大慶探區深層氣井試氣水化物預防處理工藝技術

吳德寶

（大慶油田有限責任公司試油試采分公司試油大隊，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，地面試氣過程中，每年都出現由于在井下100m、井口或油嘴管匯下游出現不同程度的水化物凍堵而關井的現象，影響資料錄取和施工進度，截止到目前共發生水化物凍堵問題16井次，延長施工時間900h，因此，需對水化物的生成、預防和處理進行研究，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水化物凍堵。不同油嘴下流溫度對比如表1所示。

表1 sh103H井不同油嘴下流溫度對比

1.2 鋼絲作業水化物的危害

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，尤其冬季環境溫度低，井口、防噴管、井筒內都存在水化物，無法投入壓力計、封堵等鋼絲作業施工，截止到目前鋼絲作業施工中共發生水化物凍堵問題30余井次，延長施工時間1100h。

2 深層氣井水化物的預防及處理

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流后的下游管線內，由于天然氣經過節流后溫度急劇降低，當上游壓力為35MPa，壓降28MPa時溫度下降48℃，低于水化物形成的臨界溫度。預防機理：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爭力，降低了系統中水蒸汽的壓力，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，使水合物不穩定發生分解得到清除。預防措施：開井前，向除砂器砂筒內注乙二醇，防止砂筒底部不流動處形成水化物，避免堵塞除砂器。測氣過程中，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

預防措施：利用保溫管線、分離器鍋爐、熱交換器對地面流程進行加熱，提高流程管線內部溫度，阻止流體相態轉化，避免水化物的形成，從而預防地面凍堵問題。開井前，先將地面保溫管線用鍋爐現場加熱，同時熱交換器水柜及分離器水柜溫度加熱至85℃。

二級節流降壓：日氣產量小于20×104m3的氣井，通過調節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。三級降壓節流：日氣產量大于20×104m3的氣井，通過調節進口熱交換器針閥，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流針閥及下游盤管；調節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比如表2所示。

表2 xs1-p4井不同油嘴下流溫度對比

應用效果：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、熱交換器及三級節流技術對地面流程進行加熱，確保試氣過程中地面流程無水化物產生堵塞管線，圓滿完成了試氣施工任務。

2.3 深層氣井井下水化物的預防措施及處理方法

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，同時油管地面泵入乙二醇防止水化物繼續生成。

2.4 深層氣井鋼絲作業施工中水合物的處理方法

處理措施：（1）投壓力計前，向井內注入一定量的熱水，改變了井筒內的壓力、溫度狀態，融化了生成的水化物，保證了施工的進行，同時也有利于開井測氣施工。（2）針對易生成水化物的高壓氣井，鋼絲作業施工前，需向井內連續注入乙二醇。（3）針對高壓井冬季施工中，由于鋼絲作業防噴盒橡膠件密封受到環境氣溫低的影響，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，通過應用化學注入頭與3寸防噴管配合，解決了施工難題。

3 下步建議

針對深層氣井試氣過程中產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，但因需增加化學藥劑及燃料的費用，施工成本較高，可采用井下油嘴節流技術，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，地面計量和鋼絲作業試井技術已經成為試油施工中關鍵環節，深層氣井水化物形成及預防處理工藝技術有效解決了施工過程中水化物造成的影響，保證試油測氣施工順利進行，縮短了施工周期，降低了員工的勞動強度，提高了資料錄取的連續性及準確性，應用前景廣闊。

[1]陸乘風，楊曉芳.天然氣井試井過程中影響因素分析[J].中國石油和化工標準與質量，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）.