CN113046049B - 一种用于天然气水平井的多水层四散型泡排剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于天然气水平井多水层四散型泡排剂。它能够推动泡排剂至水平井井筒底端，在井底与不同深度积液反应，波及范围大，起泡能力强。其技术方案是：将固体泡排剂制成设置有水通道的泡排剂球壳与密度不同的内泡排剂小球。泡排剂球壳由不同密度的内泡排剂小球与快速起泡颗粒填充。先将制成的多水层四散型泡排剂投入气井内，水通过设置的水通道与快速起泡颗粒接触产生大量气泡，推动泡排剂至井筒底端，泡排剂球壳逐渐溶解时，内部产生的大量气体将内泡排剂小球推向四周，最后密度不同的内泡排剂小球与不同深度积液充分接触，达到泡沫排水采气的最佳效果。本发明提高了泡排剂的功能与排水采气效率，省时省力，成本低廉，对环境友好。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于气藏泡沫排水采气工艺中的天然气水平井多水层四散型泡排剂，属于气井排水采气领域。
背景技术
随着气田的开发进入中后期，气层的天然气流动速度会逐步降低，产水会越来越多，气水比会越来越小，当气井中气体不能有效携带出液体，井筒将产生积液，造成井底憋压，严重地影响了气井生产。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，以维护气井正常生产。
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201910427202.7的专利申请《一种用于大斜度-水平井排水采气的泡排剂》、申请号为201610553209.X的专利申请《一种用于天然气起伏水平井的球形固体泡排剂》、申请号为201310345196.3的专利申请《一种用于气田的固体泡沫排水剂》以及申请号为200620033796.1的专利申请《一种空心固体助排剂》所使用的注入方式为固体泡排剂井下投掷方式。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。泡沫排水采气工艺是由井口通过井筒向井底注入泡排剂，泡排剂与井底积液接触起泡后，在天然气从井底向地面流动的过程中，携走低密度含水泡沫，从而达到排水采气的目的。对于直井，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，泡排剂则不能直接利用重力到达水平井底部。并且，泡排剂一般在井口投放，与水接触便开始反应，难以使其在井底与积液充分混合与反应，波及范围较小，在没有气流搅动的情况下，泡排剂起泡能力低，不能充分高效利用其起泡的作用来进行排水采气。因此，需要为水平井泡沫排水采气工艺提供新型的泡排剂。
本发明利用固体泡排剂制成设置有水通道的泡排剂球壳，泡排剂球壳由内泡排剂小球与快速起泡颗粒填充，井底积液通过设置在泡排剂球壳上的水通道进入泡排剂球壳内部，与快速起泡颗粒接触，产生大量气体，部分气体将从水通道排出进而推动整个泡排剂沿气井井眼轨迹运动，同时，泡排剂球壳即将消耗完时，泡排剂球壳内部产生的大量气体也将推动内泡排剂小球向四周分散，最终不同密度的内泡排剂小球将四散在气井井筒底端不同深度积液中，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一种用于天然气水平气井多水层且波及范围大的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：使泡排剂在水平井井筒底端，并且与井底不同深度积液充分接触发泡，提高水平井的排水采气效率，特提供一种用于天然气水平井的多水层四散型泡排剂。
本发明采用以下技术方案：一种用于天然气水平井的多水层四散型泡排剂包括4个部分，其特征在于：将固体泡排剂制成设置有水通道的泡排剂球壳，内泡排剂小球与泡排剂球壳材料一样；泡排剂球壳由以下质量百分比的组分组成，十二烷基磺酸钠25～45％，脂肪醇聚氧乙烯醚10～35％，丙烯酸树脂10～25％，碳酸氢钠0～40％，尿素5～10％，柠檬酸15～25％；泡排剂球壳由内泡排剂小球及快速起泡颗粒填充，快速起泡颗粒由以下质量百分比的组分组成，碳酸钠/碳酸氢钠(1∶9)20～40％、柠檬酸33.3～50％、5％聚乙二醇。所述的泡排剂球壳外径为40～60mm，内外层厚度约为1～2mm，密度为1.10～1.20g/cm3；所述的水通道长为30～50mm；所述的内泡排剂小球直径为5～15mm，密度为0.8～1.2g/cm3，服从离散分布；所述的快速起泡颗粒是用5％聚乙二醇包裹着碳酸氢钠，并能用酸碱混合非水制粒法制得，密度为0.80～1.20g/cm3，服从离散分布。
用于泡沫排水采气的方法是：本多水层四散型泡排剂用于泡沫排水采气中，先将制成的多水层四散型泡排剂投入到气井内，由于多水层四散型泡排剂整体大于水的密度，泡排剂会下沉到倾斜井段底部与水平段连接处，泡排剂球壳与积液接触，积液逐渐从水通道进入泡排剂球壳内部，并与快速起泡颗粒接触反应产生大量气体，部分气体将从水通道逸出，进而推动整个泡排剂至井筒底端。在推动过程中，泡排剂球壳逐渐溶解，内部继续产生大量气体，气体将内部泡排剂小球推向四周，最后密度不同的内泡排剂小球进入不同深度的水层，使得泡排剂与积液充分接触，气体也更容易携液排出，达到较好的排水采气的效果。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：(1)本天然气水平井的多水层四散型泡排剂用于排水采气方便简单，可以把泡排剂送至水平井井筒底端，使得整个井筒充满泡沫流体，排水采气效果明显。(2)本泡排剂能在井底与不同水位积液接触反应，波及范围大，起泡能力强。(3)操作简单，使用方便，成本低廉，对环境友好。
附图说明
图1为本发明所使用的用于天然气水平井的多水层四散型泡排剂的结构示意图。
图中：1、泡排剂球壳，2、水通道，3、内泡排剂小球，4、快速起泡颗粒。
具体实施方式
结合附图对本发明作进一步说明。
参阅图1。天然气水平井用多水层四散型泡排剂，由泡排剂球壳1、水通道2、内泡排剂小球3、快速起泡颗粒4组成。内泡排剂小球3、快速起泡颗粒4填充满泡排剂球壳1。泡排剂球壳1及内泡排小球3由以下质量百分比的组分组成，十二烷基磺酸钠35％，脂肪醇聚氧乙烯醚27％，丙烯酸树脂10％，碳酸氢钠8％，尿素5％，柠檬酸15％。快速起泡颗粒由以下质量百分比的组分组成，碳酸钠/碳酸氢钠(1∶9)35％、柠檬酸50％、5％聚乙二醇15％。
泡排剂球壳外径为60mm，内外层厚度为1mm，密度为1.16g/cm3，水通道长50mm；内泡排剂小球直径为7mm，密度为1.1g/cm3，服从离散分布；快速起泡颗粒密度为0.9g/cm3，服从离散分布。
根据水平井井身结构、地层特征以及生产状况设计泡排剂用量与助推剂用量，从而达到最佳排水采气效果。本多水层四散型泡排剂用于泡沫排水采气中，先将制成的多水层四散型泡排剂投入到气井内，由于多水层四散型泡排剂整体大于水的密度，泡排剂会下沉到倾斜井段底部与水平段连接处，泡排剂球壳与积液接触，积液逐渐从水通道进入泡排剂球壳内部，并与快速起泡颗粒接触反应产生大量气体，部分气体从水通道排出，推动整个泡排剂至水平井井筒底端。在推动过程中，泡排剂球壳逐渐溶解，内部继续产生的大量气体将内泡排剂小球推向四周，最后密度不同的内泡排剂小球进入不同深度的水层，使得泡排剂与积液充分接触，气体也更容易携液排出，达到较好的泡排剂多水层四散型排水采气的效果。
Claims (7)
1.一种用于天然气水平井的多水层四散型泡排剂，其特征在于：天然气水平井用多水层四散型泡排剂，由泡排剂球壳(1)、水通道(2)、内泡排剂小球(3)、快速起泡颗粒(4)组成，泡排剂球壳(1)上设置有水通道(2)，泡排剂球壳(1)和内泡排剂小球(3)所用材料一样，固体泡排剂所用的原料组分用质量百分比表示，其组分为：十二烷基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、丙烯酸树脂、碳酸氢钠、尿素、柠檬酸；泡排剂球壳(1)内部由密度不同的内泡排剂小球(3)与快速起泡颗粒(4)填充。
2.根据权利要求1所述的一种用于天然气水平井的多水层四散型泡排剂，其特征在于：所述的泡排剂球壳(1)及内泡排剂小球(3)由以下质量百分比的组分组成：十二烷基磺酸钠25～45％，脂肪醇聚氧乙烯醚10～35％，丙烯酸树脂10～25％，碳酸氢钠0～40％，尿素5～10％，柠檬酸15～25％。
3.根据权利要求1所述的一种用于天然气水平井的多水层四散型泡排剂，其特征在于：所述的快速起泡颗粒(4)由以下质量百分比的组分组成：碳酸钠/碳酸氢钠(1:9)35％、柠檬酸50％、5％聚乙二醇15％。
4.根据权利要求1所述的一种用于天然气水平井的多水层四散型泡排剂，其特征在于：所述的泡排剂球壳(1)外径为40～60mm，内外层厚度为1～2mm，密度为1.10～1.20g/cm3。
5.根据权利要求1所述的一种用于天然气水平井的多水层四散型泡排剂，其特征在于：所述的水通道(2)设置在所述的泡排剂球壳(1)上，所述的水通道(2)长为30～50mm。
6.根据权利要求1所述的一种用于天然气水平井的多水层四散型泡排剂，其特征在于：所述的内泡排剂小球(3)直径为5～15mm，密度为0.8～1.2g/cm3，服从离散分布。
7.根据权利要求1所述的一种用于天然气水平井的多水层四散型泡排剂，其特征在于：所述的快速起泡颗粒(4)是用5％聚乙二醇包裹着碳酸氢钠，并能用酸碱混合非水制粒法制得，密度为0.80～1.20g/cm3，服从离散分布。
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