同心管伴熱天然氣開采方法及專用管柱的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種同心管伴熱天然氣開采方法及其專用管柱。該方法包括：組裝并下入同心管伴熱注氣采氣工藝管柱，該管柱由油管柱（1）、油管柱（2）、套管柱（3）、聯(lián)接短節(jié)（5）、井下節(jié)流器主體（6）和井下節(jié)流器噴嘴（7）等組成；安裝采氣井口；安裝地面氣體加熱裝置；加熱天燃?xì)獠⒆⑷胗凸苤?）與油管柱（2）之間的環(huán)空，經(jīng)高溫氣體排出孔（4）返到油管柱（1）內(nèi)，地層產(chǎn)出的天然氣流經(jīng)井下節(jié)流器噴嘴后便產(chǎn)生負(fù)壓區(qū)，地面加熱后的高溫天然氣在高溫氣體排出孔（4）處的負(fù)壓驅(qū)動下無需外部壓力便很容易流入油管柱（1）內(nèi)，并與地層產(chǎn)出的天然氣混合經(jīng)油管柱（1）返至地面。本發(fā)明主要用于解決氣井生產(chǎn)中井底積液的問題。
【專利說明】同心管伴熱天然氣開采方法及專用管柱
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種同心管伴熱天然氣開采方法及一種專用管柱。
【背景技術(shù)】
[0002]在氣井開發(fā)的各種工藝中，氣井開發(fā)效果的好與壞，直接影響到生產(chǎn)單位開發(fā)的效益，也直接關(guān)系到穩(wěn)產(chǎn)周期的長短，采出率的高低。特別是隨著氣田進(jìn)入中后開發(fā)期后，地層壓力下降、產(chǎn)量降低、井底積液等矛盾突顯，這時(shí)氣井開發(fā)的工藝技術(shù)，對氣田開發(fā)的效益一直起著決定性的作用。
[0003]目前，氣田開發(fā)的工藝技術(shù)普遍采用井下安裝節(jié)流器的自噴管柱結(jié)構(gòu)。這種技術(shù)的缺點(diǎn)是:(1)井底一旦積液，需要從油套環(huán)空從地面注入氮?dú)饣虻兔芏扰菽瓕⒕追e液排出。這種方法不但成本投入多還減少了采氣時(shí)間與產(chǎn)量。(2)需要多次鋼絲作業(yè)進(jìn)行投撈節(jié)流器，易出現(xiàn)卡、掉事故，需要增加投撈作業(yè)費(fèi)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種同心管伴熱天然氣開采方法，解決氣田生產(chǎn)中井底一旦積液，需要頻繁地從油套環(huán)空注入氮?dú)饣虻兔芏扰菽瓕⒕追e液排出的問題，免去投撈井下節(jié)流器作業(yè)工序。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明同心管伴熱天然氣開采方法，包括下述步驟:
[0006]第一步，組裝并下入同心管伴熱注氣采氣工藝管柱:該同心管伴熱注氣采氣工藝管柱由油管柱1、油管柱2、套管柱3、聯(lián)接短節(jié)5、井下節(jié)流器主體6、井下節(jié)流器噴嘴7、井下節(jié)流器支撐體8和支撐體9組成，上述油管柱2置于套管柱3內(nèi)，油管柱2通過聯(lián)接短節(jié)5與支撐體9螺紋連接；上述油管柱I置于油管柱2內(nèi)，油管柱I與井下節(jié)流器支撐體8螺紋連接，井下節(jié)流器噴嘴7鑲嵌在井下節(jié)流器主體6下端內(nèi)側(cè)并螺紋連接，井下節(jié)流器主體6由井下節(jié)流器支撐體8支撐，井下節(jié)流器主體6和井下節(jié)流器支撐體8側(cè)壁設(shè)置高溫氣體排出孔4，油管柱I由油管柱2下端的支撐體9支撐；
[0007]第二步，安裝采氣井口:同心雙管分層注水井口上的套管法蘭短節(jié)與套管柱3螺紋連接，同心雙管分層注水井口上的大四通內(nèi)的外管油管掛下端與油管柱2螺紋連接，同心雙管分層注水井口上的內(nèi)管四通下端的內(nèi)管油管掛下端與油管柱I螺紋連接，并按采氣井口的試壓標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試壓；
[0008]第三步，安裝地面氣體加熱裝置:該地面氣體加熱裝置由需加熱天然氣盤管12、加熱外套13和加熱內(nèi)管16組成，需加熱天然氣盤管12設(shè)置為螺旋狀，需加熱天然氣盤管12安裝在加熱外套13內(nèi)，加熱外套13兩端與需加熱天然氣盤管12焊接固定，需加熱天燃?xì)馊肟?14與地面同心雙管分層注水井口上的內(nèi)管四通上的內(nèi)管閘閥螺紋連接，加熱后天燃?xì)獬隹?11與地面同心雙管分層注水井口上的外管四通閘閥螺紋連接，加熱內(nèi)管16位于加熱外套中心，加熱內(nèi)管16兩端與加熱外套13焊接固定，加熱內(nèi)管16的燃燒用氣入口 15一端與地面同心雙管分層注水井口上的內(nèi)管四通上的內(nèi)管閘閥螺紋連接，加熱內(nèi)管16的另一端燃燒用氣出口 17與大氣連通，加熱后天然氣出口 11管線上安裝有溫度計(jì)；
[0009]第四步，先進(jìn)行2小時(shí)常規(guī)采氣工作，待采氣正常后啟動地面氣體加熱裝置，加熱后天燃?xì)獬隹?11的天燃?xì)鉁囟瓤刂圃?20度左右；
[0010]第五步，從地面氣體加熱裝置中加熱后天然氣出口 11流出的高溫天然氣通過地面同心雙管分層注水井口上的內(nèi)管四通注入油管柱I與油管柱2之間的環(huán)空，該高溫天然氣經(jīng)高溫氣體排出孔4返到油管柱I內(nèi)，高溫氣體排出孔4位于井下節(jié)流器噴嘴上端，地層產(chǎn)出的天然氣流經(jīng)井下節(jié)流器噴嘴后便產(chǎn)生負(fù)壓區(qū)，地面加熱后的高溫天然氣在高溫氣體排出孔4處的負(fù)壓驅(qū)動下無需外部壓力便很容易流入油管柱I內(nèi)，并與地層產(chǎn)出的天然氣混合經(jīng)油管柱I返至地面。
[0011]上述加熱后天然氣出口 11安裝有壓力計(jì)。
[0012]上述地面氣體加熱裝置能水平放置，或垂直放置。
[0013]上述需加熱天然氣盤管12為銅管。
[0014]同心管伴熱注氣采氣工藝管柱由油管柱1、油管柱2、套管柱3、聯(lián)接短節(jié)5、井下節(jié)流器主體6、井下節(jié)流器噴嘴7、井下節(jié)流器支撐體8、支撐體9組成，上述油管柱2置于套管柱3內(nèi)，油管柱2通過聯(lián)接短節(jié)5與支撐體9螺紋連接；上述油管柱I置于油管柱2內(nèi)，油管柱I與井下節(jié)流器支撐體8螺紋連接，井下節(jié)流器噴嘴7鑲嵌在井下節(jié)流器主體6下端內(nèi)側(cè)并螺紋連接,井下節(jié)流器主體6由井下節(jié)流器支撐體8支撐，井下節(jié)流器主體6和井下節(jié)流器支撐體8側(cè)壁設(shè)置高溫氣體排出孔4，油管柱I由油管柱2下端的支撐體9支撐。
[0015]本發(fā)明同心管伴熱天然氣開采方法，與現(xiàn)有的常規(guī)井下節(jié)流器開采天然氣方法相t匕，增加了天然氣伴熱流程(僅一次性投入)，免去了頻繁地排除井底積液的問題；減少了修井作業(yè)強(qiáng)度，提高了氣井生產(chǎn)時(shí)率，有效地保護(hù)了氣層，降低了采氣成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為同心管伴熱注氣采氣工藝管柱示意圖；
[0017]圖2為地面氣體加熱裝置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0019]本發(fā)明同心管伴熱天然氣開采方法的工藝步驟如下:
[0020]第一步，組裝并下入同心管伴熱注氣采氣工藝管柱。如圖1所示，該同心管伴熱注氣采氣工藝管柱由油管柱1、油管柱2、套管柱3、聯(lián)接短節(jié)5、井下節(jié)流器主體6、井下節(jié)流器噴嘴7、井下節(jié)流器支撐體8和支撐體9組成，上述油管柱2置于套管柱3內(nèi)，油管柱2通過聯(lián)接短節(jié)5與支撐體9螺紋連接；上述油管柱I置于油管柱2內(nèi)，油管柱I與井下節(jié)流器支撐體8螺紋連接，井下節(jié)流器噴嘴7鑲嵌在井下節(jié)流器主體6下端內(nèi)側(cè)并螺紋連接，井下節(jié)流器主體6由井下節(jié)流器支撐體8支撐，井下節(jié)流器主體6和井下節(jié)流器支撐體8側(cè)壁設(shè)置高溫氣體排出孔4，油管柱I由油管柱2下端的支撐體9支撐；
[0021]第二步，安裝采氣井口。同心雙管分層注水井口上的套管法蘭短節(jié)與套管柱3螺紋連接，同心雙管分層注水井口上的大四通內(nèi)的外管油管掛下端與油管柱2螺紋連接，同心雙管分層注水井口上的內(nèi)管四通下端的內(nèi)管油管掛下端與油管柱I螺紋連接，并按采氣井口的試壓標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試壓；
[0022]第三步，安裝地面氣體加熱裝置。如圖2所示，地面氣體加熱裝置由需加熱天然氣盤管12、加熱外套13和加熱內(nèi)管16組成。需加熱天然氣盤管12設(shè)置為螺旋狀，需加熱天然氣盤管12安裝在加熱外套13內(nèi)，加熱外套13兩端與需加熱天然氣盤管12焊接固定，需加熱天燃?xì)馊肟?14與地面同心雙管分層注水井口上的內(nèi)管四通上的內(nèi)管閘閥螺紋連接，加熱后天燃?xì)獬隹?11與地面同心雙管分層注水井口上的外管四通閘閥螺紋連接，加熱內(nèi)管16位于加熱外套中心，加熱內(nèi)管16兩端與加熱外套13焊接固定，加熱內(nèi)管16的燃燒用氣入口 15 —端與地面同心雙管分層注水井口上的內(nèi)管四通上的內(nèi)管閘閥螺紋連接，加熱內(nèi)管16的另一端燃燒用氣出口 17與大氣連通，加熱后天然氣出口 11管線上安裝有溫度計(jì)；
[0023]第四步，先進(jìn)行2小時(shí)常規(guī)采氣工作，待采氣正常后啟動地面氣體加熱裝置，加熱后天燃?xì)獬隹?11的天燃?xì)鉁囟瓤刂圃?20度左右；
[0024]第五步，從地面氣體加熱裝置中加熱后天然氣出口 11流出的高溫天然氣通過地面同心雙管分層注水井口上的內(nèi)管四通注入油管柱I與油管柱2之間的環(huán)空，該高溫天然氣經(jīng)高溫氣體排出孔4返到油管柱I內(nèi)，高溫氣體排出孔4位于井下節(jié)流器噴嘴上端，地層產(chǎn)出的天然氣流經(jīng)井下節(jié)流器噴嘴后便產(chǎn)生負(fù)壓區(qū)，地面加熱后的高溫天然氣在高溫氣體排出孔4處的負(fù)壓驅(qū)動下無需外部壓力便很容易流入油管柱I內(nèi)，并與地層產(chǎn)出的天然氣混合經(jīng)油管柱I返至地面。高溫天然氣在油管柱I與油管柱2的環(huán)空向下流動的過程主要是對油管柱I內(nèi)的地層產(chǎn)出的天然氣進(jìn)行加熱和保溫，確保地層產(chǎn)出的天然氣在油管柱I內(nèi)向上流動時(shí)不會因溫降產(chǎn)生液滴進(jìn)而產(chǎn)生井底積液現(xiàn)象。
[0025]上述加熱后天然氣出口 11安裝有壓力計(jì)。
[0026]上述地面氣體加熱裝置能水平放置，或垂直放置。
[0027]上述需加熱天然氣盤管12為銅管。
[0028]本發(fā)明同心管伴熱天然氣開采方法是這樣實(shí)施的:
[0029]首先組裝并下入同心管伴熱注氣采氣工藝管柱；接著安裝采氣井口(用同心雙管分層注水井口代替)；然后安裝地面氣體加熱裝置。
[0030]首先，組裝并下入同心管伴熱注氣采氣工藝管柱時(shí)，首先下入油管柱2 (其中套管柱3是隨完井管柱提前下入的)，接著下入油管柱I，油管柱2置于套管柱3內(nèi)，油管柱2通過聯(lián)接短節(jié)5與支撐體9螺紋連接；上述油管柱I置于油管柱2內(nèi)，油管柱I與井下節(jié)流器支撐體8螺紋連接，井下節(jié)流器噴嘴7鑲嵌在井下節(jié)流器主體6下端內(nèi)側(cè)并螺紋連接，井下節(jié)流器主體6由井下節(jié)流器支撐體8支撐，井下節(jié)流器主體6和井下節(jié)流器支撐體8側(cè)壁設(shè)置高溫氣體排出孔4，油管柱I由油管柱2下端的支撐體9支撐；在下入油管柱2與油管柱I的過程中，盡可能控制相應(yīng)配套工具內(nèi)外徑與管柱內(nèi)外徑相同，以最大限度地減少氣體流動摩阻。
[0031]再安裝采氣井口。安裝時(shí)一定要用同心雙管分層注水井口代替采氣井口，因?yàn)樵摲N同心管伴熱天然氣開采方法較常規(guī)天然氣開采方法在井筒內(nèi)增加了天然氣伴熱通道，而同心雙管分層注水井口便可實(shí)現(xiàn)同心管伴熱功能。其中同心雙管分層注水井口上的套管法蘭短節(jié)與套管柱3可直接螺紋連接或通過變口接頭螺紋連接，同心雙管分層注水井口上的大四通內(nèi)的外管油管掛下端與油管柱2螺紋連接，同心雙管分層注水井口上的內(nèi)管四通下端的內(nèi)管油管掛下端與油管柱I螺紋連接；
[0032]在安裝地面氣體加熱裝置之前，先要按采氣井口的試壓標(biāo)準(zhǔn)對同心雙管分層注水井口進(jìn)行試壓，試壓合格后方能安裝地面氣體加熱裝置。地面氣體加熱裝置中需加熱天然氣盤管12安裝在加熱外套13內(nèi)，加熱外套13兩端與需加熱天然氣盤管12焊接固定，需加熱天燃?xì)馊肟?14與地面同心雙管分層注水井口上的內(nèi)管四通上的內(nèi)管閘閥螺紋連接，加熱后天燃?xì)獬隹?11與地面同心雙管分層注水井口上的外管四通閘閥螺紋連接，加熱內(nèi)管16位于加熱外套中心，加熱內(nèi)管16兩端與加熱外套13焊接固定，加熱內(nèi)管16的燃燒用氣入口 15 —端與地面同心雙管分層注水井口上的內(nèi)管四通上的內(nèi)管閘閥螺紋連接，力口熱內(nèi)管16的另一端燃燒用氣出口 17與大氣連通，地面氣體加熱裝置與地面同心雙管分層注水井口的連接可以根據(jù)現(xiàn)場流程情況選擇不同的連接方式，如果采氣井口的高度不受限制，地面氣體加熱裝置可以放置在采氣井口的上部，如果采氣井口的高度受限，那么地面氣體加熱裝置可以放置在采氣井口的側(cè)面(水平放置)，地面氣體加熱裝置中的加熱天然氣盤管12可以是銅管、鋁合金管或鐵管，但考慮到散熱效果和壽命盡可能選擇銅管。需加熱天然氣盤管12設(shè)置為螺旋狀，其螺距沒有特殊要求，只要保證需加熱天然氣盤管12螺旋彎曲時(shí)內(nèi)徑不變形即可。加熱外套13可以用大直徑套管制作，也可以用5毫米厚的鋼板卷制焊接而成。如果地面同心雙管分層注水井口上的外管四通上安裝有溫度計(jì)和壓力計(jì)，則加熱后天然氣出口 11管線上不必再安裝溫度計(jì)和壓力計(jì)。
[0033]當(dāng)完成同心管伴熱注氣采氣工藝管柱下入、安裝好采氣井口(用同心雙管分層注水井口代替)和安裝好地面氣體加熱裝置后，便可開始一定時(shí)間的常規(guī)采氣工作，常規(guī)采氣工作的時(shí)間可根據(jù)氣井產(chǎn)量的高低靈活調(diào)整，當(dāng)氣井產(chǎn)量較高時(shí)，常規(guī)采氣時(shí)間可短些，當(dāng)氣井產(chǎn)量較低時(shí)，常規(guī)采氣時(shí)間可長些，一般在1-5小時(shí)之間調(diào)整。待采氣正常后啟動地面氣體加熱裝置，加熱后天燃?xì)獬隹?11的天燃?xì)鉁囟瓤刂圃?10-120度范圍即可。
[0034]在完成上述步驟之后，從地面氣體加熱裝置中加熱后天然氣出口 11流出的高溫天然氣通過地面同心雙管分層注水井口上的內(nèi)管四通注入油管柱I與油管柱2之間的環(huán)空，該高溫天然氣經(jīng)高溫氣體排出孔4返到油管柱I內(nèi)，并與地層產(chǎn)出的天然氣混合經(jīng)油管柱I返至地面。高溫天然氣在油管柱I與油管柱2的環(huán)空向下流動的過程主要是對油管柱I內(nèi)的地層產(chǎn)出的天然氣進(jìn)行加熱和保溫，確保地層產(chǎn)出的天然氣在油管柱I內(nèi)向上流動時(shí)不會因溫降產(chǎn)生液滴進(jìn)而產(chǎn)生井底積液現(xiàn)象。
【權(quán)利要求】
1.一種同心管伴熱天然氣開采方法，其特征是該方法包括下述步驟: 第一步，組裝并下入同心管伴熱注氣采氣工藝管柱:該同心管伴熱注氣采氣工藝管柱由油管柱(I)、油管柱(2)、套管柱(3)、聯(lián)接短節(jié)(5)、井下節(jié)流器主體(6)、井下節(jié)流器噴嘴(7)、井下節(jié)流器支撐體(8)和支撐體(9)組成，所述油管柱(2)置于套管柱(3)內(nèi)，油管柱(2)通過聯(lián)接短節(jié)(5)與支撐體(9)螺紋連接；所述油管柱(I)置于油管柱(2)內(nèi)，油管柱(I)與井下節(jié)流器支撐體(8 )螺紋連接，井下節(jié)流器噴嘴(7 )鑲嵌在井下節(jié)流器主體(6 )下端內(nèi)側(cè)并螺紋連接，井下節(jié)流器主體(6)由井下節(jié)流器支撐體(8)支撐，井下節(jié)流器主體(6)和井下節(jié)流器支撐體(8)側(cè)壁設(shè)置高溫氣體排出孔(4)，油管柱(I)由油管柱(2)下端的支撐體(9)支撐； 第二步，安裝采氣井口:同心雙管分層注水井口上的套管法蘭短節(jié)與套管柱(3)螺紋連接，同心雙管分層注水井口上的大四通內(nèi)的外管油管掛下端與油管柱(2)螺紋連接，同心雙管分層注水井口上的內(nèi)管四通下端的內(nèi)管油管掛下端與油管柱(I)螺紋連接，并按采氣井口的試壓標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試壓； 第三步，安裝地 面氣體加熱裝置:該地面氣體加熱裝置由需加熱天然氣盤管(12)、加熱外套(13)和加熱內(nèi)管(16)組成，需加熱天然氣盤管(12)設(shè)置為螺旋狀，需加熱天然氣盤管(12)安裝在加熱外套(13)內(nèi)，加熱外套(13)兩端與需加熱天然氣盤管(12)焊接固定，需加熱天燃?xì)馊肟?14)與地面同心雙管分層注水井口上的內(nèi)管四通上的內(nèi)管閘閥螺紋連接，加熱后天燃?xì)獬隹?11)與地面同心雙管分層注水井口上的外管四通閘閥螺紋連接，加熱內(nèi)管(16)位于加熱外套中心，加熱內(nèi)管(16)兩端與加熱外套(13)焊接固定，加熱內(nèi)管(16)的燃燒用氣入口(15)—端與地面同心雙管分層注水井口上的內(nèi)管四通上的內(nèi)管閘閥螺紋連接，加熱內(nèi)管(16 )的另一端燃燒用氣出口( 17 )與大氣連通，加熱后天然氣出口( 11)管線上安裝有溫度計(jì)； 第四步，先進(jìn)行2小時(shí)常規(guī)采氣工作，待采氣正常后啟動地面氣體加熱裝置，加熱后天燃?xì)獬隹?11)的天燃?xì)鉁囟瓤刂圃?20度左右； 第五步，從地面氣體加熱裝置中加熱后天然氣出口(11)流出的高溫天然氣通過地面同心雙管分層注水井口上的內(nèi)管四通注入油管柱(I)與油管柱(2)之間的環(huán)空，該高溫天然氣經(jīng)高溫氣體排出孔(4)返到油管柱(I)內(nèi)，高溫氣體排出孔(4)位于井下節(jié)流器噴嘴上端，地層產(chǎn)出的天然氣流經(jīng)井下節(jié)流器噴嘴后便產(chǎn)生負(fù)壓區(qū)，地面加熱后的高溫天然氣在高溫氣體排出孔(4)處的負(fù)壓驅(qū)動下無需外部壓力便很容易流入油管柱(I)內(nèi)，并與地層產(chǎn)出的天然氣混合經(jīng)油管柱(I)返至地面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同心管伴熱天然氣開采方法，其特征是:所述加熱后天然氣出口(11)安裝有壓力計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同心管伴熱天然氣開采方法，其特征是:所述地面氣體加熱裝置能水平放置，或垂直放置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同心管伴熱天然氣開采方法，其特征是:所述需加熱天然氣盤管(12)為銅管。
5.一種用于實(shí)現(xiàn)同心管伴熱天然氣開采方法的同心管伴熱注氣采氣工藝管柱，由油管柱(I)、油管柱(2)、套管柱(3)、聯(lián)接短節(jié)(5)、井下節(jié)流器主體(6)、井下節(jié)流器噴嘴(7)、井下節(jié)流器支撐體(8)和支撐體(9)組成，其特征是:所述油管柱(2)置于套管柱(3)內(nèi)，油管柱(2)通過聯(lián)接短節(jié)(5)與支撐體(9)螺紋連接；所述油管柱(I)置于油管柱(2)內(nèi)，油管柱(I)與井下節(jié)流器支撐體(8 )螺紋連接，井下節(jié)流器噴嘴(7 )鑲嵌在井下節(jié)流器主體(6 )下端內(nèi)側(cè)并螺紋連接，井下節(jié)流器主體(6)由井下節(jié)流器支撐體(8)支撐，井下節(jié)流器主體(6)和 井下節(jié)流器支撐體(8)側(cè)壁設(shè)置高溫氣體排出孔(4)，油管柱(I)由油管柱(2)下端的支撐體(9)支撐。
【文檔編號】E21B43/24GK103967464SQ201310035986
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月30日
【發(fā)明者】李洪山, 單桂棟, 王樹強(qiáng), 張妍, 李立濤, 楊繼軍, 宋志勇, 康玫, 郭秀庭 申請人:中國石油天然氣股份有限公司