高压气井下钢丝作业技术的应用与风险控制

高压气井下钢丝作业技术的应用与风险控制
摘要 :近年来对于天然气、石油等石化资源的开发力度不断的加大,一些新的开发方法和开发工艺不断的被创新出来。目前勘探出来并开发的高压深井油气田越来越多。相对于普通的油气井,高压气井具有一定的开采难度,存在着一些安全隐患,开采过程中也会对仪器设备的工作状态造成不同程度的影响,高压环境也会严重影响到深井的勘探测量工作。本文探讨了在高压的环境下钢丝试井作业技术要点以及风险控制的内容。
关键词:高压气井;钢丝作业技术 ;风险控制
冯代存引言:现阶段中国海油加大了对天然气石油的勘探力度,在勘探和开采过程中,会涉及到一些高压气井,通常来说会采用钢丝作业对井筒内进行数据测试。不同井况下钢丝试井技术的应用标准有所不同,高压气井对于钢丝作业也有一定的影响。通过钢丝试井技术在高压气井中的应用和研究,可以有效的把控作业中的风险,提高钢丝作业的时效,避免设备的损坏,同时也为平台的增储上产做出一定的贡献。
一、钢丝作业的介绍
钢丝作业通常指的是钢丝试井技术,是目前对海上油气井开发与开采最常用的一种测试技术。在测试的时候主要是通过使用防喷系统,滑轮,钢丝工具串、井下工具等结构连接在绞车的钢丝上面,通过控制绞车将对应的井下工具下放到油气井中,从而获取油气井井筒内的压力梯度和温度数据。一般情况下钢丝作业技术主要应用于海上的油气田中,因为陆地上的油气开采点通常打的是直井,虽然也会有斜井,但井斜度并不高,而且开采地点周围相对宽阔,即便出现了一些故障,运输和维修也比较简单。
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海上油田的作业平台面比较小,限制因素比较多,大部分情况下的油气井打的都是斜井,油气井出现问题之后,故障的排除维修以及相关问题的处理都非常的困难,因此海上油田通常会采用相对复杂的井下管柱结构。管柱工作筒里会投放一些监测仪器用于测量井下数据,比如电子压力计等,于是在海上油田的勘探和测试中,钢丝作业技术发挥着非常关键的作用,目前在海上油田的开发和开采中普遍应用到钢丝试井技术。
二、钢丝作业技术在高压气井测试应用中存在的问题
2.1含有水汽的天然气在高压环境下容易结冰
在高压气井的测试作业中,如果海上平台关井时间长,再次开井或投产开井时,因为井口的温度难以实现快速上升,从而会产生节流压差,进一步导致井口附近的温度快速下降,于是在井口或者井筒节流位置有大量的天然气水合物附着,这种情况会对钢丝作业造成一定的影响,在井口附近结蜡严重时,钢丝工具串会遇阻、遇卡,作业的安全和效率得不到保证。
除了井口附近,在防喷管、防喷盒、安全阀等位置也容易形成天然气的水合物。与井口位置相比,防喷系统里的结冰情况主要是钢丝作业起下工具串天然气水合物升华吸热所形成的,不管井口附近结蜡,或者防喷系统里结冰,都会对高压气井的正常钢丝测试工作造成一定影响。考虑到海上平台对高压气井作业时的安全和时效要求,对可能在作业过程中遇到的风险情况分析显得尤其重要。
2.2 井口防喷装置刺漏
在高压气井钢丝作业的时候要注重钢丝的密封性,要求钢丝静止时具有很好的密封性,起下工具串过程中也要避免出现刺漏的情况,否则容易伤害现场操作人员,对设备造成一定的损坏。但是高压气井钢丝作业中,由于井内的压力比较高,普通的防喷系统密封难度大,
井口位置极易出现装置刺漏,给整个作业过程带来一定的安全隐患。对于海上油气田的开发与开采作业,第一工作就是要保证生产的安全,现阶段生产过程中面临的一个主要问题就是如何保证防喷装置的安全有效。
2.3钢丝工具串起下受阻
在高压气井钢丝作业中,如果下井的工具串重量较轻,开清蜡阀门后,非常容易被井内的气流顶到井口的防喷盒,导致钢丝被防喷盒的盘根在气压的作用下将其抱死,从而使工具串无法依靠自身的重量下放,如何预防工具串气顶值得思考解决。
2.4钢丝测试作业的风险高
钢丝测试作业的最主要目的是在油气井中采集井筒内的压力和温度等相关数据。对于高压气井,通常使用系统测试的方法去测取相关的数据。该方法操作简单而且成本低,是目前钢丝在高压气井作业中最常采用的一种测试方法。由于高压气内的压力比较高,对下井的测量设备性能要求比较高,一般的测试仪器受到内外部因素的影响,有时无法持续获得相关的数据,测试仪器也会在高压的环境下容易损坏。
三、针对上面问题的预防处理措施与风险控制
3.1避免结冰情况的出现
为了防止天然水合物的出现,可以通过三方面落实相应的措施。首先就是在防喷系统上提前接好注脂管线,在工具串起下时,往管线内注入注脂油,管内的注脂油可以承压,减小摩阻,注入压力略高于井口压力,可以有效降低天然气水合物的形成。通常情况下注脂油可以通过回流管线回收,实现废物利用。
其次是使用药剂。目前来说为了抑制天然气水合物的形成,主要使用乙二醇和甲醇,通过加入这些材料使其产生化学反应,使天然气水合物的形成需要更低的温度和更高的压力,可以有效的解决易结冰的风险。
用电鳗热或者蒸汽管线对防喷系统加热。压差温差是井口附近容易结冰的一个重要因素,为了避免管内结冰,可以在井口上部的防喷系统上,加装电鳗热或者附加上一套蒸汽热力管线,通过蒸汽管线对防喷系统加热,提高井口位置的温度减少结冰现象的形成。
3.2 选择合适的防喷装置
在高压气井作业中选择一个合适的防喷装置是非常关键的。首先要具有良好的密封性,同时还要结合具体的作业地点和施工作业的井况选择对应的防喷装置。现公司常用的防喷器有两种类型,承压5000Psi和10000Psi,一般高压气井会使用三闸板的防喷器(10000Psi)设备,该设备的优点突出,承压水平更高,在特殊情况下可以实现全封关闭。防喷管使用耐高压得,防喷盒内的盘根,需要更换红耐高压的,进一步保障防喷系统的安全性。井下安全阀用手压泵控制,控制压力在6500psi,并经常观察压力。如工具在井下被卡,上不行下不行时,而且震击器又不能正常工作,这种很有可能是工具串与油管壁卡住,多数是油管呈S形状态。基本解决方法就是:开或关井改变井内温度,温度变化会使管柱形态改变从而有利于工具解卡。
3.3适当的增加工具串重量
钢丝作业在高压气井中,由于井内的压力比较大,钢丝工具串在井口开阀门后,很容易气顶自锁,造成钢丝工具不能下放。为了解决这个问题,可以适当的增加钢丝工具串的配重,选用钨钢加重杆,帮助钢丝工具串克服防喷盒盘根对钢丝所产生的摩擦力,重量增加的钢丝工具串能够将井下工具下放到施工设计要求的深度,如何合理选择加重杆,要考虑到实际的井况,钢丝的破断拉力,井斜大的井还要选用滚轮加重杆。
3.4结合具体的井况优化测量技术
目前在钢丝测试作业中最常用的方法是系统测试,但对于高压气井,该方法仍存在着一定的局限性。在实际的作业中可以结合具体的情况,选择其他一些测试方法,比如电缆压力计直读和数字钢丝技术。
四、结语
钢丝作业技术在高压气井中会面临许多的问题,如防喷器刺漏,防喷系统内结冰,井口附近结蜡等,但其经济性、高效性、方便性是在海上油田作业中无可取代的。随着技术的发展,钢丝工具和井下工具也在不断改进,研究钢丝作业技术在应用过程中可能产生的问题,对其风险的评估,措施的制定,风险的把控,具有十分重要的意义。
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