一种低产低压气井自产气泡沫排液的方法

摘要

本发明涉及一种低产低压气井自产气泡沫排液的方法；在水淹气井，打开采气树测试阀门和总阀门，连续投加自产气环保蜂窝煤状缓蚀泡排棒，通过自产气泡沫排水恢复气井正常生产；自产气环保蜂窝煤状缓蚀泡排棒加入总重量为积液量的10~15%；自产气泡排棒组成按重量份为:55~60份的A剂和150~160份的B剂的产气剂，1~5份起泡剂，1~2份稳泡剂，1~2份螯合剂；各组分混匀经过压力机压制成蜂窝煤状泡排棒；本方法起泡能力提高了10~20倍，半衰期延长了10~18min；不受高矿化度和凝析油影响；悬浮在积液中减少了泡沫在井筒液柱中的上行压力；自生气无毒，操作安全。

说明书

技术领域

本发明涉及一种低产低压气井自产气泡沫排液的方法。 

背景技术

随着油气田开发时间的延长，气井压力不断降低，产水气井逐年增加，井筒积液日益严重，导致气井产量不断下降，甚至出现水淹井现象。目前常用的排水采气工艺主要有：管柱优选、泡沫排水、气举、柱塞气举、抽油机排水、电潜泵和射流泵排水等，其中泡沫排水采气是目前气田最常用的一种排水采气方法。 

目前气井中经常使用的泡沫大多是由气体和溶液在地面上配制而成，或者是借助于井底气体的搅动，以及加入的表面活性剂使井底积液变成泡沫。这些方法的泡排剂普遍存在对高矿化度、凝析油适应性不强，液体起泡剂加注工艺复杂，冬季低温不能加注等问题，尤其对低压低产气井应用效果较差。因此，针对以上问题，急需研发一种经济、有效的低产低压气井泡排棒，使其发泡时间显著延长，有效提高其举升和排液能力，恢复气井的自身产能。 

中国专利公开号：CN 101671553A，提供了一种液淹气井自生气固体泡沫排液球，延长发泡时间，提高举升力，恢复气井自身产能。在实际反应中因催化剂和井筒液体条件差异大（pH＝3～5），不但需要在酸性环境下或产生具有腐蚀性的副产物，矿化度与凝析油的存在影响一次反应的可靠性，易生成一氧化氮，在中国专利CN202336286U油气井排液过程中安全反应控制装置有详细描述。由于一氧化氮毒性大，可溶性差，在天然气生产中需考虑防爆，瞬时气液分离等因素，控制难度较大，目前尚不能高效吸收，并且投加工艺相对复杂，影响了自生气泡排剂大规模使用。 

发明内容

本发明的目的是提供一种低产低压气井自产气泡沫排液的方法；利用投放一种自产气环保蜂窝煤状缓蚀泡排棒有效提高低产（产气量≤2000方/天）、低压（油管压力≤6MPa）气井（凝析油含量12%以下）排液能力的方法。 

本发明所述的低产低压气井自产气泡沫排液的方法，采用的技术方案是： 

自产气环保蜂窝煤状缓蚀泡排棒的组成： 

（1）产气剂： 

水溶性含氨基氮化合物A。如：碳酰肼、乙二胺或甲酰胺。 

配合产氮气的水溶性氧化剂B。如：次氯酸金属盐或亚硝酸金属盐。 

产生气体方程为： 

或是单一一种化学剂分解反应。如碳酸氢铵等。 

（2）起泡剂： 

性能：阴离子或非离子高分子表面活性剂，形成的泡沫抗剪切能力强，对矿化度、甲醇和凝析油适应性较强，起泡能力强，半衰期较长。 

（3）稳泡剂：CMC、SJ、XC、魔芋胶 

性能：增加起泡液相粘度，增强泡沫中液膜厚度，进而增强泡沫稳定性。 

（4）螯合剂：EDTA、NTA、柠檬酸 

性能：能和碱金属等形成稳定的水溶性络合物，防止在高含钙镁离子的地层水产生沉淀，保持泡排棒与地层水较好的配伍性，增强泡沫稳定性。 

本发明所述的一种低产低压气井自产气环保蜂窝煤状缓蚀泡排棒组成按重量份为:55~60份的A剂，150~160份的B剂产气剂，1~5份起泡剂，1~2份稳泡剂，1~2份螯合剂。 

泡排棒成型 

自产气泡排棒成型方法：将自产气泡排棒各组分按比例混匀后，经过压力机在3~5MPa压制成直径为38~42mm，长度为200mm，密度为1.4~1.6g/cm³的泡排棒，成型模具见附图。本发明首次将泡排棒做成蜂窝煤状，降低了泡排棒密度，增大了泡排棒与地层水接触面积，在积液深处产生气泡，提高了携液效果。 

泡排效果评价： 

1、静态起泡高度和半衰期评价 

室内对自产气泡排棒按照《SY/T 6465-2000泡沫排水采气用起泡剂评价方法》 进行评价，并与常规泡排剂进行对比，泡排剂使用浓度3‰，结果见表1，试验地层水水质见表2。在研究中发现，按照评价标准，自产气泡排棒以及国内同类产品在相同使用浓度时，具有很好的泡沫高度和半衰期，但是当地层水矿化度和凝析油含量较高时，现有的泡排剂效果不佳，而发明的自生气泡排棒在使用浓度仍为3‰时，还能具有很好的泡排效果。相比常规起泡剂，起泡能力提高10~20倍，半衰期延长10~18min。 

表1不同阻垢剂的防垢率 

表2试验用地层水离子含量 

2、动态模拟低产气井井筒积液排液 

采用动态模拟装置，不外加气源（模拟井筒积液），温度为地层温度60℃，介质为地层水1，模拟装置内管直径为58.5mm，实际气井油管内径为68.5mm左右。在研究中发现，不外加气源，常规起泡剂不能携出液体，而自生气泡排棒具有较好携液效果，携液率为28.3~53.5%，结果见表3。 

表3模拟泡排剂排出积液试验结果 

3、高温高压模拟地层工况产气试验 

采用高温高压装置试验模拟实际地层工况，研究压力、温度对生气量、生气速度的影响，介质为地层水2，由工作站实时监测反应体系压力随时间的变化规律，由PV＝nRT计算产生的气体的量，试验结果见表4。常温常压，室内试验1t药剂可产生135m³，实际地层平均压力18.23MPa，70℃时氮气压缩系数为1.077，预测1t药品在该情况下，产气为145m³。 

表4自生气高温高压产气试验结果 

注：空白试验为补液引起的压力升高，反应物浓度均为1mol/L，25min后压力变化不大自产气泡排棒使用方法： 

本发明自产气泡排棒针对低产低压气井，与常规泡排棒投加方法相同，利用采气树测试阀门与总阀门之间的空间，多次投加泡排棒。也可采用自动投加装置。在水淹气井，可同时打开采气树测试阀门和总阀门，连续投加泡排棒。本发明自产气泡排棒加入量主要取决于气井井筒积液量，添加总重量为积液量的10~15%。 

1、与常规泡排棒相比，本发明自产气泡排棒的起泡能力提高了10~20倍，半衰期延长了10~18min。 

2、使用不受井筒矿化度和凝析油的影响，耐凝析油能力提高30%，携液率＞30%适用于多种地层条件下的积液气井。 

3、本发明所用的产气剂碳酰肼及其反应产物对钢铁和铜合金是一个良好的中性 缓蚀剂，能够一定程度对油管起防腐作用，并且不易结垢。 

附图说明

图1是低产低压自产气泡排棒成型模具。 

图2泡排棒端面。 

图3是自产气环保蜂窝煤状缓式泡排放示意图。 

具体实施方式

实施例1： 

低产低压自产气泡排棒，在矿化度小于50g/L的低压低产气井制备的方法： 

各组分重量比为碳酰肼：次氯酸钠：HD-1：CMC：EDTA＝50:160:1:1:1，5MPa压制成 圆柱，如图1，再用 圆柱模具将其压成蜂窝状，密度为1.52g/cm³。 

使用时，打开阀门，人工向阀内投加自产气泡排棒4根，关闭阀门，。待自产气泡排棒落入井筒后，打开阀门，继续投加自产气泡排棒。直到满足投加量，投加量占积液量的10%。关井两小时后，正常生产。 

在实验室内进行试验，在450mL中，加入总量为45g自产气泡排棒组分，升温至70℃，携液时间32min，携出泡沫量2500mL，携出液体150mL，半衰期80min。 

实施例2： 

低产低压自产气泡排棒，在矿化度大于50gL的低压低产气井制备的方法： 

各组分重量比为碳酰肼：次氯酸钠：UT-6：CMC：EDTA＝70:180:2:1:1，压制方法同实施例1，密度为1.78g/cm³。 

使用时，实施方法与实施例1相同，投加量占积液量的15%。在实验室内进行试验，在850mL中，加入总量为125g自产气泡排棒组分，升温至70℃，携液时间46min，携出泡沫量6500mL，携出液体455mL，半衰期92min。 

实施例3： 

低产低压自产气泡排棒，在含有凝析油的低压低产气井制备的方法： 

各组分重量比为碳酰肼：次氯酸钠：HD-1：CMC：EDTA＝65:175:3:1:1，压制方 法同实施例1，密度为1.63g/cm³。 

使用时，实施方法与实施例1相同，投加量占积液量的12%。在实验室内进行试验，在1200mL中，加入总量为240g自产气泡排棒组分，升温至70℃，携液时间60min，携出泡沫量7500mL，携出液体345mL，半衰期110min。 

实施例4： 

低产低压自产气泡排棒，在地层温度小于70℃的低压低产气井制备的方法： 

各组分重量比为碳酰肼：次氯酸钠：HD-1：CMC：EDTA＝60:165:1:1:1，压制方法同实施例1，密度为1.45g/cm³。 

使用时，实施方法与实施例1相同，投加量占积液量的11.5%。在实验室内进行试验，在250mL中，加入总量为28g自产气泡排棒组分，升温至60℃，携液时间45min，携出泡沫量2400mL，携出液体115mL，半衰期63min。 

实施例5： 

低产低压自产气泡排棒，在地层温度大于70℃的低压低产气井制备的方法： 

各组分重量比为碳酰肼：次氯酸钠：HD-1：CMC：EDTA＝55:170:1:5:1，压制方法同实施例1，密度为1.58g/cm³。 

使用时，实施方法与实施例1相同，投加量占积液量的13%。在实验室内进行试验，在250mL中，加入总量为32g自产气泡排棒组分，升温至80℃，携液时间30min，携出泡沫量2600mL，携出液体105mL，半衰期58min。