蘇里格氣田井下節(jié)流技術難題及對策

鄭興升，吳永春，吳軼君，劉成剛，賈文江(川慶鉆探公司蘇里格項目經(jīng)理部，內(nèi)蒙古 烏審旗 017300)

1 井下節(jié)流生產(chǎn)現(xiàn)狀

蘇里格項目經(jīng)理部現(xiàn)有井下節(jié)流器929套，主要采用“井下節(jié)流，井口不加熱、不注醇，中低壓集氣，帶液計量，井間串接，常溫分離，二級增壓，集中處理”為主體的“蘇里格中低壓集氣模式”。隨著氣田的持續(xù)開發(fā)，氣井產(chǎn)能衰竭，無法滿足經(jīng)濟開采的要求，伴隨氣井生產(chǎn)動態(tài)變化，原有的生產(chǎn)方式、配套工藝技術難以滿足低產(chǎn)低效階段挖潛增效的目的，導致技術性停產(chǎn)。最終導致蘇里格氣田自2016年以來，氣田開發(fā)井不斷上升，而開井數(shù)一直處于下降趨勢。氣田開發(fā)中后期，氣井工況已發(fā)生較大變化，采用井下節(jié)流器的生產(chǎn)方式是否適應井下工況，如何調整生產(chǎn)方式或工作制度，井下節(jié)流器如何配合井筒攜液，井下節(jié)流器失效如何解決打撈等難題是蘇里格氣田亟需解決的課題。

基于此，文章對蘇里格氣田井下節(jié)流工藝面臨的技術難題進行分析，并提出相應的解決方案對策，實現(xiàn)氣井的高效、安全和穩(wěn)定生產(chǎn)，提高氣井的產(chǎn)能和最終采收率。

2 井下節(jié)流器投撈情況及失效分析

2.1 節(jié)流器投撈情況

氣田蘇A、桃B和蘇C三個區(qū)塊的氣井共計968口井，井下節(jié)流器井下入情況如表1所示。可以看出，有746口井投放了1只井下節(jié)流器，占總井數(shù)的77.06%，有62口井投放了2只井下節(jié)流器，占總井數(shù)的6.40%，有3口井投放3只井下節(jié)流器，間開井37口，打撈井下節(jié)流器后未投的138口。三個區(qū)塊井下節(jié)流器失效次數(shù)、總打撈次數(shù)及失敗次數(shù)如表2所示，井下節(jié)流器的打撈工作一般是在節(jié)流器失效后進行打撈，個別情況下會在調整生產(chǎn)以及修井的時候進行打撈。經(jīng)統(tǒng)計，在投放安裝節(jié)流器后，有將近219口井在近10年內(nèi)沒有進行管理，有120口井自投放以來已經(jīng)進行過3-5次的重新投放，只有個別井從投產(chǎn)開始不到兩年時間已進行十數(shù)次的重新投放作業(yè)。

表1 氣井下入節(jié)流器情況

表2 井下節(jié)流器失效及打撈情況

井下節(jié)流器在本氣田近四年來的投撈成功率在70%左右，不成功的主要原因為氣井參數(shù)和節(jié)流器參數(shù)不清、通井失敗(初步判斷為油管變形、井筒有污物等)、提前坐封(節(jié)流器未下到指定位置)、井筒出砂(震擊器或節(jié)流器被沙卡或埋)、采氣樹冰堵、節(jié)流器上部積液導致盲錘下砸無力、節(jié)流器卡瓦無法解卡、解卡后無法抓住、膠皮不歸位、抓住后提不動、掉工具串等。為此，開展井下節(jié)流器井科學管理及配套技術研究不僅可以解決蘇里格氣田井下節(jié)流器井的參數(shù)優(yōu)化和精細化管理問題，而且可以引領國內(nèi)類似氣田的開發(fā)。

2.2 井下節(jié)流器失效原因分析

井下節(jié)流器在蘇里格氣田的開發(fā)中發(fā)揮了重要作用，但在生產(chǎn)實踐中也暴露出產(chǎn)品的不足。由于各類井下節(jié)流器本身結構性能特點及所投放井內(nèi)各項環(huán)境等因素，造成節(jié)流器失效的原因很多，現(xiàn)根據(jù)目前投入使用的情況來看，主要失效原因如下。(1)節(jié)流器的使用條件問題。由于節(jié)流器質量和井筒出砂、含硫、產(chǎn)液等引起的特殊工況，瓦式節(jié)流器的預密封作用的實現(xiàn)主要依靠彈簧力，想要充分發(fā)揮二次密封作用，在開啟井口后必須形成上游與下游壓差。當前使用的節(jié)流器密封效果比較差，經(jīng)常出現(xiàn)失效情況，針對這一問題，本次研究對彈簧強度進行改進處理；(2)節(jié)流器的選用不合理。蘇里格氣田目前主要使用3家不同企業(yè)的井下節(jié)流器，各個廠家的各種節(jié)流器的適用范圍都是一定的。所以工作區(qū)的相關技術人員應該根據(jù)設計生產(chǎn)需要進行合理選擇。例如選用節(jié)流器的時候需要考慮出砂，產(chǎn)水，壓力，溫度等因素對節(jié)流器的影響；不同區(qū)塊、不同地理環(huán)境及不同井況對節(jié)流器結構和不同尺寸節(jié)流嘴的影響；(3)井下節(jié)流器的結構工藝設計存在問題。從節(jié)流器現(xiàn)場打撈來看，大部分的問題均是因為節(jié)流器本身結構或者本身材質的問題，結構的不合理導致在投放的過程中容易出現(xiàn)因為小失誤導致整體失效的問題，在打撈過程中也容易出現(xiàn)打撈時結構脫落，部分構件損壞等問題，最終致使節(jié)流器落入井內(nèi)失效，同時造成打撈困難的問題；(4)井筒內(nèi)存在出砂和出液等隱患。在施工過程中，為了盡量簡化氣驅工藝，使得井筒返排時間較短，剩余的壓裂殘余砂和壓裂液在井筒中不排，容易附著在井筒壁上或沉積在井底。井下節(jié)流器投放到設計位置之后，由于滑沉積物卡住打不開，或者滑油管接口太小，缺乏固定導致不穩(wěn)定滑動閥座密封，沒有牢固的基礎，在壓差的作用下，容易出現(xiàn)大幅度滑移，導致節(jié)流器投放失敗。結構不穩(wěn)定容易增大生產(chǎn)和捕撈的工作難度，尤其是在打開井口后，部分氣層容易出現(xiàn)出砂的情況，架構不穩(wěn)定容易導致節(jié)流器內(nèi)部被泥沙堵塞從而破壞井下節(jié)流器的效果，影響生產(chǎn)。在實際中，部分井口存在井下節(jié)流器在投放之后很快就發(fā)生堵塞的情況，節(jié)流器砂堵嚴重，中心桿和節(jié)流器主體內(nèi)腔都已經(jīng)完全被泥砂塞滿，泥沙堵塞問題嚴重影響節(jié)流器的效果；(5)頻繁的開關井。井下節(jié)流器在投放之后，長時間的不開井會導致節(jié)流壓力逐漸趨于自身穩(wěn)定，在進行開井之后壓力會發(fā)生一個突變，頻繁的開關井會是的壓力變化劇烈，容易造成井下節(jié)流器的相關部件損壞，最終導致井下節(jié)流器失效。例如，在一般的氣井正常的生產(chǎn)過程中，節(jié)流器內(nèi)部的壓力差大約為10～20 MPa，如果頻繁的開關井會是的壓力差值超過節(jié)流器的承受范圍，導致密封膠圈損壞，最終導致節(jié)流器失效。

2.3 投放，捕撈失效存在的危害

(1)首先是投放的失效會導致后期捕撈工作的難度加大，使得打撈工作存在著巨大的安全隱患。同時由于在打撈井下節(jié)流器的過程中是采取了不壓井的方法，井內(nèi)部壓力不穩(wěn)定，采取的防噴管道技術可能會因此出現(xiàn)故障，造成較大的安全隱患；(2)因失效導致進口壓力升高導致井口和地面集氣管線等設備內(nèi)極易形成水合物而發(fā)生凍堵，或地面集氣管線超壓，造成較大的安全生產(chǎn)風險。

3 改善井下節(jié)流器初步對策

3.1 初步對策

由于蘇里格氣田典型的“三低”地質特征，為了降低井口油壓，提高單井自身的攜液能力，降低天然氣水合物形成幾率、簡化地面工藝流程，減少后期維護工作量，最大程度的降低成本，因此，井下節(jié)流工藝已成為蘇里格氣田生產(chǎn)集輸?shù)年P鍵技術之一。但是在使用過程中發(fā)現(xiàn)井下節(jié)流器存在諸多問題，嚴重影響生產(chǎn)，急需解決相應的問題。針對以上井下節(jié)流器的失效原因，提供如下解決思路：(1)對節(jié)流器本身材質和結構進行優(yōu)化開發(fā)研究或改良，特別是失效頻率較高的結構組件使其失效率更低，且在失效后能容易打撈；(2)現(xiàn)在需要盡量的提高相關的井下節(jié)流器的通用性，需要盡快的開展相應的技術研發(fā)，提高井下節(jié)流器的普適性，降低井下節(jié)流器的成本；(3)不同類型的氣井應該做到物盡其用，采用適合的井下節(jié)流器進行應用，根據(jù)實際的產(chǎn)能情況進行投放使用；(4)根據(jù)實際情況，對于部分條件允許的氣井進行多種形式的井下節(jié)流器的綜合應用；(5)提前通過資料了解各類氣井的相應的條件，再根據(jù)條件對井下節(jié)流器的氣嘴進行相應的改造使用；(6)因為部分井底存在出砂出液等嚴重問題，建議壓裂試氣后，盡快將井筒內(nèi)部的砂液排放干凈，盡可能的去選用防砂井下節(jié)流器。

3.2 待解決的技術難題

目前氣田井下節(jié)流氣井存在的主要技術難題如下：(1)井下節(jié)流器井自投產(chǎn)以來，氣井生產(chǎn)參數(shù)已發(fā)生了較大變化，在不同生產(chǎn)階段井筒的生產(chǎn)動態(tài)不清，生產(chǎn)制度與采用井下節(jié)流生產(chǎn)方式是否合適，生產(chǎn)管理與氣井的高效穩(wěn)定生產(chǎn)中制度調整缺乏理論支持，難以發(fā)揮氣井生產(chǎn)潛能，導致勘探資源浪費；(2)缺乏井下節(jié)流器規(guī)范的投放和打撈制度，導致打撈成功率低下，打撈失敗導致修井作業(yè)成本高。急需優(yōu)化打撈工具和井下節(jié)流器的結構及管理制度，提高井下節(jié)流器工作和打撈可靠性，降低作業(yè)成本。