固定式氣舉閥排水工藝在頁(yè)巖氣井的應(yīng)用

胡尊敬 盧云霄 李勇 張平(中石化勝利石油工程有限公司井下作業(yè)公司，山東 東營(yíng) 257000)

0 引言

固定式氣舉閥下入頁(yè)巖氣井中，是靠帶壓作業(yè)實(shí)現(xiàn)的，氣舉閥首先固定在KPX-103系列固定式工作筒上，工作通再與油管連接，帶壓下到設(shè)計(jì)位置，就可以進(jìn)行氣舉采油、氣舉排液、排水采氣、氣舉誘噴、氣舉解堵以及分層注水和分層注氣等注采工藝。該種氣舉閥在油井、分層注水和分層注氣中被廣泛應(yīng)用，可進(jìn)行氣舉排液，有助于生產(chǎn)。

1 適用范圍及特點(diǎn)

(1)可以進(jìn)行氣舉采油、氣舉排液、排水采氣、氣舉誘噴、氣舉解堵以及分層注水和分層注氣等注采工藝；(2)對(duì)于目前國(guó)內(nèi)外的油井，有不同的系列選用；(3)部分能耐H2S腐蝕，能適應(yīng)各種類(lèi)型的油氣水井；(4)在頁(yè)巖氣井、氣舉采油井、分層注水井和分層注氣井中容易實(shí)現(xiàn)不壓井作業(yè)；(5)安裝氣舉閥、配水器和注氣閥需要多種配套工具；(6)可用于壓裂氣舉排液、酸化排液、氣井排積水等作業(yè)；(7)單井工藝設(shè)計(jì)需要復(fù)雜計(jì)算，但現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)要求不高。

2 技術(shù)特

2.1 技術(shù)特點(diǎn)

(1)在恒溫水浴條件下調(diào)試閥的充氣壓力，調(diào)試精度高；(2)適用于含H2S和CO2等腐蝕性介質(zhì)的油井，氣舉閥耐腐蝕性好；(3)打開(kāi)和關(guān)閉主要受注氣壓力控制，操作簡(jiǎn)單；(4)設(shè)計(jì)多種不同規(guī)格的閥孔尺寸，用途廣泛。

2.2 技術(shù)參數(shù)

氣舉閥工作筒技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 氣舉閥工作筒技術(shù)參數(shù)

3 氣舉排液工具準(zhǔn)備

(1)按照設(shè)計(jì)參數(shù)調(diào)試氣舉閥，將調(diào)試檢驗(yàn)合格的氣舉閥安裝在工作筒上；(2)查看偏心工作筒、氣舉閥外觀是否完好，氣舉閥與工作筒連接是否牢固可靠，偏心工作筒兩端絲扣是否完好；(3)所有螺紋連接處應(yīng)嚴(yán)格按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)擰緊到位；(4)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氣舉閥和偏心工作筒的整體試水壓，穩(wěn)壓40min，不滲漏；(5)工具是否合格證齊全準(zhǔn)確。

4 帶壓作業(yè)下入氣舉閥施工步驟

(1)關(guān)閉PFF-180/105井口大閘門(mén)，移除原井安裝的采氣樹(shù)；(2)依次安裝防噴器組、井口穩(wěn)定器、帶壓作業(yè)機(jī)、操作籃等帶壓作業(yè)設(shè)備，并進(jìn)行設(shè)備開(kāi)關(guān)、調(diào)試；(3)依照施工設(shè)計(jì)對(duì)BHA內(nèi)堵塞工具、防噴器組、高壓管匯、各級(jí)氣舉閥進(jìn)行試壓、合格；(4)開(kāi)工驗(yàn)收后，打開(kāi)PFF-180/105井口大閘門(mén)，依照施工設(shè)計(jì)進(jìn)行帶壓作業(yè)下完井管柱作業(yè)；(5)帶壓下完井管柱作業(yè)至施工設(shè)計(jì)要求的井深、各級(jí)氣舉閥至設(shè)計(jì)深度，坐油管懸掛器并試提測(cè)試合格；(6)關(guān)閉PFF-180/105井口大閘門(mén)，依次移除防噴器組及帶壓作業(yè)機(jī)等主體設(shè)備，安裝采原井氣樹(shù)并試壓合格；(7)關(guān)閉PFF-180/105井口大閘門(mén)，灌入適量的清水，平衡油、套管壓力，打通油管內(nèi)通道，放噴排液至油氣混合狀，恢復(fù)井口，移交甲方。

5 鋼絲作業(yè)更換氣舉閥施工步驟

5.1 投撈前準(zhǔn)備

(1)檢查投撈車(chē)深度儀、指重表，要求指針靈活，顯示準(zhǔn)確；(2)核實(shí)完井?dāng)?shù)據(jù)，包括管柱結(jié)構(gòu)、氣舉閥完井深度，油管內(nèi)徑，井斜等數(shù)據(jù)；(3)觀察油套壓，若油套壓不相等，對(duì)套管進(jìn)行放空、套管氣注入油管或流程，最終油套壓平衡；(4)安裝防噴器組及相應(yīng)設(shè)備，進(jìn)行設(shè)備調(diào)試、試壓合格；(5)用與造斜器相同(φ45mm)或稍大外徑尺寸的通井規(guī)通井至末級(jí)閥深度以下50m，下放速度不大于90m/min，遇阻時(shí)不要刻意向下震擊，防止卡規(guī)，在遇阻位置多次通井，直至能順利通過(guò)。

5.2 盲閥打撈步驟

(1)地面組裝打撈工具串，待工具串進(jìn)入放噴器后，投撈車(chē)深度儀調(diào)零；(2)用鋼絲繩將打撈工具串(繩帽-加重桿-機(jī)械振擊器-萬(wàn)向節(jié)-造斜工具-打撈工具)下放到井下管柱需打撈的氣舉閥以下約10～20m；(3)緩慢上提打撈工具串，使造斜工具上的導(dǎo)向塊滑入偏心工作筒導(dǎo)向槽內(nèi)，觀察指重計(jì)，在原懸重的基礎(chǔ)上增加30～100kg；(4)下放打撈工具串，觀察指重計(jì)是否落零，可證實(shí)造斜是否成功，若不造斜，重復(fù)步驟(3)，負(fù)荷在上次造斜的懸重基礎(chǔ)上繼續(xù)增加20～30kg(但不能超過(guò)鋼絲設(shè)定的最大負(fù)荷)；(5)向下振擊2～3次，使打撈工具卡爪抓住氣舉閥投撈頭；(6)快速向上振擊，氣舉閥投撈頭上φ3mm剪切銷(xiāo)被剪斷，氣舉閥解鎖被拉出，繼續(xù)向上振擊，剪斷造斜工具上導(dǎo)向塊的剪切銷(xiāo)，打撈工具串連同氣舉閥即可撈出。

5.3 氣舉閥投放步驟

(1)待盲閥打撈成功后，按照撈出的氣舉閥，安裝對(duì)應(yīng)氣舉閥；(2)用鋼絲繩將打撈工具串(繩帽-加重桿-機(jī)械振擊器-萬(wàn)向節(jié)-造斜工具-投放工具-氣舉閥)下放到井下管柱需投放的偏心工作筒以下約10～20m；(3)緩慢上提打撈工具串，使造斜工具上的導(dǎo)向塊滑入偏心工作筒導(dǎo)向槽內(nèi)，觀察指重計(jì)，在原懸重的基礎(chǔ)上增加30～100公斤；(4)下放打撈工具串，觀察指重計(jì)是否落零，可證實(shí)造斜是否成功，若不造斜，重復(fù)步驟(3)，負(fù)荷在上次造斜的懸重基礎(chǔ)上繼續(xù)增加20～30kg(但不能超過(guò)鋼絲設(shè)定的最大負(fù)荷)；(5)下放投入工具串，氣舉閥進(jìn)入偏心工作筒閥囊孔孔口，向下振擊10次左右，使氣舉閥進(jìn)入偏心工作筒閥囊孔內(nèi)，這時(shí)氣舉閥投撈頭上滑環(huán)通過(guò)了偏心工作筒閥囊孔孔口的鎖肩；(6)向上快速振擊，由于氣舉閥上的滑環(huán)在偏心工作筒的鎖肩處鎖住了氣舉閥，投放工具上剪切銷(xiāo)被剪斷，氣舉閥與工具串分離，繼續(xù)向上振擊，剪斷造斜工具上的導(dǎo)向塊的剪切銷(xiāo)，提出投入工具串；(7)拆卸防噴器組，安裝采氣樹(shù)并試壓合格；(8)采用壓縮機(jī)反舉復(fù)產(chǎn)。

6 施工風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)分析

6.1 氣舉閥工作筒壓力

氣舉閥工作筒額定承壓不足，井口壓力不降，存在漏失或其他風(fēng)險(xiǎn)。1井間斷生產(chǎn)，關(guān)井壓力15MPa；2井持續(xù)生產(chǎn)，壓力18MPa，靜液柱壓力約1MPa/100m。1井氣舉閥工作筒下入垂深3502m，2井氣舉閥工作筒下入垂深3146m，氣舉閥工作筒盲板額定壓力35MPa，若井筒內(nèi)液面較高，井筒在氣舉閥工作筒外部施加的壓力將大于氣舉閥工作筒盲板承受的額定壓力，有可能導(dǎo)致氣舉閥工作筒盲板打開(kāi)，在帶壓作業(yè)施工過(guò)程中存在泄漏風(fēng)險(xiǎn)。

6.2 氣舉閥工作筒長(zhǎng)度

氣舉閥工作筒長(zhǎng)度較長(zhǎng)，目前不滿(mǎn)足井口壓力10MPa以上下入條件。氣舉閥工作筒本體總長(zhǎng)2.0m，上部2-3/8″EU母扣，下部2-3/8″EU公扣，由于油管公扣加厚部分為8cm，下部油管接箍及加厚部分22cm，則累計(jì)長(zhǎng)度230cm，以川渝地區(qū)常用的美式海德瑞HRS-225k作業(yè)機(jī)為例，上工作防噴器+三通+下工作防噴器之間距離為134cm，倒換閘板起下管柱的距離小于氣舉閥工作筒長(zhǎng)度，需考慮下閘板與環(huán)形防噴器進(jìn)行氣體倒換，環(huán)形防噴器工作承壓在10MPa以?xún)?nèi)，1井間斷生產(chǎn)，關(guān)井壓力15MPa；2井持續(xù)生產(chǎn)，壓力18MPa壓力高于環(huán)形防噴器承壓能力起不到密封效果。

6.3 氣舉閥工作筒最大外徑和套管之間空隙

氣舉閥工作筒最大外徑和套管之間空隙較小、外形不規(guī)則，在全角變化率較大位置和井口可能遇阻，也可能造成氣舉閥工作筒異常。(1)5-1/2″套管(外徑139.7mm，壁厚12.34mm)，內(nèi)徑為115.02mm，氣舉閥工作筒約有1.5m長(zhǎng)的本體最大外徑均為103mm，環(huán)空空間僅余3.51mm，帶壓作業(yè)下入氣舉閥工作筒過(guò)程中有可能貼著套管內(nèi)壁，導(dǎo)致遇阻的風(fēng)險(xiǎn)，會(huì)造成氣舉閥工作筒本體工作異常，后期打撈盲板和投放氣舉閥不能正常進(jìn)行。(2)在井口油管頭處，井筒內(nèi)徑逐漸由大閘閥的內(nèi)徑180mm/130mm縮小至生產(chǎn)套管的內(nèi)徑115.02mm，在內(nèi)徑變小和臺(tái)階等作用下，最大偏心外徑78mm的氣舉閥工作筒大于半徑57.5mm的生產(chǎn)套管。因此，氣舉閥工作筒在通過(guò)井口油管頭時(shí)，偏心部分貼著套管內(nèi)壁下行，迫使油管偏離居中位置，存在遇阻的風(fēng)險(xiǎn)。(3)氣舉閥工作筒外徑過(guò)大，外形不規(guī)則，可能造成油管扣密封失效。

7 效果

2016～2017年，氣舉閥排水采氣共應(yīng)用18口井，啟動(dòng)壓力平均降低5.0MPa，恢復(fù)生產(chǎn)壓差3.1MPa，日增氣13萬(wàn)方。xxx氣田共應(yīng)用7口井，布閥1-2級(jí)，多應(yīng)用于集中增壓氣舉；xxx區(qū)塊共應(yīng)用4口井，布閥2-5級(jí)，多應(yīng)用于氮?dú)鈿馀e；xxx區(qū)塊應(yīng)用6口井，多應(yīng)用于增壓氣舉和井間互聯(lián)氣舉。氣舉閥氣舉排水采氣井的整體應(yīng)用效果見(jiàn)表2。

表2 氣舉閥氣舉排水采氣井的整體應(yīng)用效果

8 結(jié)語(yǔ)

氣舉閥排水工藝在頁(yè)巖氣井的應(yīng)用，提高了頁(yè)巖氣井的液體返排率，增加了氣井產(chǎn)量，提高氣井的采收率，延長(zhǎng)了氣井的生產(chǎn)時(shí)長(zhǎng)，氣舉排水采氣工藝技術(shù)取得了顯著增產(chǎn)效果，已成為氣田開(kāi)發(fā)中后期穩(wěn)產(chǎn)的核心工藝。