CN104818962B - 采气井井筒水合物堵塞的解除方法 - Google Patents
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Abstract
采气井井筒水合物堵塞的解除方法，是向发生水合物堵塞的井筒中泵入酸性工作溶液后，再投入由可为所述酸性工作溶液消溶的材料包覆的氧化钙的加热单元。所述的酸性工作溶液为至少含有盐酸、金属缓蚀剂及水合物抑制剂的水溶液。该方法通过氧化钙在工作液中的生成氢氧化钙及进一步与酸反应过程中的剧烈放热，对井筒水合物堵塞的局部进行加热，从而解除冰堵。此方法无需要大型作业设备，使产生的热量能有效集中于冰堵的局部，大大提高了热效率，从而能大幅缩短水合物解堵时间，所用药剂量小，作业时间短，成本低，操作简便，且处理过程中无新的固体沉淀产生，不会造成新的井筒堵塞情况。
Description
技术领域
本发明涉及一种在油气田开发作业中用于解除采气井井筒水合物堵塞的方法。
背景技术
油气田开发作业中，采气井井筒为水合物堵塞，是气井完井测试、投产及生产过程中的一种常见情况。当一定深度的井筒内温度低于天然气水合物的形成温度时，便易形成水合物，并使井筒形成冰堵，特别是在井筒内的节流位置更易形成该水合物的堵塞。而且，随着高压深层及含硫气藏的深入开发，由于井筒高压或流体中含硫化氢组分时，会提高水合物的形成温度，水合物的形成更为容易，从而使该类气井井筒的水合物堵塞情况就更为严重，即便在井筒内按常规方式加注水合物抑制剂，仍难以完全避免井筒的水合物堵塞。
由于井筒内的水合物形成位置常在井下的数米、数百米甚至数千米，导致了堵塞后的解除难度更为复杂。目前的常用一种方法是通过加注水合物抑制剂后闷井，常用的水合物抑制剂，可包括甲醇、乙二醇、异丙醇、二甘醇、氨、氯化钙等成分中的至少一种；另一种方法是连续油管作业泵注热水等方式。其中，加注水合物抑制剂后闷井，是通过水合物抑制剂来提高水合物形成温度，同时依靠井筒自身温度加热堵塞的水合物。但该方式解除堵塞速度较慢，特别是当堵塞位置位于井筒上部时，由于周边温度较低，有的解堵时间长达数天或难以解堵。连续油管作业泵注热水循环作业，是解除水合物堵塞的有效方法，其作业需要动用连续油管作业车、需要大量的热水水源及存储空间，现场作业准备周期长、费用昂贵，同时由于热水在连续油管输送过程中，热散失大，热效低。
发明内容
针对上述情况，本发明提供了一种简便易行，成本低，效率高的采气井井筒水合物堵塞的解除方法。
本发明所述的采气井井筒水合物堵塞的解除方法，是向发生水合物堵塞的井筒中泵入酸性工作溶液后，再投入由可为所述酸性工作溶液消溶的材料包覆的氧化钙的加热单元。所述的酸性工作溶液为至少含有盐酸、金属缓蚀剂及水合物抑制剂的水溶液。
由于井筒中发生水合物堵塞的原因，是井筒内温度低于天然气水合物的形成温度导致形成水合物的冰堵，因而只有通过加热使其升温融化才能解决。据此，本发明的堵塞解除方法的基本原理，就是在该冰堵的部位，通过由氧化钙与工作液中的水反应生成氢氧化钙、以及生成的氢氧化钙再进一步与工作液中的酸进行反应所产生的热量，对井筒水合物堵塞的局部进行剧烈加热，有效解除了冰堵。因此，本发明中所说包覆材料的消溶，是指该包覆材料在与酸性工作溶液中的水和/或酸接触后，直接通过物理溶解和/或由化学反应生成可溶解性成分溶于该工作溶液中而失去对氧化钙的包覆，从而使氧化钙能与直接酸性工作溶液接触、反应，以产生并释放出为解除冰堵所需的热量。
为方便操作，本发明上述方法中包括酸性工作液中的盐酸、金属缓蚀剂、水合物抑制剂等材料，都可以选择目前在油/气井作业中的常规和常用材料。例如；
所述的酸性工作液的重量百分比组成可以为：
盐酸： 5%~15%，
金属缓蚀剂： 0.5%~1.5%，
水合物抑制剂： 10%~60%，
水： 余量。
所述的金属缓蚀剂可以按照常规方式，根据需要在硫脲系列（如天津若丁、仿若丁-31、若丁-Ａ、ST82-1、SH-405等型号的产品）、苯胺类（如7801、Lan-5、沈1-D等型号的产品）、酰胺类（如川天1-2、NorustPS-31、7190、7201、1011等型号的产品）、咪唑啉类（如BH-2、SH-707、IS-156、Nalco-165AC等型号的产品）、吡啶类（如80-1、7701、7623、7461、1901等型号的产品）、季胺盐类（如SH-501、IMC-4、IMC-5等型号的产品）、有机胺及杂环酮胺类（如CT1-4、SH-9020、T82-2、SH-747、尼凡丁-18等型号的产品）等，以及醛、酮、胺缩合物；咪唑啉衍生物；吡啶、喹啉季铵盐；杂多胺等目前常用的缓蚀剂中选择，并可进一步复合添加如甲醛、炔醇等增效剂，以有效控制酸液对管材的腐蚀。
所述的水合物抑制剂可以采用包括甲醇、乙二醇、异丙醇、二甘醇、氨、氯化钙等常用材料中的至少一种。其中，优选的水合物抑制剂可以为最常用的甲醇或乙二醇。
由本发明上述方法的工作原理可以理解，在井筒堵塞部位使该加热单元发热的前提，是使加热单元中的氧化钙与酸性工作液中的水和酸接触。因此所述加热单元中可为酸性工作溶液消溶的包覆材料，采用的是与酸性工作溶液反应后能生成可溶性成分的金属和/或其盐类的无机成分，或是采用包括明胶在内的能溶解的有机成分。为此，所述的可为酸性工作溶液消溶的包覆材料可优选镁的盐类或合金类材料，特别是如镁铝合金、镁锌合金、镁铜合金、镁铁合金等镁的合金类材料，既具有一定的强度和可塑性，利于加工，而且与酸性工作溶液反应的速度适中，并较易通过改变其合金成分的比例而实现对反应速度的调整。
由此可以看出，本发明上述采气井井筒水合物堵塞的解除方法，操作简便，无需任何大型作业设备，并能使解除冰堵所需的的热量能有效集中产生并作用在冰堵的局部，大大提高了热效率，从而能大幅缩短水合物解堵时间，所用药剂量小，成本低，作业时间短，且处理过程中无新的固体沉淀产生，不会造成新的井筒堵塞因素。
以下通过实施例的具体实施方式再对本发明的上述内容作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。
附图说明
图1是本发明解除方法中所用加热单元的一种结构形式示意图。
具体实施方式
通用方法：采气井井筒发生水合物堵塞后，可通过采气树油压阀门或清蜡闸门泵注入酸性工作液后，再通过清蜡闸门投入图1所示结构的棒状加热单元体。在采用镁铝合金材料的该加热单元体的外壳1内装填有氧化钙粉末2。棒状加热单元体的外壳1外周被覆有一防水层3，仅在其一端设有一个同种材料但无防水层并设有一开孔5的端盖4。加热单元体在重力作用下，落入已积存在水合物堵塞部位处的酸性工作液后，无防水层的端盖4在酸性工作液首先反应溶解，使该部位的氧化钙粉末与酸性工作液接触，开始反应并产生、释放出热量。由于加热单元体的外周被覆有防水层，因此该外壳1将从内部开始逐步与酸性工作液接触和反应并消溶。加热单元体与酸性工作液在井筒中该堵塞局部剧烈反应所产生的热量直接作用于堵塞物，最终将堵塞解除，使井筒恢复畅通。其中的酸性工作液重量百分比组成为：
盐酸： 5%，
咪唑啉类金属缓蚀剂： 0.5%，
乙二醇： 30%，
水： 余量。
实施例1
天然气浅井（<1500m）、中浅井（1500～3200m）发生水合物冰堵后，通过采气树油压闸门注入0.2m3工作液，其组成比例按质量分数为盐酸5%；缓蚀剂0.5%；水合物抑制剂30%；其余组分为水。再通过采气树清蜡闸门投入外径小于气井井筒内径10mm的加热单元体一只，其长度为500mm。关井待反应，当井筒压力上涨恢复后，即可判断井筒水合物堵塞成功解除。
实施例2
深井浅井（3200～4000m）、超深井（>4000m）发生水合物冰堵后，通过采气树油压闸门注入0.3~0.4m3工作液，其组成比例按质量分数为盐酸5%；缓蚀剂1%；水合物抑制剂30%；其余组分为水。再通过采气树清蜡闸门投入外径小于气井井筒内径10mm的加热单元体一只，其长度为500mm。关井待反应，当井筒压力上涨恢复后，即可判断井筒水合物堵塞成功解除，若压力未恢复上涨判断水合物堵塞仍未完全解除，则通过采气树清蜡闸门再次投入新的加热单元体后闷井，等待水合物堵塞解除。
实施例3
含硫化氢介质气井发生水合物冰堵后，通过采气树油压闸门注入0.3~0.4m3工作液，其组成比例按质量分数为盐酸10%；缓蚀剂1%~1.5%；水合物抑制剂40%~50%；其余组分为水。再通过采气树清蜡闸门投入外径小于气井井筒内径10mm的加热单元体一只，其长度为500mm。关井待反应，当井筒压力上涨恢复后，即可判断井筒水合物堵塞成功解除，若压力未恢复上涨判断水合物堵塞仍未完全解除，则通过采气树清蜡闸门再次投入新的加热单元体后闷井，等待水合物堵塞解除。
Claims (6)
1.采气井井筒水合物堵塞的解除方法，其特征是向发生水合物堵塞的井筒中泵入酸性工作溶液后，再投入由可为所述酸性工作溶液消溶的材料包覆的氧化钙的棒状加热单元体，该棒状加热单元体的包覆材料的外周被覆有一防水层，仅在其一端设有一个同种包覆材料但无防水层并设有一开孔的端盖，所述的酸性工作溶液为至少含有盐酸、金属缓蚀剂及水合物抑制剂的水溶液。
2.如权利要求1所述的方法，其特征是所述酸性工作溶液的重量百分比组成为：
盐酸： 5%~15%，
金属缓蚀剂： 0.5%~1.5%，
水合物抑制剂： 10%~60%，
水： 余量。
3.如权利要求1所述的方法，其特征是所述的金属缓蚀剂为无机缓蚀剂、有机缓蚀剂中的一种。
4.如权利要求1所述的方法，其特征是所述的水合物抑制剂包括甲醇、乙二醇、异丙醇、二甘醇、氨、氯化钙中的至少一种。
5.如权利要求1至4之一所述的方法，其特征是所述加热单元体中可为酸性工作溶液消溶的包覆材料为镁的盐类或合金类材料，或包括明胶在内的有机成分。
6.如权利要求5所述的方法，其特征是所述的可为酸性工作溶液消溶的包覆材料为镁铝合金、镁锌合金、镁铜合金、镁铁合金中之一种。
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