鹽穴儲(chǔ)氣庫注氣排鹵階段管柱復(fù)雜情況處理方法

王成林，巴金紅，郭 凱，焦雨佳

（1.中國石油西氣東輸管道公司，江蘇鎮(zhèn)江 212028；2.中國石油天然氣股份有限公司天然氣與管道分公司，北京 100007）

注氣排鹵是實(shí)現(xiàn)鹽穴儲(chǔ)氣庫井注采氣前的一道重要工序，注氣排鹵的成功與否直接關(guān)系儲(chǔ)氣庫井今后生產(chǎn)運(yùn)行的前景。

鹽穴儲(chǔ)氣庫單井注氣排鹵工藝（見圖1）。注氣排鹵時(shí)，天然氣可以來自其它已經(jīng)注滿氣的井，也可以來自天然氣管道主干線，通過注采氣站的壓縮機(jī)加壓達(dá)到一定壓力后再經(jīng)過管線輸送至注氣排鹵井井口，然后由注采管柱和排鹵管柱環(huán)空注入，腔內(nèi)鹵水在注入氣體的壓力作用下，由排鹵管柱排出地面，經(jīng)地面排鹵管線外輸至當(dāng)?shù)佧}化企業(yè)。

在注氣排鹵過程期間，由于腔體蠕動(dòng)導(dǎo)致鹽塊掉落砸傷排鹵管柱、排鹵管柱距離腔底過近導(dǎo)致腔體底部沉積的不溶物隨鹵水排出的過程中堵塞排鹵管柱、排鹵期間鹵水在排鹵管柱內(nèi)部結(jié)晶等原因，造成管柱彎曲、堵塞等現(xiàn)象發(fā)生，輕者影響排鹵通道，導(dǎo)致截流現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)甚至堵塞管柱。隨著堵塞情況的加重、鹵水結(jié)晶的增大最終造成排鹵管柱完全堵塞，使注氣排鹵作業(yè)無法進(jìn)行。

在金壇鹽穴儲(chǔ)氣庫某些單井的注氣排鹵過程中，已經(jīng)遇到上述影響注氣排鹵順利進(jìn)行的某些情況并通過摸索和實(shí)踐，總結(jié)出一些安全、經(jīng)濟(jì)、有效的處理方法，應(yīng)用效果良好。

圖1 注氣排鹵工藝示意圖

1 前期防范措施

通過金壇儲(chǔ)氣庫實(shí)際注氣排鹵的情況，可總結(jié)出判斷排鹵管柱出現(xiàn)結(jié)晶、堵塞的初步現(xiàn)象。包括排鹵流量忽然下降、排鹵壓力異常下降或波動(dòng)變大，排鹵管柱在排鹵期間發(fā)生異響等現(xiàn)象，可初步判斷井下出現(xiàn)了截流現(xiàn)象，施工期間如果不及時(shí)做出反應(yīng)，隨著截流現(xiàn)象的嚴(yán)重導(dǎo)致鹵水溫度的降低，以及鹵水上返受地層溫度變化的影響，氯化鈉溶液的溶解度也會(huì)降低，過飽和的氯化鈉溶液中會(huì)有一部分呈顆粒鹽結(jié)晶析出，嚴(yán)重時(shí)可能在截流端晶體發(fā)生累積，從而導(dǎo)致徹底堵塞。

前期在下入注采完井管柱期間，應(yīng)考慮腔體形狀，優(yōu)化排鹵管柱的下深, 在保證合理的有效體積前提下確保排鹵管柱距離腔底有一定的安全距離。特別應(yīng)根據(jù)各腔體形狀的不同，針對單井做出合理的排鹵管柱下深設(shè)計(jì)，如考慮腔底的規(guī)則性、平整性，腔體形狀的穩(wěn)定性等。

在注氣排鹵期間，應(yīng)對異常現(xiàn)象加強(qiáng)注意，如發(fā)生上述現(xiàn)象及時(shí)加大反沖洗力度。反沖洗作業(yè)即向排鹵管柱注入淡水沖洗內(nèi)管壁進(jìn)行憋壓，后將淡水從排鹵管柱排出。應(yīng)合理制定反沖洗作業(yè)的頻次，并且注入的淡水大于排鹵管柱內(nèi)容積，保證淡水出排鹵管柱引鞋，將堵塞物排出管柱。

2 復(fù)雜情況處理

如發(fā)生排鹵管柱完全堵塞，反沖洗作業(yè)無效，甚至反沖洗注入淡水注入壓力升高，可判斷下部發(fā)生嚴(yán)重堵塞或管柱變形嚴(yán)重。針對此類問題應(yīng)進(jìn)行問題排查。

2.1 排鹵管柱注水置換天然氣處理排鹵管柱彎曲變形

因腔體掉塊砸彎管柱產(chǎn)生的管柱變形，排鹵量降低，但排量壓力平穩(wěn)，內(nèi)部未出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象，并且可能發(fā)生管柱絲扣變形導(dǎo)致管柱內(nèi)伴有天然氣泄漏。

此類情況應(yīng)停止注氣作業(yè)，下入測井工具測量氣水界面位置，并探測彎曲點(diǎn)，如儀器無法下入彎曲點(diǎn)，應(yīng)考慮后期不壓井作業(yè)實(shí)現(xiàn)程度及絲扣漏氣程度，如后續(xù)作業(yè)存在安全風(fēng)險(xiǎn)，使用排鹵管柱注入鹵水，從7”*4-1/2”環(huán)空替換出已注天然氣，達(dá)到腔體鹵水壓力平衡后，使用修井機(jī)更換管柱。

此類方法處理成本較低，安全系數(shù)高，但局限性較大，需要要求排鹵管柱通道暢通。

2.2 吞吐法處理排鹵管柱堵塞

排鹵管柱鹽結(jié)晶堵塞后，應(yīng)更換高壓泵流程注入淡水，觀察注入淡水量，并控制注入壓力在設(shè)備安全負(fù)荷內(nèi)。可使用吞吐法注入淡水，有條件可配合鍋爐注入升溫淡水，進(jìn)行憋壓，憋壓時(shí)間控制在4 h～8 h，放壓，觀察注入量，重復(fù)操作，利用憋壓吞吐的淡水對結(jié)晶處進(jìn)行憋壓溶解。

此方法適合結(jié)晶堵塞情況發(fā)現(xiàn)及時(shí)的情況，可使用吞吐法緩慢溶解結(jié)晶物，但處理周期較長，如堵塞物為不溶物，處理成功率低。此方法操作簡單，風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)低，處理成本低廉。

2.3 連續(xù)油管處理排鹵管柱堵塞

排鹵管柱鹽結(jié)晶堵塞后，吞吐法處理失敗，可選擇使用連續(xù)油管設(shè)備進(jìn)行解堵施工，配合連續(xù)油管沖洗作業(yè)。此類方法需要井口安裝帶壓防噴裝置，并使用連續(xù)油管作業(yè)設(shè)備，作業(yè)成本高，并可能出現(xiàn)管柱解堵后下部壓力上竄造成液擊上部防噴裝置，需要安全措施較多。并且如果遇到因下部管柱變形導(dǎo)致的堵塞情況，存在絲扣泄漏天然氣的風(fēng)險(xiǎn)，成功處理堵塞問題后，也不能順利完成不壓井起管柱作業(yè)。但此方法相對不壓井設(shè)備處理成本較低，處理周期短，可操作性較大。

2.4 不壓井設(shè)備處理排鹵管柱堵塞

排鹵管柱鹽結(jié)晶堵塞后，吞吐法處理失敗，并且在前期注氣排鹵期間發(fā)現(xiàn)管柱絲扣因變形產(chǎn)生泄漏天然氣情況，可直接使用不壓井設(shè)備將管柱帶壓起出，更換有問題的管柱，帶壓重新下入。

此類方法處理成本高昂。但使用不壓井設(shè)備處理周期短，施工安全，最大程度保證腔體安全，不影響注氣進(jìn)度。

2.5 7”*4-1/2”環(huán)空注鹵水替換天然氣處理排鹵管柱堵塞

排鹵管柱鹽結(jié)晶堵塞后，吞吐法處理失敗，并且在前期注氣排鹵期間發(fā)現(xiàn)管柱絲扣因變形產(chǎn)生泄漏天然氣情況，可先采氣降低腔體氣體壓力，向7”*4-1/2”環(huán)空注鹵水進(jìn)行壓力補(bǔ)償，重復(fù)采、注過程，最終達(dá)到腔體氣體完全被置換，壓力平衡后使用修井機(jī)更換管柱的目的。

表1 處理工藝對比

此類方法處理周期緩慢，采、注過程要嚴(yán)格計(jì)算采注量，并需要精確計(jì)量。采、注次數(shù)繁多，特別是到達(dá)后期，氣體存量較少時(shí)，需要頻繁采氣注水保證腔體安全。但此類方法操作簡單，處理成本低，風(fēng)險(xiǎn)較低。

3 結(jié)論

在鹽穴儲(chǔ)氣庫注氣排鹵期間，發(fā)生異常情況后，及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)處理是重點(diǎn)。注氣排鹵期間及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，選擇正確的處理手段，往往能夠用簡單的方法將隱患處理。根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)周期及成本的情況，選擇合理的處理手段能夠更加安全、迅速、經(jīng)濟(jì)。并且針對不同的情況，有時(shí)需要配合電測儀器等設(shè)備進(jìn)行確認(rèn)，選擇不同的處理手段，或者多種手段相結(jié)合。

［1］ 周國超，蔡少武，胡望水.淺談陸相超深鹽井鹽結(jié)晶解堵和防堵規(guī)律的再認(rèn)識(shí)［J］.中國井礦鹽，2007，38（2）：24-26.

［2］ 陳鋒，楊海軍，楊春和.鹽巖儲(chǔ)氣庫注氣排鹵期剩余可排鹵水分析［J］.巖土力學(xué)，2009，30（12）：3602-3606.