速度管柱排水采气技术
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摘要：根据临界携液流量理论，将较小管径的连续管安装在井筒处作为生产管柱，不仅能够提高气井携液流速，降低临界携液流速，还能够恢复自喷生产，避免压井对地层造成的伤害，进而有效规避油管断裂产生的事故风险。国外对连续管作为速度管柱的使用拥有丰富的实践经验，下入深度最大可达6250m。在我国苏里格气田中使用速度管柱排水采气技术，在改善气井积液状况，促进气井平稳生产方面发挥了重要作用。基于此点，本文就速度管柱排水采气技术进行浅谈。
关键词：速度管柱 排水采气 气田开采
一、速度管柱排水采气的机理分析
就新完钻井而言，必须要求完井速度管柱设计合理，实现对气井原始流量和压力的有效控制。在开采过程中，为了应对气井产量和地层压力的不断下降，要在确保地层能量能够正常维持气井正常生产的基础上，充分考虑气井流入和流出规律，对生产管柱尺寸进行调整或采取一系列增产措施。虽然保持现有完井管柱对单井实施酸压或压裂改造能够在短期内提高气井产量，但是这种做法却存在作业成本高、返排不彻底、工作液破胶、井底积液等弊端，极大地降低了气井持续生产的安全性。而更换完井生产管柱这一措施，不仅会增加成本费用，而且还会受井筒老化的影响致使在气井作业过程中时刻面临“落鱼”的风险，以此同时一旦出现井底积液还必须实施强化排液的相关措施，进而增加了改造难度。由此可见，上述措施存在较大的操作风险，并且气井完井的成本较高，而速度管柱完井可以有效弥补这些弊端。速度管柱是利用小直径管柱充分发挥其对井下流体的节流增速作用，由井筒悬挂装置或地面悬挂器悬挂于井筒或生产油管内部，充当完井生产管柱。在地层流体受天然能量的作用流入速度管柱的情况下，根据变径管流体力学理论可知，因过流面积小于生产油管，因此会增加较小过流截面上的流体速度。速度管完井管柱一般会采用小直径挠性管，现阶段CT逐步成为充当速度管的首选，其完井管柱外径可在6.35-73.025范围内选择，最高屈服强度为800MPa。由于井下存在大量的CO2，可采用Cr16材质的CT或Cr13材质的配套井下CT工具，以适应这种腐蚀性环境下的作业需求。
对于一次完井作业而言，受气井产量变化大、地层能量衰竭快、边低水气藏活跃等因素的影响，如果使用小流速的方式采气，不仅会造成开采时间较长，还会不断恶化地层生产条件。因此，在对完井初始设计时，应当将速度管柱直接悬挂于套管内，以达到提高采气速度的目的。这种做法既能够满足气井正常生产需要，也可以在气井产水的初始阶段，充分发挥高速气流对产出液的携持作用，进而大幅度减慢气井见水的时间；对于二次完井作业而言，在对部分地层能量衰竭井或老井积液设计速度管柱时，应当充分考虑利用地层能力以达到强化排液采气的目的。一般情况下，应当在现有的生产油管中下入连续油管，确保连续油管为小直径速度管，而后根据气井生产情况，既可以选择生产油管与连续油管环空排液的完井生产方式，也可以选择连续油管排液的完井生产方式。
二、速度管柱排水采气技术的具体应用研究
（一）速度管柱排水采气技术的配套设备及其作用
为了有效解决带压条件下使用悬挂器进行连续油管的悬挂问题，进而使上部的封井器能够安全地拆除，可以采用操作窗作为过渡，这样有助于后续油管密封悬挂、切管以及安装采气等作业的顺利开展。速度管柱排水采气装置的配套设备主要包括以下几种：其一，悬挂器。其作用是将连续油管悬挂于井口，这样便可以使之成为永久性生产管柱；其二，操作窗。它是负责剪断连续油管，并拆除封井器及其上部连续油管作业装置的井口部件；其三，堵塞器。其作用是在下入前封堵连续油管头部，确保整个作业过程以及切断连续油管时管内无流体产出；其四，固定器。用于紧固成功悬挂剪切后的连续油管。
（二）连续油管的安装要点
先将连续油管下入到油管内，然后按照KQ65-70型采气井口的具体情况进行施工作业，安装过程及安装要点如下：
1.首先将井口位置处的4#闸阀及其上部的采气树拆除，并在1#闸阀的上部位置处依次加装悬挂器、操作窗、封井器、注入头。
2.借助堵塞器将连续油管的管头堵住，再通过连续油管车在不压井的情况下对连续油管进行下井作业，这一过程为带压作业。
3.当连续油管下探至预先设定好的深度以后，先将悬挂器上的压紧螺栓均匀旋转，直至整个油管的自重为零方可停止，随后将管子坐封在悬挂器上，这样连续油管便成功悬挂在井口位置处。
4.将位于悬挂器以上部件的压力全部放除干净，然后将交换窗上的活塞筒提起，并选择适当的位置将连续管切断。
5.将操作窗、封井器和注入头等设备全部拆除，并将原4#闸阀及采气树安装到悬挂器上部，使采气井口恢复正常作业状态。
6.当井口安装全部完成之后，采用打压的方式解除连续油管的堵塞，确保地层油气能够顺利通过连续油管产出。
（三）排水采气试验结果分析
本次试验选取38.1mm的连续油管作为速度管柱，下井深入为2850m，与试验前73.0mm油管相比，油压、套压、油套压差、产气量等均有非常明显的变化，具体结果如表1所示。
通过试验可以清楚的看到，油压、套压、油套压差均有所降低，而日产气量明显增加，这充分说明速度管柱排水采气具有良好的效果，可以确保气井连续、稳定生产。
参考文献：
[1]刘慧卿，张红玲，邓玉珍，刘接.注汽管柱管鞋下入深度对注汽动态的影响[J].中国石油大学学报（自然科学版），2007（6）.
[2]李季，杨辉，朱昆，熊杰.四川气田须家河储层加砂压裂气举排液一次性管柱配套技术研究[J].中国石油学会第六届青年学术年会论文集[J]，2009（7）.
[3]张路军.功率回收型液压修井机中油管柱下放过程的仿真研究[J].系统仿真学报，2007（11）.
[4]史雪枝，熊昕东，乔智国.四川气田须家河储层加砂压裂气举排液一次性管柱配套技术研究[J].钻采工艺，2009（5）.
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