南约洛坦气田井口节流阀运行故障分析

南约洛坦气田试运投产初期,由于早期预测的井口气质组分参数与开产后的实际测试参数存在较大差距,很大程度上影响了下游设备、阀门的材质设计优选。试运投产过程中,单井井口节流阀频繁发生故障,给气井稳定生产带来较大影响。结合气田当前生产条件,对井口节流阀故障类型进行分类,总结了目前井口阀门的腐蚀现状及特点,并对引起井口装置腐蚀的环境因素进行分析,提出了具体防护措施,为单井井口装置下一步生产运行管理提供依据。     

笼套式节流阀冲蚀磨损计算研究

针对笼套式节流阀的冲蚀磨损难以计算的问题,提出利用节流阀实际工作时的流量系数变化的方法来计算和比较现场各种节流阀的耐冲蚀磨损性能。应用某气田现场A、B、C 3种节流阀在现场初期的工作数据计算了其初期冲蚀磨损情况,并利用流场分析,通过对各类节流阀过流孔入口周围的速度和入射角对比,验证了该方法的可靠性。应用节流阀整个使用期内的工作数据计算得出了3种笼套式节流阀的平均冲蚀磨损性能指标。结果表明,A类节流阀冲蚀最严重,B类次之,C类耐冲蚀磨损性能最稳定,与现场使用情况相符。     

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在气井的各类腐蚀中，冲蚀的危害性极大。分析了冲蚀产生的原因及影响因素，提出了随着流速增加，冲蚀加剧，如果气流速度增加３．７倍，则腐蚀速度增加５倍。提出计算流速的公式及考虑其它影响因素时的校正方法，利用该方法所绘制的图版在仅知道气井井口流动压力与油管内径的情况下内径的飞速２下便可判断气井有无明显的冲蚀情况，便于现场应用。     

优化设计方法在气井冲蚀计算中的应用

在气井的各类腐蚀中,冲蚀的危害性极大。随着流速增加,冲蚀加剧,如果气流速度增加3.7倍,则腐蚀速度增加5倍。利用优化设计软件对影响冲蚀速度的4个主要参数进行了优化设计,在优化设计的基础上对设计出的18种参数组合进行了冲蚀速度计算,进一步回归出了冲蚀速度计算方程,优化设计所得到的方程平均相对误差为1.43%。还利用优化设计得到了不同井口压力和不同油管直径下的井口防冲蚀最大允许气量,可以很直观的判断是否会发生冲蚀。     

普光高含硫气井生产管柱合理管径优选

普光气田高含硫气井在生产过程中会出现硫沉积、冲蚀、积液和形成水合物等问题,如果生产管柱管径合理可以延缓或避免出现这些问题。为此,针对普光气田高含硫气井的生产特点,以现有生产管柱优选方法为基础,通过分析高含硫气井临界携硫颗粒流量、临界携液流量、冲蚀流量和井口水合物生成条件,确定不同尺寸油管的合适产气量范围,再结合气井配产和井筒压力损失,优选出高含硫气井生产管柱的合理管径。利用该方法,对普光气田的高含硫气井P井进行了计算分析,结果表明,在当前生产管柱管径下,P井产气量大于冲蚀流量,井筒会发生冲蚀,为保护生产管柱,延长修井周期,将该井的产气量调整到当前生产管柱管径的合适产气量范围内,调整后该井生产稳定。采用该方法不但可以优选生产管柱管径,而且可以在现有生产管柱情况下,将产气量调整到当前生产管柱的合适产气量范围内。      

巴格德雷合同区域B区井口腐蚀研究分析

巴格德雷合同区域是中国石油与土库曼斯坦合作开发的项目,项目分为A、B两个区块,其中B区气田在投产初期,气井高压力、高产量、高含CO_2气体生产,给井口装置及工艺管线带来严峻的挑战。发生多井次的井口一级节流阀腐蚀失效,一、二级节流阀配对法兰、钢圈腐蚀,密封不严,二级节流阀后大小头焊缝开裂天然气泄漏事件,存在较大安全隐患。根据现场生产情况,结合实验室化验分析,对巴格德雷合同区域B区井口阀门、工艺管线腐蚀原因进行了研究分析,分析认为腐蚀主要为酸性气体CO_2腐蚀,高产量、高压差形成的冲刷腐蚀以及应力腐蚀。建议下一步将井口阀门、工艺管线更换为适应生产条件的材质,并控制合理的生产压差。     

适度防砂井采油树冲蚀作用的分析与认识

针对渤海油田在适度防砂井日常生产过程中所面临的井口冲蚀问题,通过结合渤海油田常用采油树类型,建立相应的CFD模型,并采取非均匀结构化网格划分;分析了不同产液量、含砂量及砂粒尺寸对流道冲蚀分布轨迹状态,以确定井口采油树受冲蚀磨损的关键区域。结果表明,出砂含量的增加会加剧采油树内壁特定区域冲蚀范围的集中,出砂粒径变化会导致冲蚀位置及最大冲蚀率产生有规律性的分布。该研究为渤海油田采油树安全检测及现场安全生产管理提供一定的指导意义。     

钻油管钻完井条件下采气井口装置冲蚀及优化

氮气钻井技术已经从低压、低渗储层拓展到高产储层,为保障钻完井过程的井控安全,某油田采用了钻完井一体化井口装置以及钻油管技术。由于钻完井过程中气体流量大,容易导致采气井口装置被严重冲蚀,诱发事故。基于冲蚀损伤理论,确定气相临界速度冲蚀评价标准,采用CFD方法研究采气井口装置在高速气流下的冲蚀损伤情况,并通过风险评估,提出适合高产储层氮气钻井技术的钻完井一体化投产采气井口装置优化方案。研究表明:整体式Y型采油树受气体冲蚀的作用最小、采气能力最强,适用于高产气井;套管环空采气井口装置是在突遇高产气流或其他特殊工况下采用的一种应急装备。     

克拉2气田压力动态监测方法

克拉2气田是"西气东输"的主力气田,由于该气田属于异常高压气田,为规避风险,不能将压力计下入产层中部进行测试。为了监测克拉2气田的生产动态,通过在克拉2气田引入高精度电子压力计进行井口测试,利用平均温度和平均压力法将井口测试参数折算至产层中深参数,进而进行压力恢复试井解释、产能试井解释和井口气体漏失监测。研究结果表明,该方法能适应克拉2气田异常高压环境,利用测试结果及其解释可以进行产能计算,为气田稳产提供产能评价;对高压高产气井进行漏气监测,能够检测出漏气的具体位置,提高了克拉2气田的动态监测水平。     

酸性气田气井采用组合油管柱的优越性

在高含H₂S和CO₂共存的气田深井中,为了既保证生产气井井底不积水,又要保证气井在生产过程中管柱不发生冲蚀;实现低成本高效地开发酸性气田,保证气井安全生产,必须对气井井下管柱进行优化。以徐深气田气井为例,在给定的生产条件下,采用73.0 mm×850 m+60.3 mm×2 880 m组合油管柱和73.0 mm单级油管柱都不会有天然气水合物生成;采用组合油管柱比采用73.0 mm单级油管柱更不容易生成天然气水合物,说明采用两级或两级以上不同尺寸的组合油管柱在高含二氧化碳和高含硫化氢气田气井中具有更大的优越性。该方法对低成本高效地开发酸性气田具有重要的参考价值。     

苏里格气田高压气井远程自动开关井技术

苏里格气田高压气井远程自动开关井技术,在现有气井井口设备的基础上,对井口节流针阀进行改造升级,同时增加相应的控制机构。通过程序控制器和阀门开关控制器联动,实现对井口节流针阀的控制。通过监测井口实时运行参数,模拟人工现场开关井的操作过程,实现高压气井的远程仿人工开关井作业。     

川西北地区超高压含硫气井安全地面集输工艺

四川盆地西北部地区超高压气藏富含硫化氢和二氧化碳,对地面集输工艺的安全性要求极高,其中双探1井为川西北地区典型的超高压含硫气井,是目前国内投入试采井口压力最高(104 MPa)的气井,其安全试采的关键是节流降压和防止天然气水合物形成。为此,以该井为先导,创新建立了超高压含硫气井的地面集输工艺流程:(1)考虑冲蚀腐蚀的影响,按照等压设计思路,设计了高压多级节流橇;(2)提出了地面一级加热+天然气水合物抑制剂+移动蒸汽加热的天然气水合物防治技术;(3)形成了地面安全控制技术,建立了安全等级最高的超高压井口安全系统,保障了气井的安全生产;(4)针对气田产水和高含硫化氢的特点,提出了气液分离+脱硫+缓蚀剂+清管的防腐措施。该配套技术工艺对超高压含硫气井地面集输工艺的研究和试验具有典型性和示范性,对其他同类气田具有一定的借鉴意义。     

牙哈凝析气田腐蚀机理及防腐措施研究

塔里木油田牙哈凝析气田是西气东输的主力气田之一,井下油管到地面集气管线、节流阀,均存在不同程度的腐蚀。针对井下管柱及地面管线腐蚀的严重情况,通过机理研究和腐蚀监测,基本摸清了腐蚀的原因,并实际应用了一些防腐措施如分批次更换了采油树（内衬不锈钢、修复）和油管、优化井口流程,减少弯头数,弯头选用4-5D大曲率半径弯头,角阀后适当扩径,消除闪蒸影响及采用双金属复合管等,收到了不错的效果。     

带压安全更换井口闸阀技术的研究与应用

高压气井采气井口的 1、2、3号控制闸阀常因腐蚀等多种原因产生泄漏 ,对气井的安全生产带来严重危害 ,为了解除采气井口控制闸阀导致的生产不安全隐患 ,研制在油管和大四通旁通中实施暂时堵塞以分别更换 1号和 2、3号控制闸阀的工艺技术 ,以及应用该项工艺技术获得的显著经济效益     

一种井控节流阀防刺短节的特性分析

节流阀是钻井井控管汇中的关键设备,现场应用中常因阀座、阀心的冲蚀磨损而失效,给井控带来了很大的安全隐患。防刺短节就是针对此问题而设计的。采用三维流场分析的方法,对带和不带防刺短节的楔形节流阀的流量特性进行对比分析。分析结果表明,防刺短节可以减小壁面上的流体速度进而减小壁面的冲蚀;防刺短节的节流效果不明显,其对节流阀的压力控制没有明显变化;加防刺短节后,流线复杂,流场漩涡增多,可能会产生振动和噪声。最后提出用普通碳钢材料来制造短节合金头以降低成本。     

多功能井下节流器研制及在长庆致密气井的应用

为实现致密气/页岩气的大力开发,解决高压气井带压完井的难题,利用连续管带压作业的优势,形成连续管完井采气一体化技术,笔者设计并研制了一种多功能节流器。该节流器采用回压阀、节流嘴以及堵头等多种功能组件的组合设计,通过全流程工序,可以实现带压下连续管、高产期节流降压生产、低产期速度管柱生产、间歇期柱塞气举以及枯竭期井底封堵起出管柱等功能。室内试验及现场应用结果表明,多功能节流器各组件工作良好,可以满足高压气井的开发和应用,保障了气井生产的安全高效运行,符合现场施工要求。该节流器的研制与应用对连续管完井采气一体化技术的支撑以及安全性、可行性的验证具有重要的意义。     

钻井用节流阀抗冲蚀性能的实验评价

发生井喷事故时主要依靠节流阀来控制井内流体的流速,因而要求其具有较强的抗冲蚀能力,但目前的节流阀抗冲蚀能力评价大多都停留在有限元分析或流体流场模拟计算阶段,无实测数据,未进行定性、定量评价,给选型和使用都带来了较大的困难。为此,采取远程控制阀开启度调整实验压力和流体流速、氮气注入压力略高于实验压力来保证气体有效混入形成三相流体的实验思路,闭环模拟了不同流速、不同流体组分、不同压力条件下的井喷对孔板、圆柱和楔形3种节流阀的冲蚀情况。实验结果表明:①抗冲蚀能力依次为圆柱节流阀楔形节流阀孔板节流阀;②在实验压力范围内,楔形节流阀阀芯出现轻微蚀痕,下游短节发生单边冲蚀,抗冲蚀能力较弱;③当孔板节流阀开度约1/8时,实验泵压多次跌落回4 MPa,其阀芯后端受到严重冲蚀。进而依据实验结果,提出了改变楔形节流阀阀芯形状、优选材质、在孔板节流阀的阀芯侧面增加密封件等改进思路。结论认为,所形成的三相流体抗冲蚀评价方法可应用于类似结构节流阀的评价。     

大导流面柱塞型节流阀冲蚀规律研究

为了探究柱塞型节流阀在节流过程中因受到高速颗粒冲击和流体冲蚀而导致节流阀失效的问题,以PCG,2-9/16×15M型节流阀为研究对象,采用欧拉-拉格朗日法和离散模型,研究了不同开度、 质量流量、 流体速度及颗粒直径对阀座和阀芯的冲蚀规律.研究结果表明:随着开度的减小,节流阀主要冲蚀区域从阀体内腔节流处转为导流面节流处;...     

罗家寨气田飞仙关气藏高酸性气井完井工艺技术实践

高酸性气井中的硫化氢与二氧化碳对油管、套管产生严重的腐蚀，威胁着气井的安全生产，完井方式选择不当也会加剧这种腐蚀。通过国内外调研，提出了一种采用材质防腐的完井方式，该完井方式通过采用永久式封隔器、特扣内衬油管和不锈钢井口来达到使酸性气体与井下生产管串隔离的目的，从而防止油管、套管腐蚀，并延长气井的免修期，可在高酸性气田推广这种完井方式.