入

（1）材料成本：（1）材料成本：浮箱：400元/個(gè)；殼體：550元/個(gè)；絲堵50元/個(gè)。小計(jì)：1000元/套

（2）人工及其他費(fèi)用：120元/套。目前投入裝置15套，總投入：1120元/套×15臺(tái)=1.68萬(wàn)元

5 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

5.1經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用證明，防噴套管氣回收裝置可以有效防止油井套管氣回收時(shí)，因各種原因引起的集氣系統(tǒng)充油事故。

5.2能夠有效防止套管氣外排時(shí)造成的地面污染?？梢栽跓岵沙碛汀⒊碛蛥^(qū)塊大規(guī)模推廣應(yīng)用。

5.3能夠滿足油井正常測(cè)試、收控氣、輕質(zhì)油回收的需要。

5.4能夠減少油井氣鎖現(xiàn)象的發(fā)生，提高油井生產(chǎn)時(shí)率。

5.5降低職工的勞動(dòng)強(qiáng)度。

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