引言:
我国于1972年首次引入连续管,至今连续管已被应用于多个工业领域,如采油、采气、钻井等,突破了常规作业技术的限制。2005年,我国首次成功将连续管作为生产管柱,植入井下来完成排液并获取天然气。要将连续管作为生产管柱,需要充分考虑气井的实际情况,其在井内是否能够稳固地悬挂在井口装置处,并与油管形成闭环。一旦连续管尾部的密封器的功能失效或脱落,施工是否成功也与连续管下入时受到的压力是否合适有关。本文主要阐述连续管设备结构和施工的过程,探讨速度管柱排水采气技术的应用[1]。
一、连续管设备结构及施工过程
(一) 连续管设备结构
连续管设备由其作业车、悬挂式的操作台、井口的放置器、堵塞密封器、和其他辅助工具构成。作业车主要起到运输及辅助下井作用,操作窗台的功能辅助悬挂操作,当连续管放置于井口固定位置处时,其堵塞密封器起到了防止气体逃窜的作用。
(二)连续管施工过程
在放置连续管前,应该及时关闭采气井口的阀口,并拆解相关装置来达到泄压的目的。其次,安装井口放置器,做好连续管下井前的设备准备工作,并在连续管底端处安装防堵塞密封器。将连续管至于操作窗台中,转紧密封条,充分检查其密封性,在确保其密封效果良好的情况下,松开密封条,并使用作业车将其下至与井中。在确保其能够与原有油管形成闭环空间后,卸掉悬挂器中的压力,并将悬挂器卡在井口后,将连续管固定在悬挂器中。最后,选取合适的位置切断连续管,拆除其作业设备,将气井阀口与悬挂器连接,并通过输送氨气来破坏连续管堵塞密封器[2]。开井,并使用连续管携液生产,进行速度管柱排水采气试验。
二、速度管柱排水采气技术的应用
(一)速度管柱基本构造及其原理
速度油管的设计主要应用了临界携液流速理论,并且合理选择合适孔径的连续管放置于井筒中,再通过一系列地操作后,将连续管悬挂至井口,来设计新的作业速度管柱。此方法能够大幅减小井下流动的气液经过时的接触面积,来加快气液的流速,以此来实现提升采气井携液能力,使得气井工程的效率加快。这一技术主要在产液量较大但是地层压力不足的气井中使用,并且通过使用此项技术,能够实现增产。从整个采气工程来看,使用速度管柱排水采气技术能有效缩短采气周期,提升采气速度,避免采气工程对地层造成消极影响。
(二)苏里格气田速度管柱排水采气技术的应用
苏里格气田应用速度管柱排水采气技术大致可以分为四个阶段。一阶段是2009年的下井试验,对象为气田早期投资建设的9阀井。在设备方面,使用了国内生产的设备作业车及进口的连续管。二阶段是2010年的早期试验,实验地点为气田中部,对象为5阀井。此次采用了全国产的设备操作车及连续管。试验发现通过油套环空方法能够降低气井压力,通过加装1个阀能够使得套管实现正常生产。三是同年的后期试验,此次的试验地点是西部气井,设备情况与上个阶段一样,但是由于西部的气井油压较高,需要通过改造井口的方法,使用油管直接降低井内压力。四是2011年的试验,通过总结前面三期的试验经验不断改进管柱排水采气技术,优化工艺。发现通过使用耐高压的软管,并将其悬挂至右边阀及生产针阀处,并使用环空的方法,直接降低油压,从而达到快速泄压的目的。与此同时,通过减少一个阀,能够降低采气树的高度[3]。以上四个是苏里格气田应用和升级速度管柱排水采气技术的重点时期。
三、速度管柱排水采气技术改进
(一) 悬挂器
悬挂器有两个部分,如果在安装过程中错位,则会导致无效悬挂或者连续管固定失败。为提高悬挂器卡瓦结构的整体性能,对其进行改进,通过对主体两个部位的连接处进行开孔工作,在下井试验时再使用螺丝钉固定,能够保持悬挂器卡瓦结构的稳定性,降低下井失败的风险,提高了施工效率。
(二)下放卡瓦方式
传统的下放方式主要通过在螺钉中使用细铁丝来调整下放的高度,并且方便后续下入和提出工序,但是较难调节平衡度,并且难以在后续的工序中取掉铁丝。通过创新使用两面对接pc板来替代传统的螺钉功能,并在下放时在底部抽调底板,有利于提高螺钉的安装效率,使得卡瓦在同一个平面上,极大地提高了施工效率[4]。
(三)堵塞器结构
传统的堵塞器主要是铝制的主体,加上密封圈组合而成。但是这种材质的堵塞器在生产时,容易因其切割或者打磨技术粗糙,导致气密性不佳。使用这种堵塞器容易导致实验失败,需要反复操作才能成功,影响施工速度。通过创新地在原堵塞器中加入一个铜制片,确保堵塞器在连续管下井过程中的压力不断增大,以此充分保障其密封性。
(四)降压方法
在管子下井过程中,一旦油压过高,施工的风险会急速上升。所以在下放前必须先进行降压工作。通过使用耐高压的软管与针阀和油阀相连,来直接降压,降压效果快速且明显。具体的改进结构如下图所示:
(五)井口采气树优化
通过不断地试验,确定了最佳采气树,其基本构造如下图所示。经过改进,采气树支持6#闸阀控制速度管柱携液生产,并且经由5#闸阀使得速度管柱与油管环空生产或加注药剂,2#闸阀可进行油套环空作业。冬季气井生产时,若井筒或地面管线出现堵塞,可通过7号闸阀放空降压解堵[5]。
四、升级速度管柱排水采气技术的辅助措施
(一)落实技术规范工作
通过不断规范技术人员速度管柱排水采气技术工作流程,提高施工效率。首先,相关技术人员应该从整个采气项目的周期出发,做好工作规划并确认工作流程。其次,在使用速度管柱排水采气技术时,做好设备的准备及确认工作,及采气项目风险评估工作,促进后续采气工作的顺利进行。最后,在进行采气工作时,技术人员应该严格按照规范操作,避免速度管柱排水采气工作出现失误。与此同时,通过使用PDCA循环管理原则,设定采气工作的具体周期及详细周全的项目管理计划,确保采气工作能够有序地开展。通过一个周期内的速度管柱排水采气采气项目施工的实际情况,针对性地调整施工方法,以提升下个阶段采气工作的水平,如此反复循环,从而提升整个采气工作项目的施工效率,加快速度管柱排水采气技术的革新。
(二)致力培养高素质人才
采气行业的发展离不开采气技术人才,拥有现代型专业化、高素质人才是采气企业发展的前提。所以要加强对采气及排水采气技术专业人才培养工作。通过进行校企合作,定点培育人才。通过开展速度管柱排水采气实践观摩课程,让学生能够观看、了解速度管柱排水采气工作流程,让学生深入了解采气技术及原理,为以后走上职业化道路做好准备。其次,采气企业也要做好内部技术人员的培养及管理工作。做好技术工作人员的在职培训体系建立和完善工作。鼓励工作人员积极参加在职培训、进修管柱排水采气技术知识,使得技术员工不断提升采气专业知识及综合素养,从而打造一支专业化程度高、职业技术及知识齐全、服务水平高的采气技术工作团队。除了具备基本的采气技术知识及业务知识外,技术人员还要与时俱进,积极学习速度管柱排水采气技术,不断增强自身业务能力。
五、结束语
本文阐述了连续管设置及其放置要点,明确了在采气项目中使用速度管柱排水采气技术的现实意义,并探讨了如何改进速度管柱排水采气技术。通过对悬挂器、下放卡瓦方式、堵塞器结构、降压方法的创新,有效地提高了速度管柱排水采气技术的经济效益,提升了采气项目的施工效率。除了工艺设备等的升级,采气企业还要落实做好技术规范工作及人才培养工作,才能够不断地升级速度管柱排水采气技术。在采气工程项目中,由于气田开采的程序繁多、内容繁杂、难度大、要求高,所以推进速度管柱排水采气技术工艺的创新有其必要性。为提高采气项目整体的经济效益,需要培养采气技术人才。使得技术人员能够根据不同采气项目工作需求及气井特点,选择合适的采气技术。与此同时,采气企业还要做好采气专业知识、机械操作技能、速度管柱排水采气技术等培训工作。才能确保采气企业在生产经营中获取更大的利润盈利,不断提升自身竞争力,以促进采气企业的整体运营效益提升,从而使得采气企业在激烈的市场竞争中取得发展。
参考文献:
[1] 林新宇.大牛地气田速度管柱排水采气研究与应用[J]. 天然气技术与经济,2017,11(4):18-20.
[2] 赵彬彬,许学刚,白晓弘,李旭日,田伟. 低成本速度管柱排水采气技术探讨[J]. 石油机械,2014,41(2):84-86.
[3] 平恩顺,王林,张建华,姜有才,徐庆祥,李楠,黄其,汪强. 连续油管速度管柱排水采气技术研究及应用[J]. 石油化工应用,2017,36(5):20-25.
[4] 许春宝,向鹏,余娟. 川西气田水平井排水采气技术及应用[J]. 新疆石油天然气,2014,9(2):66-69.
[5] 蔡海强,王善聪,赵晓龙,黄玉博,赵玉. 速度管柱排水采气在SR2-3气井上的应用探讨[J]. 化学工程与装备,2015,(2):78-80.