氣井工藝管路堵塞原因及解堵措施

焦曉光

摘 要 近年來(lái)，林帆家氣田部分氣井出現(xiàn)了越來(lái)越嚴(yán)重的堵塞現(xiàn)象，生產(chǎn)中后期的氣井尤其嚴(yán)重，不同程度的結(jié)垢情況普遍出現(xiàn)在其井下管串中，影響到了氣井的正常生產(chǎn)以及修井作業(yè)。本文分析了堵塞物成分，再了解入井液的現(xiàn)場(chǎng)使用狀況之后，發(fā)現(xiàn)了氣井堵塞的原因。入井液是在開(kāi)采過(guò)程中加注的，它與腐蝕產(chǎn)物和地層出砂膠結(jié)在一起，變成了混合垢物。這些垢物在井下篩管處和油管內(nèi)壁粘附，容易卡住修井工具，降低氣井產(chǎn)量。因此，垢物要在合適的時(shí)機(jī)，盡快清除，否則后期堵塞嚴(yán)重，不僅要實(shí)施解堵，還有可能造成堵塞加劇，甚至造成新的堵塞。同時(shí)，對(duì)解堵劑進(jìn)行優(yōu)選，采用更合理的解堵工藝，進(jìn)行解堵作業(yè)，恢復(fù)氣井正常生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞 氣井 堵塞 解堵措施

中圖分類(lèi)號(hào)：TE37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0745（2021）05-0028-03

林帆家氣田氣井在生產(chǎn)過(guò)程中由于堵塞造成的氣井非正常關(guān)井影響了氣井的連續(xù)生產(chǎn)，降低了氣井的開(kāi)井時(shí)率。造成氣井堵塞的原因主要有：水合物堵塞井筒，采氣樹(shù)、采氣管線凍堵，地面流程積液凍堵等造成氣井無(wú)法連續(xù)安全生產(chǎn)。

1 氣井堵塞原因分析

綜合分析現(xiàn)在出現(xiàn)的氣井堵塞，發(fā)現(xiàn)主要是入井液、腐蝕產(chǎn)物和地層出砂等導(dǎo)致的，而入井液中導(dǎo)致堵塞的主要成分是泡排劑和緩蝕劑等。堵塞物中，隨著氣流容易從井底被帶出的是腐蝕產(chǎn)物和地層出砂。[1]而井下溫度很高，入井的泡排劑、緩蝕劑性質(zhì)發(fā)生了改變，很難被氣流帶出，就會(huì)堵塞氣井。

1.1 緩蝕劑的影響

通常情況下，我們采用緩蝕劑來(lái)保護(hù)井下的油套管，其對(duì)金屬的腐蝕有減弱的作用。但是氣井一般都很深，井底溫度，井下壓力都很高。如此高溫高壓的環(huán)境，極容易改變緩蝕劑中的高分子組分性能，性能改變后的緩蝕劑與地層砂礫、腐蝕產(chǎn)物混合到一起，形成瀝青狀膠質(zhì)物，極容易造成井下生產(chǎn)通道的堵塞，從而增大油套壓差，導(dǎo)致產(chǎn)量下降。另外，緩蝕劑的易起泡、易乳化的性能以及熱穩(wěn)定性，也會(huì)給氣井帶來(lái)一定的影響，尤其是熱穩(wěn)定性，對(duì)氣井造成的影響較大。緩蝕劑中的輕組分在井筒中的高溫下，不斷揮發(fā)而導(dǎo)致粘度增加。同時(shí)，緩蝕劑成分的降解或失效現(xiàn)象也在不斷發(fā)生，嚴(yán)重的情況下會(huì)出現(xiàn)難溶殘?jiān)⒏哒车某恋砦锘蛘呦喾蛛x。如果吸附到產(chǎn)層上，這些降解物會(huì)污染產(chǎn)層。如果吸附到油管壁上，則會(huì)導(dǎo)致油管通道變窄，使氣井產(chǎn)量降低。添加的酰胺類(lèi)緩蝕劑不易溶于水。煤油或柴油作為緩蝕劑溶劑，在地下高溫下逐漸蒸發(fā)。緩蝕劑中殘留的高沸點(diǎn)組分酰胺化合物是一種黑色粘稠物質(zhì)，流動(dòng)性很差，具有親脂特性性，與水不相溶，因此很難隨地層水到地面。留在井下就會(huì)將腐蝕產(chǎn)物、地層砂礫、巖屑等粘附包裹在一起，形成堵塞物。同時(shí)，井下的添加劑種類(lèi)繁多，如果試劑之間不相容，添加劑的成分也可能殘留在井內(nèi)。比如某42井，2019年開(kāi)始注入緩蝕劑，到2020年共加注C，I2一I、CZ-1、CZ-3、BT-1、HT-6、CE3-1E、TSY2-15、CT2-15、C12—17等9種型號(hào)的緩蝕劑，但是并沒(méi)有進(jìn)行緩蝕劑間的配伍實(shí)驗(yàn)和分析。

1.2 起泡劑的影響

針對(duì)現(xiàn)有的情況，起泡劑對(duì)氣井堵塞造成的影響并不常見(jiàn)，但從一些資料以及氣田的具體生產(chǎn)來(lái)看，入井起泡劑也有造成井下堵塞的可能。比如高溫環(huán)境中的起泡劑改變了性狀或者其與地層產(chǎn)物之間有了反應(yīng)。如某95井，近年來(lái)，該井一直采用的生產(chǎn)方式是，將棒狀起泡劑加注到油管內(nèi)（即泡排生產(chǎn)），2020年3月通井時(shí)，從井下帶出的膠狀物非常粘稠，經(jīng)過(guò)分析，發(fā)現(xiàn)膠狀物的成分與入井的棒狀起泡劑一樣。

1.3 井筒臟物的影響

產(chǎn)層出砂、泥漿漏失是氣井進(jìn)行鉆井和完井時(shí)不可避免的情況，因此井筒中的臟物無(wú)法保證完全排盡。在氣井的生產(chǎn)過(guò)程中，氣流會(huì)將這些井下臟物帶進(jìn)油管或者地面管線，從而對(duì)氣井的正常生產(chǎn)產(chǎn)生影響，如某2-1井、某109井等。某2-1井為襯管完井，易出砂，2020年9月解堵酸化時(shí)探砂面，發(fā)現(xiàn)井底沉砂21.72m，篩管下部近2m全部堵塞著黑色垢物。某109井鉆井時(shí)，鉆井液和堵漏劑在產(chǎn)層漏失，在生產(chǎn)過(guò)程中隨氣流帶到井筒，頻繁堵塞井筒，不能正常生產(chǎn)。

1.4 腐蝕產(chǎn)物的影響

在修井作業(yè)時(shí)觀察，會(huì)發(fā)現(xiàn)油管的腐蝕現(xiàn)象非常普遍，這些油管腐蝕產(chǎn)物，在油管內(nèi)壁粘附，將油管通道變小，最終導(dǎo)致堵塞油管。例如某32井，該井2010年3月份投產(chǎn)，初期產(chǎn)量5.44×104m3/d。1998年4月生產(chǎn)開(kāi)始出現(xiàn)異常，產(chǎn)量、油壓快速下降，油套壓差變大;2020年10月修井時(shí)，發(fā)現(xiàn)在油管3990.1m一3991.01m井段內(nèi)，有許多FeS腐蝕產(chǎn)物堆積結(jié)塊，造成了該井的生產(chǎn)出現(xiàn)異常。

1.5 水合物的影響

分析近年通井作業(yè)情況，結(jié)合生產(chǎn)情況，發(fā)現(xiàn)堵塞也會(huì)發(fā)生在氣井井口附近，如林帆3、林帆5井、林帆58井、某5-1、某109井等。油壓快速下降或者油管堵塞也會(huì)出現(xiàn)在新投產(chǎn)的、且生產(chǎn)時(shí)間并不長(zhǎng)的新井中。有的井甚至出現(xiàn)反復(fù)多次堵塞，而且堵塞點(diǎn)都不超過(guò)井口以下200米。由于現(xiàn)用的技術(shù)有限，通常無(wú)法將井下的堵塞物取出來(lái)，但是結(jié)合氣井堵塞的特點(diǎn)，綜合林帆5井通井過(guò)程中得到的堵塞物分析得出堵塞新投產(chǎn)井的原因，主要是在鉆井和完井時(shí)，沒(méi)有排除的臟物被氣流帶出，在油管內(nèi)壁上粘附，導(dǎo)致了節(jié)流效應(yīng)。一旦氣井產(chǎn)量降低，氣流到達(dá)井筒上部時(shí)溫度降低，如果溫度比形成水合物的臨界條件時(shí)小，就會(huì)有在井筒內(nèi)產(chǎn)生大量水合物，造成堵塞。

2 氣井常見(jiàn)堵塞的解堵措施

氣井堵塞往往是由多種因素綜合造成的。比如，在開(kāi)采過(guò)程中殘留在井底的入井藥劑與井下砂礫、腐蝕物及巖屑等混合成的垢物粘附在油管內(nèi)壁或井下篩管處，造成堵塞，降低了氣井產(chǎn)量，或者卡住修井作業(yè)工具等。因此，選擇解堵措施時(shí)要針對(duì)不同的情況進(jìn)行選擇。

2.1 選擇合適的解堵時(shí)機(jī)

通過(guò)生產(chǎn)情況資料分析，緩蝕劑保護(hù)方法實(shí)施是從90年代中后期陸續(xù)開(kāi)始的，緩蝕劑規(guī)律地加注從2000年后開(kāi)始，而堵塞物中出現(xiàn)緩蝕劑成分是從2002年開(kāi)始，說(shuō)明有機(jī)堵塞物對(duì)氣井生產(chǎn)的影響是逐漸累積的，需要一段較長(zhǎng)的時(shí)間。在井下，堵塞物漸漸積累變多，最終嚴(yán)重堵塞井下，對(duì)氣井生產(chǎn)造成明顯影響。所以，必須盡早盡快清除入井液造成的堵塞情況，一旦堵塞嚴(yán)重，就必須實(shí)施解堵，解堵這一過(guò)程有可能會(huì)加劇堵塞，也有可能會(huì)產(chǎn)生新堵塞。

2.2 選擇適宜的解堵劑

經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，井下堵塞物的成分不是單一的緩蝕劑成分，里面還有多重物質(zhì)的混合，比如地層砂粒、腐蝕產(chǎn)物以及入井藥劑的變質(zhì)物等，選用一種解堵劑不能完全解氣井常見(jiàn)堵塞的解堵措施為防止氣井堵塞，必須對(duì)氣井堵塞的原因進(jìn)行分析，以便采取相應(yīng)的措施進(jìn)行防堵。

液態(tài)條件下的天然氣都飽和著水汽，在一定的壓力溫度條件下，天然氣中的某些組分與水生成一種白色的冰雪狀晶體---即水合物。氣井在生產(chǎn)過(guò)程中采氣樹(shù)和采氣管線、地面流程都可能發(fā)生水合物堵塞。堵塞的情況一般發(fā)生在冬季且產(chǎn)量較高的氣井中，外界溫度低，天然氣內(nèi)的水分在管線內(nèi)部結(jié)冰，造成天然氣在管線內(nèi)流通受阻，產(chǎn)量受到影響。

中后期氣井，產(chǎn)量和壓力都低，井下堵塞，解堵時(shí)，解堵劑存在無(wú)法將垢物完全溶解的情況，或者溶解了垢物后不能及時(shí)排出來(lái)，就可能造成堵塞加劇，更有甚者會(huì)形成新堵塞。所以，解堵前必須要采樣分析堵塞物，找出堵塞氣井的原因，根據(jù)垢物成分，找到適合的解堵劑。在選擇解堵劑時(shí)要慎重，因?yàn)榫徫g劑型號(hào)很多，必須要有針對(duì)性選擇。井下堵塞與緩蝕劑、井筒雜物、油管腐蝕產(chǎn)物等有關(guān)，解堵的時(shí)候，首先要使用有機(jī)解堵劑乳化堵塞物，將其分散后，使其在水中溶解，然后能夠被井液帶出井外。之后，利用無(wú)機(jī)解堵劑將地層水中易結(jié)垢的離子以及硫化鐵粉末碎化。

2.3 優(yōu)選解堵工藝

解堵越早效果越好，后期效果變差;停產(chǎn)解堵比不停產(chǎn)解堵的效果要好。即使使用的解堵劑型號(hào)和用量相似，井下情況也相似，如果解堵方式不一樣，解堵的效果也會(huì)有很大的差異。舉例來(lái)講，使用HT-6型緩蝕劑，油套環(huán)空中設(shè)置了封隔器，在生產(chǎn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)兩口井的井筒出現(xiàn)堵塞，某93井2017年解堵作業(yè)時(shí)沒(méi)有停產(chǎn)，前后總共消耗了7600kg解堵劑，用了52天，結(jié)果并沒(méi)有達(dá)到增產(chǎn)的目的，反而堵死了油套環(huán)空;某11井2019年11月解堵作業(yè)時(shí)選擇停產(chǎn)，取得日增產(chǎn)4.1×l04m3的增產(chǎn)效果。由此可見(jiàn)，解堵時(shí)要分析氣井堵塞的程度，對(duì)解堵工藝進(jìn)行優(yōu)化。通過(guò)實(shí)踐證明，如果氣井生產(chǎn)時(shí)間短、緩蝕劑加注時(shí)間約一年、井下液體流動(dòng)順暢且能自噴帶液生產(chǎn)，則解堵時(shí)可以選擇實(shí)施不停產(chǎn)。而如果氣井本身就有明顯的堵塞現(xiàn)象，并且在油套環(huán)空、油管內(nèi)或井底篩管已經(jīng)出現(xiàn)了結(jié)垢，那么必須停產(chǎn)清洗才能有效清除井下垢物，從而解堵。為保證氣井解堵作業(yè)的順利實(shí)施，使生產(chǎn)恢復(fù)正常，必須根據(jù)實(shí)際情況選擇不同的解堵方式。重慶氣礦大部分氣井進(jìn)人生產(chǎn)中后期，產(chǎn)量、壓力低，結(jié)垢物在解堵藥劑的作用下溶解后，固態(tài)垢物轉(zhuǎn)變成液態(tài)，增加了其流動(dòng)能力[2]。但是因?yàn)榈貙幽芰坎粔颍簯B(tài)的垢物仍舊無(wú)法被氣流帶出井筒，這種情況下，必須采取其他的措施來(lái)輔助，比如可以將井口回壓降低、使用液氮幫助排出或者使用放噴的方式等等，這樣可以防止新堵塞出現(xiàn)。

2.4 氣井井場(chǎng)流程解堵措施

（1）用PVC鋼絲軟管環(huán)繞在流程管線或者是閘門(mén)周?chē)?，外面用保溫材料包裹。使用時(shí)用24v增壓泵（現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)市電，擬用電瓶車(chē)電池做電源）抽取水套爐里的熱水，在pvc鋼絲軟管流動(dòng)，達(dá)到給凍堵管線解堵的目的。

（2）用電伴熱帶環(huán)繞在流程管線或者是閘門(mén)周?chē)饷嬗帽夭牧习?。使用時(shí)用發(fā)電機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電，伴熱帶加溫，達(dá)到給凍堵管線解堵的目的。

2.5 氣井井口到水套爐進(jìn)口解堵措施

氣井在生產(chǎn)過(guò)程中，積液由井筒帶入地面管線之后，由于氣井產(chǎn)量小、采氣管線坡度起伏較大，彎頭較多。導(dǎo)致采氣管線積液影響氣井正常生產(chǎn)。

（1）加大氣管線直徑的尺寸，現(xiàn)在氣井上常用的的輸氣管線一般是50mm、40mm兩種型號(hào)。管徑小是凍堵的主要原因之一?？蓪⒐軓礁臑?0mm，外加保溫層。

（2）減少管線中的彎頭，是流程工藝需求?，F(xiàn)場(chǎng)20米左右的管線中，有彎頭多達(dá)4個(gè)，天然氣在管輸?shù)倪^(guò)程中，很容易因?yàn)榉较虻母淖兪构芫€彎頭處的溫度降低，天然氣的水分在低溫處聚集、結(jié)霜、結(jié)冰最后形成凍堵。措施：可將管線直接從井口架空連接到水套爐，彎頭處（兩處）預(yù)留三通閥門(mén)，做解凍或者加藥口用。

2.6 水套爐出口到分離器入口解堵措施

每年秋季對(duì)水套爐火管、控制閥門(mén)、進(jìn)氣管道進(jìn)行保養(yǎng)、更換，保障冬季水套爐的正常運(yùn)行。

2.7 站內(nèi)分離器提高效率預(yù)防計(jì)量流程凍堵的措施

現(xiàn)在站內(nèi)有兩臺(tái)立式重力分離器在運(yùn)行，之前站內(nèi)壓縮時(shí)，一直在并聯(lián)使用。天然氣改成管輸后，氣量增大，由原來(lái)的日產(chǎn)幾千方增至日產(chǎn)兩萬(wàn)多方，天然氣內(nèi)的雜質(zhì)和水分也相應(yīng)增加。冬天外輸計(jì)量流程偶爾有凍堵現(xiàn)象，過(guò)濾器清洗頻繁。措施：由原來(lái)的分離器并聯(lián)改成分離器串聯(lián)杜絕了計(jì)量流程的凍堵現(xiàn)象，過(guò)濾器清洗頻率下降了80%。

3 結(jié)論

（1）堵塞氣井的的因素主要包括入井液、井筒腐蝕產(chǎn)物以及地層出砂等。

（2）在高溫高壓的井下環(huán)境中，緩蝕劑自身組分容易發(fā)生一系列的物理化學(xué)變化。鉆井、完井過(guò)程中會(huì)殘余一些雜物，同時(shí)油井管壁也存在腐蝕物，緩蝕劑入井后，與兩者膠結(jié)形成混合物，堵塞氣井。

（3）對(duì)氣井堵塞的預(yù)防，要結(jié)合產(chǎn)層巖石物理特性，對(duì)完井方式以及管串結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理地選擇。循環(huán)洗井在完井后必須要進(jìn)行，要將井下臟物最大程度地排出。另外，壓裂酸化作業(yè)后的排液也必須要及時(shí)進(jìn)行，并且最大程度排空，避免作業(yè)殘留物造成堵塞。

（4）對(duì)入井液加強(qiáng)管理，選用入井液時(shí)要有針對(duì)性，加注量以及加注周期根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整;做好入井液的儲(chǔ)存工作，避免其在入井前乳化變質(zhì)。

（5）建議在加注緩蝕劑之前進(jìn)行洗井;緩蝕劑使用一年后也要進(jìn)行清洗作業(yè)，然后重新對(duì)井筒進(jìn)行緩蝕劑預(yù)膜及加注。同時(shí)建立完善的管理模式，做好垢物清洗工作。

（6）應(yīng)該研發(fā)高效有機(jī)解堵劑，并積極進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)，針對(duì)不同的堵塞情況研制相應(yīng)的解堵藥劑。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黎洪珍，劉暢，梁兵，汪三谷，彭丹.氣井堵塞原因分析及解堵措施探討[J].天然氣勘探與開(kāi)發(fā)，2010（04）：45-48.

[2] 聶延波，王洪峰，王勝軍，朱松柏，王益民，楊新影.克深氣田異常高壓氣井井筒異常堵塞治理[J].新疆石油地質(zhì)， 2019，40（01）：84-90.