高壓氣井鋼絲試井作業(yè)天然氣水合物的預(yù)防對(duì)策分析

劉召輝

摘要：當(dāng)下研究儲(chǔ)層參數(shù)以及氣井產(chǎn)能的重要技術(shù)手段就是鋼絲試井技術(shù)，但是這種技術(shù)在高壓作業(yè)的情況下會(huì)受到天然氣水合物的影響，很容易引發(fā)一系列的安全風(fēng)險(xiǎn)。本文就著重分析天然氣水合物形成條件，并提出若干天然氣水合物的預(yù)防措施，希望能夠?qū)ΜF(xiàn)場鋼絲試井安全作業(yè)提供幫助。

關(guān)鍵詞：高壓氣井;鋼絲試井作業(yè);天然氣水合物;預(yù)防對(duì)策

隨著我國近年來高壓氣井勘探的不斷發(fā)展，研究儲(chǔ)層參數(shù)以及氣井產(chǎn)能的重要技術(shù)手段就是鋼絲試井。鋼絲試井是通過下入儲(chǔ)存式電子壓力計(jì)來獲取產(chǎn)層的壓力以及溫度數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)作為儲(chǔ)層性質(zhì)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，并且能夠?qū)饩纳a(chǎn)能力進(jìn)行分析，針對(duì)性的定制改進(jìn)策略。與此同時(shí)還能夠?yàn)闅饩纳a(chǎn)調(diào)控、氣藏開發(fā)跟蹤分析、編制開發(fā)方案等工作提供重要的依據(jù)。大部分情況下高壓氣井長時(shí)間關(guān)井復(fù)開以及投產(chǎn)開井的過程中，井口的溫度會(huì)逐漸的升高，形成較大的節(jié)流壓，壓力下降，流體的溫度也會(huì)明顯下降，因此會(huì)在井口附近會(huì)形成天然氣水合物，這些水合物會(huì)對(duì)鋼絲試井工作帶來很多安全風(fēng)險(xiǎn)。

一、天然氣水何物的形成條件

只有滿足以下三個(gè)條件才能夠形成天然氣水合物[1]。首先要依賴一定的高壓以及低溫;其次，需要一定水合物形成體;最后，需要一定的水量，但是這些水并不是游離水。在天然水合物形成的過程中，很受壓力以及溫度的影響，在壓力條件相同的情況下，溫度越低就越容易形成水合物，在溫度條件相同的情況下，壓力越高越容易產(chǎn)生水合物。

二、天然氣水合物的預(yù)防

（一）地面防噴裝置內(nèi)水合物的預(yù)防

在鋼絲試井作業(yè)的過程中，起到控制風(fēng)險(xiǎn)關(guān)鍵作用的設(shè)備就是防噴裝置，所以預(yù)防鋼絲防噴裝置以內(nèi)形成水合物是一項(xiàng)重要的工作內(nèi)容[2]。

采用熱力學(xué)抑制劑對(duì)高壓氣井鋼絲防噴系統(tǒng)試壓。乙二醇以及甲醇是常見的熱力學(xué)抑制劑，其工作原理就是將水合物以及水溶液的化學(xué)位進(jìn)行改變，提升水合物形成的壓力，降低水合物形成的溫度。當(dāng)?shù)孛娣绹娧b置安裝完畢之后，由于甲醇等屬于危險(xiǎn)化學(xué)物品。因此進(jìn)行試壓的過程中大多數(shù)情況下會(huì)采用乙二醇與水混合進(jìn)行。通過試壓，可以發(fā)現(xiàn)泄壓稍微高于井口的壓力，將這個(gè)壓力值作為安全的開井背壓。我們可以選用任意的比例對(duì)乙二醇和水進(jìn)行混合，冷卻水的蒸氣壓受到了改變，冰點(diǎn)明顯的降低，乙二醇在水中的濃度直接影響著冰點(diǎn)，當(dāng)濃度在百分之六十以上，水溶液中乙二醇濃度升高，冰點(diǎn)也隨之升高，反之乙二醇濃度升高冰點(diǎn)降低。當(dāng)水溶液中的乙二醇濃度在百分之四十的情況下，水溶液的防凍溫度在零下二十五攝氏度，濃度升高，防凍溫度隨之降低，但是在達(dá)到零下49攝氏度的極限溫度時(shí)，冰點(diǎn)反而會(huì)上升。

（二）井口以及近井筒水合物的預(yù)防

高壓氣井鋼絲試井作業(yè)過程中往往需要進(jìn)行頻繁的上提下放操作，在接近井口一千米井段的部位非常容易出現(xiàn)冰堵情況[3]。因此在大多數(shù)情況下都會(huì)采用化學(xué)注入短節(jié)向井筒內(nèi)注入化學(xué)抑制劑，乙二醇和甲醇是常見的化學(xué)抑制劑。甲醇具備良好的解凍和防凍作用，甲醇的凝固點(diǎn)在零下九十七攝氏度左右，而其能夠在水中和冰中有良好的溶解性，當(dāng)甲醇與水充分融合后能夠讓水的冰點(diǎn)再次下降，進(jìn)而起到解凍和防凍的功效。但是在使用甲醇的過程中應(yīng)當(dāng)注意，甲醇是一種危險(xiǎn)的化學(xué)物品，具有一定的毒性并且極易燃燒，因此，要嚴(yán)格按照危險(xiǎn)化學(xué)品的管理使用規(guī)定進(jìn)行操作，避免出現(xiàn)更大的安全事故。

三、水合物的處理措施

（一）降壓法

所謂的降壓法就是指通過改變壓力來改變天然氣水合物穩(wěn)定的相對(duì)平衡狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)水合物分解的目的。相關(guān)人員需要對(duì)遇卡位置進(jìn)行預(yù)判，隨后關(guān)閉防噴器，進(jìn)行防噴器泄壓，進(jìn)而達(dá)到降低壓力分解水合物的目的。采用這種方式處理水合物的關(guān)鍵就是要能夠在防噴器以上的位置判斷出鋼絲遇卡的位置，同時(shí)還要保證防噴器密封正常并且能夠正常開關(guān)。

（二）加入法

當(dāng)高壓氣井的井口以及井筒出現(xiàn)水合物之后，需要使用泵車對(duì)井口進(jìn)行熱水泵注，將遇卡部位的溫度進(jìn)行提升，并且能夠起到一定的沖刷作用，將解卡或者是解堵情況解決。

（三）抑制劑注入法

在井筒內(nèi)利用化學(xué)注入短節(jié)注入甲醇或者是乙二醇，利用這些化學(xué)藥劑良好的解凍以及防凍能力來將水合物對(duì)鋼絲作業(yè)的影響徹底消除。

四、結(jié)語

本文首先分析了天然水合物的形成條件，并根據(jù)實(shí)際情況列入出天然氣水合物的預(yù)防措施，能夠顯著的起到預(yù)防天然氣水合物形成，保證鋼絲試井工作生產(chǎn)的運(yùn)行，有效降低由于天然氣水合物對(duì)鋼絲試井工作產(chǎn)生的影響，提升鋼絲試井的施工安全性，以及質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]張俊良，邵勇，賈長青，等高含硫氣田天然氣水合物可視化系統(tǒng)的應(yīng)用[C].2017年全國天然氣學(xué)術(shù)年會(huì)論文集，2017.

[2]閆誨軍，賈愛林，冀光，等巖溶風(fēng)化殼型含水氣藏氣水分布特征及開發(fā)技術(shù)對(duì)策——以鄂爾多斯盆地高橋區(qū)下古氣藏為例[J]天然氣地球科學(xué)，2017，28（5）：801-811

[3]吳江，李炎軍，張萬棟，等.南海西部高溫高壓小井眼水平井鉆完井儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)研究及應(yīng)用[J].探礦工程-巖土鉆掘工程，2017，44（8）：18-22