大慶探區(qū)深層氣井試氣水化物預(yù)防處理工藝技術(shù)

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發(fā)，地面試氣過程中，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)防地面凍堵問題。開井前，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，通過調(diào)節(jié)分離器盤管上的針閥，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)流針閥及下游盤管；調(diào)節(jié)分離器盤管上的針閥，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，確保試氣過程中地面流程無水化物產(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，地面通過泵車注入熱水逐步解化。如無注入量，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，易形成水化物的問題，以往采用將鍋爐車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)深層氣井試氣過程中產(chǎn)生水合物造成凍堵的問題，雖然可以通過地面注入乙二醇、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.天然氣井試井過程中水化物處理工藝分析[J].石油鉆采工藝，2013（2）.