气井测试用钻杆基体与涂层的冲刷腐蚀规律

钻杆在海上气井测试中存在高温、高压、高含CO_(2)、高流速气体、砂等固体颗粒的冲刷等造成的腐蚀问题。通过高温高压反应釜模拟实验,对钻杆基体与两种钻杆涂层在总压43 MPa、温度140~170℃、CO_(2)分压在2.15~4.3 MPa、流速5 m/s范围内的冲刷腐蚀规律进行分析。实验结果表明,当总压为43 MPa,温度为170℃时,CO_(2)分压在2.15~4.3 MPa,流速5m/s,钻杆裸钢试样腐蚀速率接近,当CO_(2)分压升高至6.45 MPa时,腐蚀速率明显升高;当温度为140℃时,腐蚀浸泡时间为10 h,钻杆裸钢试样表面已生成较致密的腐蚀产物,随着浸泡时间的增加,消耗钻杆裸钢试样质量基本不变,其腐蚀速率显著降低。TK涂层与FT涂层在腐蚀模拟实验后均未出现开裂、起泡等情况。该研究表明在抗酸性流体冲刷腐蚀方面,TK与FT涂层钻杆在海上天然气探井测试作业中具备可行性。

深水气井测试管柱内天然气水合物沉积堵塞定量预测

天然气水合物堵塞预测是进行水合物防治方案设计的重要依据,目前针对深水气井测试实践作业中所采用的水合物生成热力学预测理论仅能初步判断测试管柱中水合物的生成位置。基于气、液两相接触关系及气、液相间传质传热特征,考虑天然气水合物生成和沉积速率,建立了深水气井测试管柱内天然气水合物沉积堵塞定量预测模型,并以南海西部深水气井X井为例对测试管柱内水合物堵塞高风险区和沉积堵塞程度进行了定量预测。研究结果表明,本文建立的深水气井测试管柱内天然气水合物沉积堵塞预测模型计算结果具有较高的计算精度,可满足测试作业工况要求;深水气井测试管柱内水合物堵塞多发生在最大过冷度附近;产出气体内存在自由水测试工况下,水合物堵塞发生的风险远高于无自由水工况,产气量减小将增大水合物堵塞风险区域;初始无自由水测试工况下,产气量增加将增大水合物堵塞风险;在测试初期较短时间内,水合物沉积对气体产出影响不大,当测试时间超过安全作业窗口,水合物堵塞风险剧增。本文的研究成果对于深水气井测试管柱内天然气水合物的防治具有一定指导意义。

深水气井测试流动保障研究

目前国内外对深水气井测试的研究工作主要集中在深水钻完井、管柱受力分析和水合物预测方面,对于深水气井测试流动保障这一领域还未深入开展研究。从渗流理论出发,结合井筒流动模型和井筒温度模型,将形成的气藏-井筒耦合模型与预测水合物的p-T图统一起来,预测深水情况下水合物生成的位置比单纯的井筒模型预测结果更为精确。通过分析影响水合物形成的影响因素,给出多种情况下相应的防治措施,从而保障测试的顺利进行。以南海荔湾的某口井资料进行测试验证了该方法的合理性。

深水气井测试管柱内天然气水合物堵塞特征与防治新方法

目前对于深水气井测试过程中井筒管柱内天然气水合物(以下简称水合物)堵塞的形成机制尚不清楚,因而存在着过度使用水合物抑制剂以及抑制剂利用效率较低等问题。为此,针对多相流,在水合物生成动力学、水合物颗粒运移沉积动力学等方面开展了研究:构建形成水合物堵塞的定量预测模型,预测水合物在管柱内何时何处形成堵塞并评估堵塞严重程度,确定易发生堵塞的高风险区。进而提出了基于拓展安全作业时间窗口的水合物堵塞防治新方法——依据安全作业时间窗口优选抑制剂浓度、优化抑制剂注入速率。研究结果表明:(1)井筒内所生成的水合物在管柱内壁上沉积附着,形成不断增厚的水合物层,造成管径变小,液膜处生成的水合物在管壁上沉积是造成管柱堵塞的主要原因;(2)随着水深增大或产气量降低,不发生水合物堵塞的安全作业时间窗口变窄,形成堵塞所需时间变短;(3)注入水合物抑制剂可以延缓堵塞的发生,拓宽安全作业时间窗口;(4)水合物防治新方法可显著降低所需水合物抑制剂用量和注入速率(在算例条件下可降低50%)。结论认为,新方法有效克服了传统方法过度使用水合物抑制剂的不足,可为深水气井测试中水合物的防治提供指导。

深水气井测试水合物临界沉积粒径及敏感因素

针对水合物颗粒与管壁之间的浸入态与非浸入态两种情况,分析水合物颗粒形成后影响沉积的黏附力和拖曳力因素,建立水合物颗粒沉积过程中的力学模型,在此基础上提出以固固黏附力为主作用力、不发生滚动移除为基本准则的水合物颗粒临界沉积条件判别方法;结合深水气井测试实际工况,分析温度、压力、气相产量、液相产量、流通管径等参数对水合物颗粒移除力矩与黏附力矩的影响。结果表明:水合物颗粒在沉积过程中存在临界粒径,水合物颗粒粒径小于临界粒径时可进一步沉积,否则会在外力作用下被移除;随着温度、气相产量增加,水合物颗粒沉积粒径减小,而压力、液相产量、流通管径增加,水合物颗粒沉积粒径增大;气相产量对水合物临界沉积粒径影响占主导因素。

海上气井测试放喷地面油嘴流动分析

海上气井测试作业中,实际放喷时地面节流油嘴内流态、压力和温度的变化会极大地影响海上气井测试作业的顺利进行。基于气体流动模型,开展了实际工况下地面油嘴在海上平台测试放喷过程的模拟仿真,并对节流油嘴气体流动的关键参数进行敏感性分析。结果表明:模拟放喷产量与实测测试产量最大误差为2.4%,拟合效果较好,验证了模型的可靠性和准确性;油嘴放喷气量随着油嘴内径的增大而递增;随着油嘴入口压力的增大,油嘴内部速度值和温度压力幅值增大;随着地面油嘴入口温度增大,油嘴内部最大温差增大,且最低温度集中出现在节流出口处,节流后的温度低于0℃。上述结果可为海上气井测试放喷作业安全控制提供参考。

高温高压气井测试泄漏扩散三维模拟分析

针对高温高压井测试泄漏事故,对造成其泄漏事故的风险进行了分析,选取高斯模型为扩散基本模型,考虑了影响泄漏及泄漏有效高度的主要因素,对高斯模型忽略的气体泄漏的初始喷射过程进行了修正,对模型进行初步分析。结合实例,对其扩散过程进行三维模拟分析,得出高温高压气体泄漏后的扩散规律,对泄漏后的危险爆炸区域进行了划分。该研究对于避免潜在的事故危害,更好地指导应急救援预案,确保高温高压井测试安全具有重要意义。

高温高压高产含硫气井测试工程设计

根据高温高压高产含硫气井的特点,从多方面分析和讨论了此类气井测试工程设计的主要内容以及其中应注意的问题,进而提出了测试工程设计软件的基本框架和软件实现的技术路线。

深水气井测试返排阶段水合物生成及防治研究

清井返排是深水气井测试流程的重要阶段,该阶段管柱内水合物的生成及堵塞问题一直是安全测试研究的重点。从水合物生成、生长、沉积、堵塞的微观机理分析出发,结合清井返排的具体阶段,首次将水合物形成与管柱气液流型结合研究不同流型下水合物形成流动障碍的风险大小。研究结果表明,泡状流、段塞流、搅拌流下水合物形成流动障碍的风险较小,环状流下仍然具有形成测试管柱堵塞的风险,须进行合理的测试参数设计,并在不同阶段实施防控措施,从而有效避免水合物堵塞事故。本文研究成果可为现场测试施工提供理论支撑。

气井测试高压防喷盒的改进

对旧式防喷盒的设计缺陷进行分析,并指出实际应用中存在的问题。应用CAD软件设计制作的改进型防喷盒克服了原设计的不足。经室内实验和现场应用,新设计的防喷盒密封效果较好,有效防止了测试过程中油、气外泄现象,大大提高了现场施工中的安全系数和工作效率。

深水气井测试过程中水合物流动障碍防治方法

在探明深水气井测试过程中水合物流动障碍形成机制和演化规律的基础上,改变以往“抑制生成”的思路,基于“允许生成,防止堵塞”的思想,提出了基于安全测试窗口的水合物流动障碍防治方法。研究表明,深水气井测试中水合物生成和沉积会造成管柱有效内径和井口压力逐渐减小,呈现缓变、突变和急变3个典型过程,且存在安全测试窗口。安全测试窗口随测试产量增大而先减小后增大,随水合物抑制剂浓度增大而增大。对于存在不同测试产量的情况,考虑水合物分解和脱落的影响,提出了合理调整低、高产量交叉顺序的测试制度,可进一步降低水合物抑制剂用量,甚至可完全不使用水合物抑制剂。与传统方法相比,基于安全测试窗口的水合物流动障碍防治方法可减少水合物抑制剂用量50%以上。

ESD系统在气井测试中的应用

在气井测试作业过程中,ESD系统可以迅速、准确的实现紧急情况的非自然关井。结合具体实例阐述了ESD系统在气井测试过程中的重要性。与人工手动关井相比,具有操作简便、省时高效和一次性成功的优点。在气井测试作业时,该系统有广阔的应用价值。

基于Python的页岩气井测试报表自动化管理技术

油气井数据采集系统已在页岩气井测试中广泛使用。由于数采设备操作管理,整理记录现场数据资料,上报现场实时和阶段生产报表均需专业技术人员操作,因此该工作占用时间长且易出错。报表自动化管理技术是一种将页岩气实际生产情况与数据采集系统相结合,基于Python计算机程序设计语言编制的获取现场数据、记录并以此为依据编制、发送报表的技术,该技术的运用可大幅提升数据记录准确率和报表效率,降低技术人员劳动强度。

河嘉203H含硫水平气井测试工艺实践

河嘉203H井是川东北河坝构造嘉二高压含硫气藏部署的第一口水平井,具有埋藏深、储层压力高、腐蚀分压高、地层易漏失、水平井压井堵漏难度大的特点,通过开展工具优选、管柱结构优化设计、流程优选,并对替浆、放喷油嘴控制及压井等主要工序的施工工艺参数进行研究,形成了河坝嘉二含硫气藏水平井测试工艺技术体系,并在河嘉203H井获得成功应用。

气井测试可自动调节放喷油嘴设计

在油气井放喷测试作业时,目前使用的放喷油嘴不能根据井口压力自动调节开度,需要不断的更换节流油嘴。设计了一种可根据井口压力自动调节开度的放喷油嘴。介绍了该油嘴的结构以及自动调节的原理。利用受力平衡原理,综合考虑波纹管材料及形状参数、气室压力、井口压力,建立放喷油嘴开度的数学模型。通过实例计算,得到油嘴开度与井口压力的关系曲线,并提出了现场应用建议。

深水气井测试井筒温度场预测模型的建立及应用

目前对深水测试井筒温度场预测模型的研究较少,且现有模型存在预测精度误差大等缺陷。在深水气井测试井筒温度场预测难点分析的基础上,建立了深水气井测试井筒温度场预测模型,利用建立的井筒温度场预测模型对测试期间水基测试液性能参数进行了敏感性分析,得到了影响井口温度的水基测试液最优性能参数值,进而指导开发了一套深水气井测试保温测试液体系。模型验证及应用结果表明,本文建立的井筒温度场预测模型所预测的井口温度与现场实测井口温度最大绝对误差仅为3.4℃,使用本文研制的深水气井测试保温测试液后不同测试产量下的井口温度提升效果和水合物生成抑制效果均十分明显,本文研究成果对于深水气井测试具有重要指导意义。

关于ESD系统在气井测试中的应用探讨

在气井的测试作业过程中,ESD系统的应用能够快速、准确的检测紧急情况以及意外的发生。本文对该系统的应用进行了详细的探讨。

超深水气井测试作业运作模式与关键技术——以我国南海首口超深水井LSE1井为例

南海超深水气井LSE1井测试作业是在更为恶劣的海洋环境,技术手段更为复杂,对测试工具的安全性要求更高的条件下进行的,通过一系列深水测试项目的成功实施,逐步形成了超深水气井测试作业的运作模式及关键作业技术。在运作模式上,统筹考虑勘探开发一体化模式进行井位优选和放喷产量设计,持续秉承引进、吸收、创新、应用的原则,加强深水测试关键技术及装备的研究投入和研发团队建设,完善了技术支持体系;细化管理措施,进而有效支持了测试作业安全高效进行。在技术研究上,改进创新使水合物综合防治、模块化流程改进设计、测试管柱系统优化设计等技术更为成熟,优化测试管柱配置形成新型一开一关测试技术,有效规避了测试期水合物生成风险、地层出砂风险及管柱安全风险,从而为我国深水油气勘探提供了有力的技术支持。

气井测试水合物的防治研究与应用

从天然气水合物产生机理入手,对气井测试中的水合物现象进行分析,提出可通过改变天然气、水和水合物各相所在条件对天然气水合物进行防治。结合现场技术工艺条件,介绍了三种水合物防治方法:加热法、化学添加剂注入法和逐级节流法。现场应用,行之有效。

深水气井测试清井诱喷瞬态流动模拟

在深水气井测试作业中,由于缺乏对实际放喷过程中井筒内流态、压力、温度变化的准确认识,无法判断清井诱喷关键参数设计是否合理。为此,基于所建立的井筒多相流瞬态流动模型,以实际深水测试气井为研究对象,进行清井诱喷瞬态数值仿真模拟,真实再现实际工况下井筒内驱替工作液流动情况,量化清井诱喷过程中沿程压力、温度剖面非稳态变化,并对清井诱喷关键参数进行敏感性分析。研究结果表明:(1)模拟油压与实测油压的最大误差在±5%左右,拟合效果较好,验证了模型的准确性及可靠性;(2)清井时间随油嘴尺寸减小而递增;(3)诱喷液垫越高,气体从井底流出的初始速度越快,激动压力越大,清井诱喷时间越短;(4)在保障地面处理设备安全、平稳运行及经济有效的前提下,应尽可能采用大油嘴、大管径测试管柱并设定合理的诱喷液垫高度以完成清井诱喷。结论认为,该研究成果成功实现了深水气井测试清井放喷瞬态流动过程的模拟,对测试工作制度、测试管柱及设备的设计和选型,保证深水测试安全等都具有指导意义。