CN102587865B

CN102587865B - 一种用于天然气水平气井泡沫排水采气的方法

Info

Publication number: CN102587865B
Application number: CN 201210047727
Authority: CN
Inventors: 谭晓华; 王�琦; 白杨; 唐娟; 张海波; 李金蔓; 唐川
Original assignee: Southwest Petroleum University
Current assignee: Southwest Petroleum University
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2032-02-29
Also published as: CN102587865A

Abstract

本发明涉及一种用于天然气水平井泡沫排水采气的方法。它能将泡排剂注入至气井井筒最底端，使得整个井筒内充满泡沫流体，以达到最佳的排水采气效果。其技术方案是：先制作井下动力泡排棒，泡排棒是由喷气口、尾翼、助推剂、壳体和保护头套组成；制作尾翼、壳体和保护头套的材料为固体泡排剂，它由聚氧乙烯烷基醚、聚乙二醇、尿素、咪唑啉、十二烷基苯磺酸钠和饱和醇硫酸酯构成，助推剂是用干冰、氢化钠或氧化钾中的一种；然后将井下动力泡排棒投到井底，助推剂与水接触产生大量气体，推动泡排棒至最底端；泡排剂溶解形成大量泡沫，达到排水采气的最佳效果。本发明无需井口设备和能量、适用范围广；本方法操作简单安全、成本低、对环境无污染。

Description

一种用于天然气水平气井泡沫排水采气的方法

技术领域

本发明涉及一种用于天然气水平气井泡沫排水采气的方法，属于石油天然气开采领域。

背景技术

气井在生产过程中不同程度的产液，在气井投产初期，可依靠自身能量将积液带出井筒，而随着气井的生产，气井能量下降，井筒便会形成积液，影响到气井的生产。通过泡沫排水采气工艺，即向气井内加注泡排剂，降低井筒积液密度，降低气井的临界携液量，将积液带出井筒，达到维护气井正常生产的目的。

常用的天然气井泡沫排水采气方法中，泡排剂的注入方式为固体泡排剂井下投掷方式与液体泡排剂井下泵注方式。申请号为201110076848.9的专利申请《一种投捞式井下发泡剂混合装置》、申请号为200910235224.X的专利申请《一种液淹气井自生气固体泡沫排液球》，以及申请号为200620033796.1的专利申请《一种空心固体助排剂》所使用的泡排剂注入方式为固体井下投掷方式。申请号为201110046730.1的专利申请《一种泡沫排水采气井集输管道用重复发泡装置》和申请号为201110046870.9的专利申请《一种适应低温环境的泡沫排水采气注入装置》所使用的泡排剂为液体泡排剂，注入方式为液体井下泵注方式。泡沫排水采气工艺要求将泡排剂注入至气井井筒最底端，使得整个井筒内充满泡沫流体，以达到最佳的排水采气效果。对于直井而言，泡沫排水剂注入井筒后，利用自身重力即可到达井筒底部；而对于水平井，泡排剂利用自身重力无法通过水平段到达水平井的指端底部。上诉提及的泡排剂注入方式都是利用自身重力作为注入动力，无法满足水平井泡沫排水采气的需要。因此，需要为水平井泡沫排水采气工艺提供新的泡排剂注入装置。

本发明利用安置于空心固体泡排棒内部的助推剂与地层水相遇后，产生气体的反作用力，推动泡排棒沿气井井眼轨迹运动，直至泡排棒到达气井井筒最底端，特别适用于水平气井固体泡排剂井下投掷作业。

经文献调研，在泡沫排水采气工艺技术方面未发现与一种用于天然气水平气井泡沫排水采气方法的思路、产品、工艺设计方法和理论基础研究的报道。

发明内容

本发明的目的是：为了维护气井正常生产，将泡排剂注入至气井井筒最底端，使得整个井筒内充满泡沫流体，以达到最佳的排水采气效果，特提供一种用于天然气水平气井泡沫排水采气的方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用于天然气水平气井泡沫排水采气的方法，先制作井下动力泡排棒，泡排棒是由喷气口、尾翼、助推剂、壳体和保护头套组成；制作尾翼、壳体和保护头套的材料为固体泡排剂，它由聚氧乙烯烷基醚、聚乙二醇、尿素、咪唑啉、十二烷基苯磺酸钠和饱和醇硫酸酯构成，助推剂是用干冰、氢化钠或氧化钾中的一种；然后将井下动力泡排棒投到井底，助推剂与水接触产生大量气体，推动泡排棒至最底端；泡排剂溶解形成大量泡沫，达到排水采气的最佳效果。

本方法使用的井下动力泡排棒是由喷气口、尾翼、助推剂、壳体和保护头套组成，助推剂用壳体包裹，在壳体尾端底部设置有喷气口，在壳体尾端外部安装有四个尾翼，在壳体头部安装有保护头套；制作尾翼、壳体和保护头套的材料采用为固体泡排剂，固体泡排剂所用原料的组分为，组分为质量百分比，质量以克为单位，聚氧乙烯烷基醚15%，聚乙二醇12%，尿素3%，咪唑啉20%，十二烷基苯磺酸钠10%，饱和醇硫酸酯40%；助推剂是用干冰、氢化钠或氧化钾中的一种，泡排棒的尾翼用于保持泡排棒的运动方向，保护头套用于在泡排棒与井壁摩擦时保护壳体，防止助推剂在喷气口以外的部位与地层水接触，制作尾翼和保护头套的固体泡排剂需要有较强的硬度，其硬度为邵氏D86-D89；制作壳体的固体泡排剂的密度略大于地层水的密度，其密度为1.1g/cm³，目的在于使井下动力泡排棒在井筒中低于液面的位置运动，且保持较低的运动阻力。井下动力泡排棒使用前，应保持井下动力泡排棒的主体部分（尾翼、壳体、保护头套）与助推剂分别存放。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：（1）能将泡排剂注入至气井，特别是水平井井筒最底端，使得整个井筒内充满泡沫流体，排水采气效果明显；（2）无需井口安装设备和地面提供能量，适用范围广；（3）操作简单安全，成本低廉，对环境友好。

附图说明

图1为本发明所使用的井下动力泡排棒的结构示意图。

图中：1、喷气口，2、尾翼，3、助推剂，4、壳体，5、保护头套。

具体实施方式

结合附图对本发明作进一步说明。

参阅图1。井下动力泡排棒，由喷气口1、尾翼2、助推剂3、壳体4、保护头套5组成。助推剂3用壳体4包裹，壳体4尾端底部设置有喷气口1，壳体4尾端外部安装有四个尾翼2，壳体4头部安装有保护头套5。制作尾翼2、壳体4和保护头套5的材料为固体泡排剂，固体泡排剂的组成为聚氧乙烯烷基醚、聚乙二醇、尿素、咪唑啉、十二烷基苯磺酸钠和饱和醇硫酸酯。其中，聚氧乙烯烷基醚的质量百分比为15%，聚乙二醇的质量百分比为12%，尿素的质量百分比为3%，咪唑啉的质量百分比为20%，十二烷基苯磺酸钠的质量百分比为10%，饱和醇硫酸酯的质量百分比为40%。助推剂3选用干冰。制作尾翼2和保护头套5的固体泡排剂具有较强的硬度，硬度大于邵氏D86。制作壳体4的固体泡排剂的密度略大于地层水的密度，其密度为1.1g/cm³。

根据水平井井身结构和生产状况设计泡排剂用量与助推剂用量。井下投掷作业前，保持井下动力泡排棒的主体部分（尾翼2、壳体4、保护头套5）与助推剂3分别存在。井下投掷作业时，将助推剂3安置于井下动力泡排棒空腔内。井下动力泡排棒由井口投掷到井筒后，助推剂3在喷气口1位置与地层水接触，产生大量气体，同时形成巨大的推力，将井下动力泡排棒沿气井井眼轨迹推送至气井最底端。尾翼2用于保持泡排棒的运动方向；保护头套5用于在泡排棒与井壁摩擦时保护壳体4，防止助推剂3在喷气口1以外的部位与地层水接触，制作尾翼2和保护头套5的固体泡排剂需要有较强的硬度。制作壳体4的固体泡排剂的密度略大于地层水的密度，其密度为1.1g/cm³，目的在于使井下动力泡排棒在井筒中低于液面的位置运动，且保持较低的运动阻力。

Claims

1.一种用于天然气水平气井泡沫排水采气的方法，其特征在于：本方法是先制作井下动力泡排棒，泡排棒是由喷气口、尾翼、助推剂、壳体和保护头套组成，助推剂（3）用壳体（4）包裹，在壳体（4）尾端底部设置有喷气口（1），在壳体（4）尾端外部安装有四个尾翼（2），在壳体（4）头部安装有保护头套（5）；制作尾翼（2）、壳体（4）和保护头套（5）的材料采用为固体泡排剂，固体泡排剂所用原料的组分为，组分为质量百分比，质量以克为单位，聚氧乙烯烷基醚15%，聚乙二醇12%，尿素3%，咪唑啉20%，十二烷基苯磺酸钠10%，饱和醇硫酸酯40%；助推剂（3）是用干冰、氢化钠或氧化钾中的一种；然后将助推剂（3）注入井下动力泡排棒空腔内，井下动力泡排棒由井口投掷到井筒底部，助推剂（3）在喷气口（1）位置与地层水接触产生大量气体，同时形成巨大的反作用推力，将井下动力泡排棒沿气井井眼轨迹推送至气井最底端；井下动力泡排棒到达气井最底端后，尾翼（2）、壳体（4）和保护头套（5）的材料为固体泡排棒、逐渐溶解形成大量泡沫，使得整个井筒内充满泡沫流体，达到排水采气的最佳效果。

2.根据权利要求1所述的泡沫排水采气的方法，其特征是：制作尾翼（2）和保护头套（5）的固体泡排剂具有较强的硬度，硬度为邵氏D86-D89；制作壳体（4）的固体泡排剂的密度略大于地层水的密度，壳体（4）的密度为1.1g/cm³。