高壓氣井鋼絲試井作業天然氣水合物的預防對策分析

劉召輝

摘要：當下研究儲層參數以及氣井產能的重要技術手段就是鋼絲試井技術，但是這種技術在高壓作業的情況下會受到天然氣水合物的影響，很容易引發一系列的安全風險。本文就著重分析天然氣水合物形成條件，并提出若干天然氣水合物的預防措施，希望能夠對現場鋼絲試井安全作業提供幫助。

關鍵詞：高壓氣井;鋼絲試井作業;天然氣水合物;預防對策

隨著我國近年來高壓氣井勘探的不斷發展，研究儲層參數以及氣井產能的重要技術手段就是鋼絲試井。鋼絲試井是通過下入儲存式電子壓力計來獲取產層的壓力以及溫度數據，將這些數據作為儲層性質的評估標準，并且能夠對氣井的生產能力進行分析，針對性的定制改進策略。與此同時還能夠為氣井的生產調控、氣藏開發跟蹤分析、編制開發方案等工作提供重要的依據。大部分情況下高壓氣井長時間關井復開以及投產開井的過程中，井口的溫度會逐漸的升高，形成較大的節流壓，壓力下降，流體的溫度也會明顯下降，因此會在井口附近會形成天然氣水合物，這些水合物會對鋼絲試井工作帶來很多安全風險。

一、天然氣水何物的形成條件

只有滿足以下三個條件才能夠形成天然氣水合物[1]。首先要依賴一定的高壓以及低溫;其次，需要一定水合物形成體;最后，需要一定的水量，但是這些水并不是游離水。在天然水合物形成的過程中，很受壓力以及溫度的影響，在壓力條件相同的情況下，溫度越低就越容易形成水合物，在溫度條件相同的情況下，壓力越高越容易產生水合物。

二、天然氣水合物的預防

（一）地面防噴裝置內水合物的預防

在鋼絲試井作業的過程中，起到控制風險關鍵作用的設備就是防噴裝置，所以預防鋼絲防噴裝置以內形成水合物是一項重要的工作內容[2]。

采用熱力學抑制劑對高壓氣井鋼絲防噴系統試壓。乙二醇以及甲醇是常見的熱力學抑制劑，其工作原理就是將水合物以及水溶液的化學位進行改變，提升水合物形成的壓力，降低水合物形成的溫度。當地面防噴裝置安裝完畢之后，由于甲醇等屬于危險化學物品。因此進行試壓的過程中大多數情況下會采用乙二醇與水混合進行。通過試壓，可以發現泄壓稍微高于井口的壓力，將這個壓力值作為安全的開井背壓。我們可以選用任意的比例對乙二醇和水進行混合，冷卻水的蒸氣壓受到了改變，冰點明顯的降低，乙二醇在水中的濃度直接影響著冰點，當濃度在百分之六十以上，水溶液中乙二醇濃度升高，冰點也隨之升高，反之乙二醇濃度升高冰點降低。當水溶液中的乙二醇濃度在百分之四十的情況下，水溶液的防凍溫度在零下二十五攝氏度，濃度升高，防凍溫度隨之降低，但是在達到零下49攝氏度的極限溫度時，冰點反而會上升。

（二）井口以及近井筒水合物的預防

高壓氣井鋼絲試井作業過程中往往需要進行頻繁的上提下放操作，在接近井口一千米井段的部位非常容易出現冰堵情況[3]。因此在大多數情況下都會采用化學注入短節向井筒內注入化學抑制劑，乙二醇和甲醇是常見的化學抑制劑。甲醇具備良好的解凍和防凍作用，甲醇的凝固點在零下九十七攝氏度左右，而其能夠在水中和冰中有良好的溶解性，當甲醇與水充分融合后能夠讓水的冰點再次下降，進而起到解凍和防凍的功效。但是在使用甲醇的過程中應當注意，甲醇是一種危險的化學物品，具有一定的毒性并且極易燃燒，因此，要嚴格按照危險化學品的管理使用規定進行操作，避免出現更大的安全事故。

三、水合物的處理措施

（一）降壓法

所謂的降壓法就是指通過改變壓力來改變天然氣水合物穩定的相對平衡狀態，實現水合物分解的目的。相關人員需要對遇卡位置進行預判，隨后關閉防噴器，進行防噴器泄壓，進而達到降低壓力分解水合物的目的。采用這種方式處理水合物的關鍵就是要能夠在防噴器以上的位置判斷出鋼絲遇卡的位置，同時還要保證防噴器密封正常并且能夠正常開關。

（二）加入法

當高壓氣井的井口以及井筒出現水合物之后，需要使用泵車對井口進行熱水泵注，將遇卡部位的溫度進行提升，并且能夠起到一定的沖刷作用，將解卡或者是解堵情況解決。

（三）抑制劑注入法

在井筒內利用化學注入短節注入甲醇或者是乙二醇，利用這些化學藥劑良好的解凍以及防凍能力來將水合物對鋼絲作業的影響徹底消除。

四、結語

本文首先分析了天然水合物的形成條件，并根據實際情況列入出天然氣水合物的預防措施，能夠顯著的起到預防天然氣水合物形成，保證鋼絲試井工作生產的運行，有效降低由于天然氣水合物對鋼絲試井工作產生的影響，提升鋼絲試井的施工安全性，以及質量。

參考文獻：

[1]張俊良，邵勇，賈長青，等高含硫氣田天然氣水合物可視化系統的應用[C].2017年全國天然氣學術年會論文集，2017.

[2]閆誨軍，賈愛林，冀光，等巖溶風化殼型含水氣藏氣水分布特征及開發技術對策——以鄂爾多斯盆地高橋區下古氣藏為例[J]天然氣地球科學，2017，28（5）：801-811

[3]吳江，李炎軍，張萬棟，等.南海西部高溫高壓小井眼水平井鉆完井儲層保護技術研究及應用[J].探礦工程-巖土鉆掘工程，2017，44（8）：18-22