CN115162999B - 一种大直径连续采气管柱投放施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于气井完井管柱及排水采气完井工艺技术领域，具体提供了一种大直径连续采气管柱投放施工方法，包括如下步骤：1)在井口安装工具并进行测试；2)连续油管带工具串入井，并将连续油管管柱下放至设计深度；3)连续油管在井口进行临时悬挂和切管；4)将连续油管带油管悬挂器坐封到井口上；5)安装井口采气装置并关井；6)气井开井进行排液生产，解决了现有排水采气生产管柱投放效率低、成本高、配套设施工具不完善以及携液能力差，不能满足气井全生命周期生产需要等技术难题。本发明施工全程带压，不改变现有采气井口流程，起管更换采气管柱方便快捷，提高了安全保障与作业效率，延长气井排采周期，实现气井全生命周期生产。
Description
技术领域
本发明属于气井完井管柱及排水采气完井工艺技术领域，具体涉及一种大直径连续采气管柱投放施工方法。
背景技术
小管径采气管柱可有效提高井筒气流带水能力,能将井底积液及时排出,延长气井自喷时间。目前，气田生产较普遍选用以下两种方式下入“小管径”油管。(1)采用不压井作业机带压下入23/8"油管作为完井生产管柱。其优点表现为：有利于保护、维持地层的原始产能；无需压井，节约压井的成本，又有利于保护环境。但仍存在有不足之处：受限于不压井作业机数量，23/8"油管难以满足气田大规模开发的需要；23/8"油管不压井作业完井时，下钻速度慢，作业效率低；23/8"油管/连续油管相对于2″、11/2″速度管柱管径较大，携液能力有限，只能满足投产初期生产的需求，开采后期需要其他辅助措施，且目前完井作业配套设施不完善。(2)带压下小直径连续油管悬挂完井，解决带压作业和快速起下问题。11/2″、11/4″小直径连续油管较2″、23/8″连续油管有较强的携液能力，但其管径小，配套相关工具困难，尤其间歇生产期管径小无法配套柱塞气举技术，无法完成气井全生命周期生产。此外，在长庆苏里格气田有采用API 1.9″小直径油管完井，但因其在长庆气田自营区实施同样受限于带压作业机数量而不能广泛应用。
发明内容
本发明提供的一种大直径连续采气管柱投放施工方法目的是克服现有技术中排水采气生产管柱投放效率低、成本高、配套设施工具不完善以及携液能力差，不能满足气井全生命周期生产需要的问题。
为此，本发明提供了一种大直径连续采气管柱投放施工方法，包括如下步骤：
1)在井口安装完井悬挂井口工具并进行测试；
2)连续油管带工具串入井，并将连续油管管柱下放至设计深度；
3)连续油管在井口进行临时悬挂和切管；
4)将连续油管带油管悬挂器坐封到井口；
5)安装采气树，恢复采气井口并关井；
6)气井开井进行排液生产。
进一步的，所述步骤1)包括如下步骤：
1)安装外卡瓦连接器并进行拉力测试；
2)试坐封模拟油管悬挂器并对井口装置进行气密封验证；
3)安装节流堵塞器试压，具体步骤为：按要求安装节流堵塞器，恢复井口装置，防喷盒建压，通过泄压三通对节流堵塞器反向试压。
进一步的，所述步骤3)包括如下步骤：
1)注入头悬重归零；
2)泄压三通泄压，泄压后依次关闭手动大通径悬挂器和液动大通径悬挂器；
3)使用剪管器对连续油管切管；
4)卸开防喷管由壬，上提并移开注入头，再次割断连续油管；
5)对连续油管上端部管口内外进行倒角处理，清除割管缩颈及毛刺；
6)安装重载连接器；
7)安装油管悬挂器及打捞颈，测量并记录油管悬挂器顶丝斜面至井口四通顶丝间的距离；
8)安装完成后，利用通管规通至液动大通径悬挂器以下。
进一步的，所述步骤4)包括如下步骤：
1)在注入头下端的连续油管上安装重载连接器、加长杆及送入工具；
2)将送入工具收入防喷管内，回接防喷管；
3)下放连续油管，对接打捞颈，注入头悬重归零，防喷盒建压；
4)平衡压力；
5)注入头上提载荷至剪管前的悬重；
6)依次打开手动大通径悬挂器、液动大通径悬挂器；
7)下放连续油管，依据油管悬挂器顶丝斜面至井口四通顶丝间的距离，确认油管悬挂器坐封到井口四通位置上，注入头载荷释放至零后下压；
8)锁紧顶丝和压帽；
9)降低油管悬挂器上部压力至零；
10)打压释放送入工具，试提连续油管验证丢手是否成功；
11)拆除井口四通以上所有装置，安装井口衬管。
进一步的，所述步骤5)包括如下步骤：
1)安装采气树，恢复采气井口，关闭采气树主阀；
2)井口油管打压至打掉节流堵塞器的堵头，关井。
进一步的，所述步骤6)的具体步骤为关闭套管闸阀及速度管柱与油管的环形空间闸阀，打开速度管柱生产闸阀，并开启生产针阀，采用速度管柱进行排液生产。
进一步的，所述连续油管的上端部和下端部均进行45°倒角处理。
进一步的，所述连续油管为2″连续油管。
进一步的，所述安装外卡瓦连接器时，使用芯棒限制外卡瓦连接器的内通径。
进一步的，所述步骤4)平衡压力包括如下步骤：
1)打开液动大通径悬挂器的平衡阀，平衡密封闸板上下压力；
2)打开手动大通径悬挂器平衡阀，平衡密封闸板上下压力。
本发明的有益效果：本发明提供的这种大直径连续采气管柱投放施工方法，包括连续油管下入、剪切、悬挂以及坐封等投放工艺过程，采用井口四通油管挂悬挂2″连续油管当作生产管柱，利用连续油管替代常规油管悬挂完井，预置节流堵塞器，实现气井高压期节流降压生产，低压期投球打掉节流咀，连续油管连续排液生产，间歇期柱塞气举生产，枯竭期带压起管的气井连续采气管柱全生命周期生产。使得连续油管可以悬挂在与传统油管相同的位置，适应现有井口流程；消除连续油管在井口对接送入的不对中问题。这种大管径连续采气管柱投放工艺，施工全程带压，不改变现有采气井口流程，起管更换采气管柱方便快捷，提高了安全保障与作业效率，结合柱塞气举可延长气井排采周期，最终实现气井全生命周期生产。
附图说明
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1是大直径连续采气管柱作业工具图；
图2是大直径连续采气管柱完井悬挂井口装置示意图；
图3是大直径连续采气管柱完井地面流程图；
图4是大直径连续采气管柱井口衬管安装示意图。
附图标记说明：1、连续油管；2、油管悬挂器；3、节流堵塞器；4、防喷盒；5、泄压三通；6、注入头；7、手动大通径悬挂器；8、剪管器；9、液动大通径悬挂器；10、重载连接器；11、打捞颈；12、送入工具；13、密封闸板；14、井口1#衬管；15、井口2#衬管；16、井口3#衬管；17、平板阀；18、防喷管；19、滚筒；20、节流管汇；21、泵车；22、泥浆池；23、液罐；24、压力传感器；25、旋塞阀。
具体实施方式
实施例1：
如图1-3所示，一种大直径连续采气管柱投放施工方法，包括如下步骤：
1)在井口安装完井悬挂井口工具并进行测试；
2)连续油管1带工具串入井，并将连续油管管柱下放至设计深度；
3)连续油管1在井口进行临时悬挂和切管；
4)将连续油管1带油管悬挂器2坐封到井口；
5)安装采气树，恢复采气井口并关井；
6)气井开井进行排液生产。
进一步的，所述连续油管1为2″连续油管。
进一步的，所述连续油管1带油管悬挂器2坐封到井口的井口四通位置处。
本发明提供的这种大直径连续采气管柱投放施工方法，包括连续油管下入、剪切、悬挂以及坐封等投放工艺过程，连续油管1采用2″连续油管，对比目前11/4″、11/2″、23/8"速度管生产管柱以及带压下23/8"油管压裂管柱做生产油管，2"连续管具有配套工具/柱塞容易、施工时间短、增产见效快、生产周期长以及避免压井对地层造成二次伤害等优点，解决了带压作业机数量受限、作业效率低下以及2″大直径压裂用作业连续管降级使用处理难题，最终实现气井低成本速度管全生命周期生产。采用井口四通、油管挂悬挂2″和连续油管当作生产管柱，利用连续油管替代常规油管悬挂完井，使得连续油管可以悬挂在与传统油管相同的位置，适应现有井口流程；消除连续油管在井口对接送入的不对中问题。这种大管径连续采气管柱投放工艺，施工全程带压，不改变现有采气井口流程，起管更换采气管柱方便快捷，提高了安全保障与作业效率，结合柱塞气举可延长气井排采周期，最终实现气井全生命周期生产。
实施例2：
在实施例1的基础上，所述步骤1)在井口安装完井悬挂井口工具并进行测试包括如下步骤：
1)安装外卡瓦连接器并进行拉力测试；
进一步的，所述安装外卡瓦连接器时，使用芯棒限制外卡瓦连接器的内通径。进一步的，所述连续油管1的上端部和下端部均进行45°倒角处理。
所述安装外卡瓦连接器同时使用40mm芯棒限制内通径，保后期柱塞的通过；拉力测试8-10t，以位移小于3-5mm为合格。对连续管下端部进行45°倒角处理，尽量保证连续管垂直，避免安装损伤密封圈。
2)试坐封模拟油管悬挂器2并对井口装置进行气密封验证；
所述井口装置为实际施工中对气密封性有要求的井口装置，包括悬挂套管等；实际操作中，利用加长杆带模拟油管悬挂器(油管悬挂器外径不小于176mm)，试通过图2中平板阀17，同时利用井内压力再次对井口装置气密封验证。
3)安装节流堵塞器3试压，具体步骤为：按要求安装节流堵塞器3，恢复井口装置，防喷盒4建压，通过泄压三通5对节流堵塞器3反向试压。
预置节流堵塞器3，实现气井高压期节流降压，低压期投球打掉节流堵塞器的堵塞头，连续油管连续排液生产，间歇期柱塞气举生产，枯竭期带压起管的气井连续采气管柱全生命周期生产。
如图3所示，连续油管1的一端通过滚筒19缠放，另一入井；泄压三通5的一个出气口分别连接节流管汇20的一端和泵车21的一端，节流管汇20的另一端连接泥浆池22，泵车21的另一端连接液罐23，泄压三通5和泵车21之间、泄压三通5和节流管汇20之间均连接有多个压力传感器24和旋塞阀25，泵车21和液罐23之间连接有旋塞阀25；反向试压时，通过控制旋塞阀25关闭节流管汇20，泵车21通过管路向泄压三通5内加压，直至完成试压；泄压时，泵车21停止加压，控制旋塞阀25开启节流管汇20，直至完成泄压，压力传感器实施检测管路压力，便于试压和泄压操作。
所述反向试压时试压值应为最大井口关井压力的1.1倍，按10％、50％、100％逐级提高泵压，稳压10min，压降小于0.7MPa为合格，发现泄漏立即停泵泄压整改。
所述完井悬挂井口工具包括上述外卡瓦连接器、模拟油管悬挂器2、节流堵塞器3、防喷盒4、泄压三通5，具体操作时，不限于上述工具。
此工具安装及测试过程简单，操作方便，提高施工的安全性。
实施例3：
在实施例2的基础上，所述连续油管1带工具串入井，并将连续油管管柱下放至设计深度，包括如下步骤：
1)连续油管带工具串入井。
实际操作中，入井前工具串计数器清零，并记录清零时工具位置；提高施工精确度。
2)下放连续油管管柱至设计深度。
所述下放连续油管管柱至设计深度的具体操作方法为：首先下放连续油管管柱，下放速度不超过5m/min，确保工具串入井；再继续下入连续油管，下放50m观察设备运转情况，待设备运转正常后，控制下放速度在25m/min以内，下放过程中每下放500m进行一次上提悬重测试；最后下至距设计深度300m时，降低速度至10m/min，下至距设计深度100m时，降低速度至5m/min，下过设计深度15m后上提至设计深度。要求下管过程密切注意连续油管压力的变化，如出现循环压力上升，立即停止下钻，起管检查节流堵塞器及管体。
3)连续油管下入过程中通过地面节流管汇节流控制放喷(图3)。
连续油管入井，利用连续油管替代常规油管悬挂完井，使得连续油管可以悬挂在与传统油管相同的位置，适应现有井口流程，不改变现有采气井口流程。
实施例4：
在实施例3的基础上，所述连续油管1在井口进行临时悬挂和切管包括如下步骤：
1)注入头6悬重归零；
所述注入头6悬重归零的具体操作为：关闭液动大通径悬挂器9并手动锁紧，缓慢释放注入头6载荷至零后，加压1-2t，观察注入头6载荷变化，若无异常，注入头6悬重归零。
2)泄压三通5泄压，泄压后依次关闭手动大通径悬挂器7和液动大通径悬挂器9；
具体操作时，通过泄压三通5上的旋塞针阀泄压，验封验载15min无异常，关闭手动大通径悬挂器7。
3)使用剪管器8对连续油管1切管；
具体操作时，使用剪管器8切管，起管观察注入头6载荷与压力变化，验证切管是否成功，密封是否可靠。
4)卸开防喷管18由壬，上提并移开注入头6，再次割断连续油管1；
具体操作时，卸开防喷管18由壬，上提并移开注入头6，利用手动割刀再次割断连续管，管端预留长度0.4m以上。
5)对连续油管1上端部管口内外进行倒角处理，清除割管缩颈及毛刺；
所述倒角处理为45°倒角处理，可尽量保证连续油管垂直，避免安装损伤密封圈。
6)安装重载连接器10；所述安装重载连接器10时，要求凹坑压制后连续油管内径不小于40mm(使用安装限位棒)，保证后期柱塞的通过。
7)安装油管悬挂器2及打捞颈11，测量并记录油管悬挂器2顶丝斜面至井口四通顶丝间的距离；
8)安装完成后，利用通管规通至液动大通径悬挂器9以下。所述通管规为φ39.5mm通管规。
以上操作，采用井口四通油管挂悬挂连续油管当作生产管柱，利用连续油管替代常规油管悬挂完井，使得连续油管可以悬挂在与传统油管相同的位置，适应现有井口流程；消除连续油管在井口对接送入的不对中问题。这种大管径连续采气管柱投放工艺，施工全程带压，不改变现有采气井口流程，起管更换采气管柱方便快捷，提高了安全保障与作业效率，结合柱塞气举可延长气井排采周期，最终实现气井全生命周期生产。
实施例5：
在实施例4的基础上，如图3和4所示，所述步骤4)将连续油管1送入油管悬挂器2坐封包括如下步骤：
1)在注入头6下端的连续油管1上安装重载连接器10、加长杆及送入工具；
2)将送入工具收入防喷管18内，回接防喷管18；操作时，送入工具需收入防喷管18内1.2m以上。
3)下放连续油管1，对接打捞颈11，注入头6悬重归零，防喷盒4建压；
4)平衡压力；进一步的，所述平衡压力包括如下步骤：
1)打开液动大通径悬挂器9的平衡阀，平衡密封闸板13上下压力；2)打开手动大通径悬挂器7平衡阀，平衡密封闸板13上下压力。进一步的，所述平衡压力要求按照每分钟平衡1MPa的速率控制。
5)注入头6上提载荷至剪管前的悬重；
6)依次打开手动大通径悬挂器7、液动大通径悬挂器9；
7)下放连续油管1，依据油管悬挂器2顶丝斜面至井口四通顶丝间的距离，确认油管悬挂器2坐封到井口四通位置上，注入头6载荷释放至零后下压；
8)锁紧顶丝和压帽；
9)降低油管悬挂器2上部压力至零；具体操作为：注入头6上提15T，观察无异常后，通过针阀在套管四通处，缓慢降低油管悬挂器上部压力≤6MPa，注入头载荷归零，再次注入头上提15T，观察无异常后，通过针阀在泄压三通处，缓慢降低油管悬挂器上部压力≤6MPa；重复以上步骤，直至压力为零。
10)打压释放送入工具12，试提连续油管1验证丢手是否成功；
11)拆除井口四通以上所有装置，安装井口衬管。操作时，如图4所示，安装井口1#衬管14、井口2#衬管15、井口3#衬管16，所述油管悬挂器2的上面自下向上依次连接井口1#衬管14、井口2#衬管15、井口3#衬管16；井口衬管，起管柱居中作用，满足后期柱塞气举要求。
实施例6：
在实施例5的基础上，所述步骤5)包括如下步骤：
1)安装采气树，恢复采气井口，关闭采气树主阀；
2)井口油管打压至打掉节流堵塞器3的堵头，关井。具体操作时，井口油管打压，压差不超过20MPa，直至井口压力有突降显示，确定打掉堵塞器堵头，关井；节流堵塞器3满足带压下钻、井下节流降压、柱塞排液气举、起管堵塞的工艺需求；预置节流堵塞器，实现气井高压期节流降压，低压期投球打掉节流堵塞器的堵塞头，连续油管连续排液生产，间歇期柱塞气举生产，枯竭期带压起管的气井连续采气管柱全生命周期生产。
实施例7：
在实施例6的基础上，所述步骤6)的具体步骤为关闭套管闸阀及速度管柱与油管的环形空间闸阀，打开速度管柱生产闸阀，并开启生产针阀，采用速度管柱进行排液生产。
所述气井开井初期，如压力过高，通过速度管柱不能开井时，可采用速度管柱、速度管柱与油管的环形空间同时生产，当气井完全开启后，关闭小环空转为速度管柱排液生产。
本发明采用上述井口四通油管挂悬挂大直径连续油管，完井井口为常规采气井口；同时，大直径连续采气管柱悬挂完井工艺解决了2″压裂用作业连续管降级使用后的去路问题；代替带压作业下23/8″油管，带压作业，实现压后快速投产；适用于连续管压裂和桥塞压裂后的带压完井施工；起管更换采气管柱方便快捷，结合柱塞气举可延长气井排采周期；实现气井低成本速度管投产。
本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种大直径连续采气管柱投放施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)在井口安装完井悬挂井口工具并进行测试；
2)连续油管(1)带工具串入井，并将连续油管管柱下放至设计深度；
3)连续油管(1)在井口进行临时悬挂和切管；具体包括如下步骤：
301)注入头(6)悬重归零；
302)泄压三通(5)泄压，泄压后依次关闭手动大通径悬挂器(7)和液动大通径悬挂器(9)；
303)使用剪管器(8)对连续油管(1)切管；
304)卸开防喷管(18)由壬，上提并移开注入头(6)，再次割断连续油管(1)；
305)对连续油管(1)上端部管口内外进行倒角处理，清除割管缩颈及毛刺；
306)安装重载连接器(10)；
307)安装油管悬挂器(2)及打捞颈(11)，测量并记录油管悬挂器(2)顶丝斜面至井口四通顶丝间的距离；
308)安装完成后，利用通管规通至液动大通径悬挂器(9)以下；
4)将连续油管(1)带油管悬挂器(2)坐封到井口；具体包括如下步骤：
401)在注入头(6)下端的连续油管(1)上安装重载连接器(10)、加长杆及送入工具；
402)将送入工具收入防喷管(18)内，回接防喷管(18)；
403)下放连续油管(1)，对接打捞颈(11)，注入头(6)悬重归零，防喷盒(4)建压；
404)平衡压力；
405)注入头(6)上提载荷至剪管前的悬重；
406)依次打开手动大通径悬挂器(7)、液动大通径悬挂器(9)；
407)下放连续油管(1)，依据油管悬挂器(2)顶丝斜面至井口四通顶丝间的距离，确认油管悬挂器(2)坐封到井口四通位置上，注入头(6)载荷释放至零后下压；
408)锁紧顶丝和压帽；
409)降低油管悬挂器(2)上部压力至零；
410)打压释放送入工具(12)，试提连续油管(1)验证丢手是否成功；
411)拆除井口四通以上所有装置，安装井口衬管；
5)安装采气树，恢复采气井口并关井；
6)气井开井进行排液生产。
2.如权利要求1所述的大直径连续采气管柱投放施工方法，其特征在于：所述步骤1)包括如下步骤：
1)安装外卡瓦连接器并进行拉力测试；
2)试坐封模拟油管悬挂器(2)并对井口装置进行气密封验证；
3)安装节流堵塞器(3)试压，具体步骤为：按要求安装节流堵塞器(3)，恢复井口装置，防喷盒(4)建压，通过泄压三通(5)对节流堵塞器(3)反向试压。
3.如权利要求1所述的大直径连续采气管柱投放施工方法，其特征在于：所述步骤5)包括如下步骤：
1)安装采气树，恢复采气井口，关闭采气树主阀；
2)井口油管打压至打掉节流堵塞器(3)的堵头，关井。
4.如权利要求1所述的大直径连续采气管柱投放施工方法，其特征在于：所述步骤6)的具体步骤为关闭套管闸阀及速度管柱与油管的环形空间闸阀，打开速度管柱生产闸阀，并开启生产针阀，采用速度管柱进行排液生产。
5.如权利要求1所述的大直径连续采气管柱投放施工方法，其特征在于：所述连续油管(1)的上端部和下端部均进行45°倒角处理。
6.如权利要求1所述的大直径连续采气管柱投放施工方法，其特征在于：所述连续油管(1)为2″连续油管。
7.如权利要求1所述的大直径连续采气管柱投放施工方法，其特征在于：所述安装外卡瓦连接器时，使用芯棒限制外卡瓦连接器的内通径。
8.如权利要求1所述的大直径连续采气管柱投放施工方法，其特征在于：所述步骤4)平衡压力包括如下步骤：
1)打开液动大通径悬挂器(9)的平衡阀，平衡密封闸板(13)上下压力；
2)打开手动大通径悬挂器(7)平衡阀，平衡密封闸板(13)上下压力。
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