膜制氮配合连续油管排液技术在高含硫气井复产中的应用研究

魏凤玲，王连习，李宗林，刘 芳

（中原油田石油工程技术研究院，河南濮阳 457001）

膜制氮配合连续油管排液技术在高含硫气井复产中的应用研究

魏凤玲，王连习，李宗林，刘 芳

（中原油田石油工程技术研究院，河南濮阳 457001）

普光部分气井由于地层压力降低、产水量增加、作业后井筒积液等原因，造成复产困难。为了安全快速排出井筒积液，根据膜制氮技术制氮速度快、注气点及注气速度灵活可控，排液速度快，施工安全等优点，提出了膜制氮配合连续油管排液复产技术，对普光三口典型井做了工艺参数优化设计，在现场得到了成功应用，快速排出了井筒积液，恢复了生产。

膜制氮；连续油管；排液采气；复产

1 膜制氮连续油管气举排液工艺原理

1.1 工艺原理

膜制氮连续油管氮气气举排液工艺技术是将一装有单向阀的连续油管通过生产管柱下入井筒预定排液深度，通过制氮车现场进行制氮增压来循环注氮气，管柱可边下入、边注氮气，也可直接下至预定深度后再注氮气，利用气液混合卸压原理，将井筒中的积液带出井筒。当井筒内的残留液体逐渐被排出并被进入井筒的油气藏流体驱替时，油气藏中会产生较大的压降，当压降大到油气藏流体能以稳定的速度流入井筒时，停止注气，将连续油管起出，气井即可依靠自身能量进行连续生产。

1.2 工艺流程

1.2.1 制氮、注氮工艺流程

膜制氮增压设备由两台特车组成：一台为制氮车，一台为氮气增压车。制氮车采用物理方法将环境空气经喷油螺杆空气压缩机组进行压缩、油气分离、冷却后，进入膜系统的空气处理装置，膜系统的处理装置对空气中的油水进行分级过滤、温度调节、活性碳吸附除油等处理。处理后的干燥、洁净、恒温的压缩空气进入膜分离制氮装置，膜分离制氮装置对空气进行氧氮分离。空气压缩机产生的高压空气进入膜组时，空气中的氧气、水蒸气及少量的二氧化碳透过膜进人另一侧被富集，膜组的侧面分离出的富氧空气收集后排到大气，氮气透过膜的速率较慢则在膜组的出口滞留被收集，被收集的氮气出口压力几乎与入口压缩空气的压力相同。膜制氮系统可将空气中氮从 78%提高到 95%以上，最高可得99.9%的纯氮气。通过系统的控制面板调节压缩空气的压力、流速及温度等参数，可以得到工艺所要求的氮气纯度和流量。

2 普光气田注氮气举排液复产工艺设计

2.1 注氮气举泵注方式和排液方式

排液方式分油管注氮气环空排液的正举排液和环空注氮气油管排液的反举排液两种，其中，采取油管注气，排液通道截面有效增大，随着环空液体中的氮气向井口上升，其膨胀速度越来越大，带动液体克服摩擦阻力和静液柱压力快速上升到井口，氮气从流体中排出，完成排液。油管注气可以节约用气量。反举排液是采用环空注气，油管内的摩阻会随着注气量的增加而增大，当注气量达到一定值后，产液量反而减少，产生“梯度逆转”现象；综合对比两种排液方式的优缺点，普光气井采用油管注环空排液的正举方式。

2.2 注氮气举泵注工艺

（1）下放连续油管至液面下500m，开泵，试循环，泵注过程中，若井口持续排液且液量稳定，则继续排液；若液量持续明显减少（出液量低于1m3/h），则下放连续油管至下一深度。

（2）根据气举阀逐级卸载原理，采用PIPESIM软件设计出各段排液深度并逐段泵注氮气进行排液，若在某一深度泵注排液时气井油压上升较快，停泵后气井能自喷生产，则不再加深，直接上提连续油管，结束本次施工。

（3）若泵注到最深设计位置后气井不能自喷，则上提连续油管至井口，恢复液面24h后进行下一次排液施工。

（4）两次连续油管注氮气举后，气井依然不能自喷，则下放连续油管至产层附近，泵注适量泡排剂，然后注入氮气并逐渐上提连续油管直至放喷口出液、气后，再逐渐下深连续油管至产层处进行连续气举排液。

3 普光气田注氮气举排液复产现场应用

2014—2015年，先后在普光气田P2、P6、P1井进行制注氮气举排液施工。

（1）P2井注氮气举排液应用

该井2013年7月8日15：30酸化，3次关井恢复压力，开井后井口压力均降落为0；2013年7月12日进行液氮助排施工，无液体排出；2013年11月1—2日重复酸化，油压由46.8 MPa降至0，2013年11月6日关井，油压、套压0MPa。2014年7月7—12日、8月14—19日进行两次排液施工，累计注气时间42h，共注入氮气3.02 ×104m3，排出井内液体总量为548.2m3，达到了排液复产目的。

（2）P6井注氮气举排液应用

2013年11月27日因产水量大关井，2013年12月6日开井复产没成功，再次关井；2014年12月11日实施泡排，共注入泡排剂800L，关井后开井排液未恢复生产，12月17日再次关井。2015年3月29—4月1日、6月26—29日进行两次排液施工，总施工时间为43h，注入氮气总量为31 084m3，排液深度达6 150m，排出井内液体共计180.9m3。

（3）P1井注氮气举排液应用

该井是一口见水井，2013年11月26日产气20×104m3/d，日产液上升至300m3/d。2014年9月13—26日完成下桥塞及注水泥塞施工，9月26—27日采用连续油管配合橇装制氮车进行气举排液，共注入氮气1.14 ×104m3，排出井内液体20m3。措施后该井日产气量恢复至20×104m3/d，产水量下降至3m3/ d，恢复了该井产能。

4 结论与认识

1）橇装制氮配合连续油管排液技术在普光成功应用3口井，表明制氮车连续油管气举排液技术在普光复产中的可行性，同时也表明了工艺参数的合理性。

2）橇装制氮配合连续油管排液技术为同类气田的有效开发提供了新的思路。

3）制氮车不单能配合连续油管进行气举排液施工，高压氮气（≤35MPa）还可用于氮气吞吐等工艺；低压氮气（≤2.1MPa）用于油气场站、管线氮气吹扫 置换工艺。

4）橇装膜制氮加连续油管排液需要改进之处：对膜制氮装置制氮工艺进一步研究，降低含氧量提高氮气纯度以降低高含硫气田气举过程中井内工具及连续油管入井腐蚀现象。

[1] 王海涛，赵全民，李相方.连续油管携氮气排液工艺理论研究[J].石油钻采工艺，2009，31（1）：61-64.

Study on the Application of Membrane Nitrogen Combined with Continuous Tubular Discharge Technology in the Production of High Sulfur Gas Well

Wei Feng-ling，Wang Lian-xi，Li Zong-lin，Liu Fang

In order to safely discharge the wellbore effluent rapidly，the nitrogen production rate of the Puguang partial gas wells is increased due to the decrease of the formation pressure，the increase of the water production and the effluent of the wellbore after the operation.The gas velocity is flexible and controllable，the discharge speed is quick and the construction safety is the same.The technology of membrane nitrogen production combined with continuous tubing drainage is put forward，and the optimization parameters of the typical wells of Puguang three wells are made and successfully applied in the field.Discharged the wellbore effluent，resumed production.

membrane nitrogen；coiled tubing；effluent gas production；restoring production

TE355.7

A

1003–6490（2017）05–0076–02

2017–04–06

魏凤玲（1972—），女，湖北荆州人，高级工程师，主要从事采气工程工作。