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同心管伴热天然气开采方法及专用管柱

阅读：1028发布：2020-09-08

IPRDB可以提供同心管伴热天然气开采方法及专用管柱专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种同心管伴热天然气开采方法及其专用管柱。该方法包括：组装并下入同心管伴热注气采气工艺管柱，该管柱由油管柱（1）、油管柱（2）、套管柱（3）、联接短节（5）、井下节流器主体（6）和井下节流器喷嘴（7）等组成；安装采气井口；安装地面气体加热装置；加热天燃气并注入油管柱（1）与油管柱（2）之间的环空，经高温气体排出孔（4）返到油管柱（1）内，地层产出的天然气流经井下节流器喷嘴后便产生负压区，地面加热后的高温天然气在高温气体排出孔（4）处的负压驱动下无需外部压力便很容易流入油管柱（1）内，并与地层产出的天然气混合经油管柱（1）返至地面。本发明主要用于解决气井生产中井底积液的问题。，下面是同心管伴热天然气开采方法及专用管柱专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种同心管伴热天然气开采方法，其特征是该方法包括下述步骤：

第一步，组装并下入同心管伴热注气采气工艺管柱：该同心管伴热注气采气工艺管柱由第一油管柱(1)、第二油管柱(2)、套管柱(3)、联接短节(5)、井下节流器主体(6)、井下节流器喷嘴(7)、井下节流器第一支撑体(8)和第二支撑体(9)组成，所述第二油管柱(2)置于套管柱(3)内，第二油管柱(2)通过联接短节(5)与第二支撑体(9)螺纹连接；所述第一油管柱(1)置于第二油管柱(2)内，第一油管柱(1)与井下节流器第一支撑体(8)螺纹连接，井下节流器喷嘴(7)镶嵌在井下节流器主体(6)下端内侧并螺纹连接，井下节流器主体(6)由井下节流器第一支撑体(8)支撑，井下节流器主体(6)和井下节流器第一支撑体(8)侧壁设置高温气体排出孔(4)，第一油管柱(1)由第二油管柱(2)下端的第二支撑体(9)支撑；

第二步，安装采气井口：同心双管分层注水井口上的套管法兰短节与套管柱(3)螺纹连接，同心双管分层注水井口上的大四通内的外管油管挂下端与第二油管柱(2)螺纹连接，同心双管分层注水井口上的内管四通下端的内管油管挂下端与第一油管柱(1)螺纹连接，并按采气井口的试压标准进行试压；

第三步，安装地面气体加热装置：该地面气体加热装置由需加热天然气盘管(12)、加热外套(13)和加热内管(16)组成，需加热天然气盘管(12)设置为螺旋状，需加热天然气盘管(12)安装在加热外套(13)内，加热外套(13)两端与需加热天然气盘管(12)焊接固定，需加热天然气入口(14)与地面同心双管分层注水井口上的内管四通上的内管闸阀螺纹连接，加热后天然气出口(11)与地面同心双管分层注水井口上的外管四通闸阀螺纹连接，加热内管(16)位于加热外套中心，加热内管(16)两端与加热外套(13)焊接固定，加热内管(16)的燃烧用气入口(15)一端与地面同心双管分层注水井口上的内管四通上的内管闸阀螺纹连接，加热内管(16)的另一端燃烧用气出口(17)与大气连通，加热后天然气出口(11)管线上安装有温度计；

第四步，先进行2小时常规采气工作，待采气正常后启动地面气体加热装置，加热后天然气出口(11)的天然气温度控制在120度左右；

第五步，从地面气体加热装置中加热后天然气出口(11)流出的高温天然气通过地面同心双管分层注水井口上的内管四通注入第一油管柱(1)与第二油管柱(2)之间的环空，该高温天然气经高温气体排出孔(4)返到第一油管柱(1)内，高温气体排出孔(4)位于井下节流器喷嘴上端，地层产出的天然气流经井下节流器喷嘴后便产生负压区，地面加热后的高温天然气在高温气体排出孔(4)处的负压驱动下无需外部压力便很容易流入第一油管柱(1)内，并与地层产出的天然气混合经第一油管柱(1)返至地面。

2.根据权利要求1所述的同心管伴热天然气开采方法，其特征是：所述加热后天然气出口(11)安装有压力计。

3.根据权利要求1所述的同心管伴热天然气开采方法，其特征是：所述地面气体加热装置能水平放置，或垂直放置。

4.根据权利要求1所述的同心管伴热天然气开采方法，其特征是：所述需加热天然气盘管(12)为铜管。

说明书全文

同心管伴热天然气开采方法及专用管柱

技术领域

[0001] 本发明涉及一种同心管伴热天然气开采方法及一种专用管柱。

背景技术

[0002] 在气井开发的各种工艺中，气井开发效果的好与坏，直接影响到生产单位开发的效益，也直接关系到稳产周期的长短，采出率的高低。特别是随着气田进入中后开发期后，地层压力下降、产量降低、井底积液等矛盾突显，这时气井开发的工艺技术，对气田开发的效益一直起着决定性的作用。

[0003] 目前，气田开发的工艺技术普遍采用井下安装节流器的自喷管柱结构。这种技术的缺点是（：1）井底一旦积液，需要从油套环空从地面注入氮气或低密度泡沫将井底积液排出。这种方法不但成本投入多还减少了采气时间与产量。（2）需要多次钢丝作业进行投捞节流器，易出现卡、掉事故，需要增加投捞作业费用。

发明内容

[0004] 针对上述现有技术存在的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种同心管伴热天然气开采方法，解决气田生产中井底一旦积液，需要频繁地从油套环空注入氮气或低密度泡沫将井底积液排出的问题，免去投捞井下节流器作业工序。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明同心管伴热天然气开采方法，包括下述步骤：

[0006] 第一步，组装并下入同心管伴热注气采气工艺管柱：该同心管伴热注气采气工艺管柱由油管柱1、油管柱2、套管柱3、联接短节5、井下节流器主体6、井下节流器喷嘴7、井下节流器支撑体8和支撑体9组成，上述油管柱2置于套管柱3内，油管柱2通过联接短节5与支撑体9螺纹连接；上述油管柱1置于油管柱2内，油管柱1与井下节流器支撑体8螺纹连接，井下节流器喷嘴7镶嵌在井下节流器主体6下端内侧并螺纹连接，井下节流器主体6由井下节流器支撑体8支撑，井下节流器主体6和井下节流器支撑体8侧壁设置高温气体排出孔4，油管柱1由油管柱2下端的支撑体9支撑；

[0007] 第二步，安装采气井口：同心双管分层注水井口上的套管法兰短节与套管柱3螺纹连接，同心双管分层注水井口上的大四通内的外管油管挂下端与油管柱2螺纹连接，同心双管分层注水井口上的内管四通下端的内管油管挂下端与油管柱1螺纹连接，并按采气井口的试压标准进行试压；

[0008] 第三步，安装地面气体加热装置：该地面气体加热装置由需加热天然气盘管12、加热外套13和加热内管16组成，需加热天然气盘管12设置为螺旋状，需加热天然气盘管12安装在加热外套13内，加热外套13两端与需加热天然气盘管12焊接固定，需加热天燃气入口14与地面同心双管分层注水井口上的内管四通上的内管闸阀螺纹连接，加热后天燃气出口
11与地面同心双管分层注水井口上的外管四通闸阀螺纹连接，加热内管16位于加热外套中心，加热内管16两端与加热外套13焊接固定，加热内管16的燃烧用气入口15一端与地面同心双管分层注水井口上的内管四通上的内管闸阀螺纹连接，加热内管16的另一端燃烧用气出口17与大气连通，加热后天然气出口11管线上安装有温度计；

[0009] 第四步，先进行2小时常规采气工作，待采气正常后启动地面气体加热装置，加热后天燃气出口11的天燃气温度控制在120度左右；

[0010] 第五步，从地面气体加热装置中加热后天然气出口11流出的高温天然气通过地面同心双管分层注水井口上的内管四通注入油管柱1与油管柱2之间的环空，该高温天然气经高温气体排出孔4返到油管柱1内，高温气体排出孔4位于井下节流器喷嘴上端，地层产出的天然气流经井下节流器喷嘴后便产生负压区，地面加热后的高温天然气在高温气体排出孔4处的负压驱动下无需外部压力便很容易流入油管柱1内，并与地层产出的天然气混合经油管柱1返至地面。

[0011] 上述加热后天然气出口11安装有压力计。

[0012] 上述地面气体加热装置能水平放置，或垂直放置。

[0013] 上述需加热天然气盘管12为铜管。

[0014] 同心管伴热注气采气工艺管柱由油管柱1、油管柱2、套管柱3、联接短节5、井下节流器主体6、井下节流器喷嘴7、井下节流器支撑体8、支撑体9组成，上述油管柱2置于套管柱3内，油管柱2通过联接短节5与支撑体9螺纹连接；上述油管柱1置于油管柱2内，油管柱1与井下节流器支撑体8螺纹连接，井下节流器喷嘴7镶嵌在井下节流器主体6下端内侧并螺纹连接，井下节流器主体6由井下节流器支撑体8支撑，井下节流器主体6和井下节流器支撑体
8侧壁设置高温气体排出孔4，油管柱1由油管柱2下端的支撑体9支撑。

[0015] 本发明同心管伴热天然气开采方法，与现有的常规井下节流器开采天然气方法相比，增加了天然气伴热流程（仅一次性投入），免去了频繁地排除井底积液的问题；减少了修井作业强度，提高了气井生产时率，有效地保护了气层，降低了采气成本。

附图说明

[0016] 图1为同心管伴热注气采气工艺管柱示意图；

[0017] 图2为地面气体加热装置示意图。

具体实施方式

[0018] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

[0019] 本发明同心管伴热天然气开采方法的工艺步骤如下：

[0020] 第一步，组装并下入同心管伴热注气采气工艺管柱。如图1所示，该同心管伴热注气采气工艺管柱由油管柱1、油管柱2、套管柱3、联接短节5、井下节流器主体6、井下节流器喷嘴7、井下节流器支撑体8和支撑体9组成，上述油管柱2置于套管柱3内，油管柱2通过联接短节5与支撑体9螺纹连接；上述油管柱1置于油管柱2内，油管柱1与井下节流器支撑体8螺纹连接，井下节流器喷嘴7镶嵌在井下节流器主体6下端内侧并螺纹连接，井下节流器主体6由井下节流器支撑体8支撑，井下节流器主体6和井下节流器支撑体8侧壁设置高温气体排出孔4，油管柱1由油管柱2下端的支撑体9支撑；

[0021] 第二步，安装采气井口。同心双管分层注水井口上的套管法兰短节与套管柱3螺纹连接，同心双管分层注水井口上的大四通内的外管油管挂下端与油管柱2螺纹连接，同心双管分层注水井口上的内管四通下端的内管油管挂下端与油管柱1螺纹连接，并按采气井口的试压标准进行试压；

[0022] 第三步，安装地面气体加热装置。如图2所示，地面气体加热装置由需加热天然气盘管12、加热外套13和加热内管16组成。需加热天然气盘管12设置为螺旋状，需加热天然气盘管12安装在加热外套13内，加热外套13两端与需加热天然气盘管12焊接固定，需加热天燃气入口14与地面同心双管分层注水井口上的内管四通上的内管闸阀螺纹连接，加热后天燃气出口11与地面同心双管分层注水井口上的外管四通闸阀螺纹连接，加热内管16位于加热外套中心，加热内管16两端与加热外套13焊接固定，加热内管16的燃烧用气入口15一端与地面同心双管分层注水井口上的内管四通上的内管闸阀螺纹连接，加热内管16的另一端燃烧用气出口17与大气连通，加热后天然气出口11管线上安装有温度计；

[0023] 第四步，先进行2小时常规采气工作，待采气正常后启动地面气体加热装置，加热后天燃气出口11的天燃气温度控制在120度左右；

[0024] 第五步，从地面气体加热装置中加热后天然气出口11流出的高温天然气通过地面同心双管分层注水井口上的内管四通注入油管柱1与油管柱2之间的环空，该高温天然气经高温气体排出孔4返到油管柱1内，高温气体排出孔4位于井下节流器喷嘴上端，地层产出的天然气流经井下节流器喷嘴后便产生负压区，地面加热后的高温天然气在高温气体排出孔4处的负压驱动下无需外部压力便很容易流入油管柱1内，并与地层产出的天然气混合经油管柱1返至地面。高温天然气在油管柱1与油管柱2的环空向下流动的过程主要是对油管柱1内的地层产出的天然气进行加热和保温，确保地层产出的天然气在油管柱1内向上流动时不会因温降产生液滴进而产生井底积液现象。

[0025] 上述加热后天然气出口11安装有压力计。

[0026] 上述地面气体加热装置能水平放置，或垂直放置。

[0027] 上述需加热天然气盘管12为铜管。

[0028] 本发明同心管伴热天然气开采方法是这样实施的：

[0029] 首先组装并下入同心管伴热注气采气工艺管柱；接着安装采气井口（用同心双管分层注水井口代替）；然后安装地面气体加热装置。

[0030] 首先，组装并下入同心管伴热注气采气工艺管柱时，首先下入油管柱2（其中套管柱3是随完井管柱提前下入的），接着下入油管柱1，油管柱2置于套管柱3内，油管柱2通过联接短节5与支撑体9螺纹连接；上述油管柱1置于油管柱2内，油管柱1与井下节流器支撑体8螺纹连接，井下节流器喷嘴7镶嵌在井下节流器主体6下端内侧并螺纹连接，井下节流器主体6由井下节流器支撑体8支撑，井下节流器主体6和井下节流器支撑体8侧壁设置高温气体排出孔4，油管柱1由油管柱2下端的支撑体9支撑；在下入油管柱2与油管柱1的过程中，尽可能控制相应配套工具内外径与管柱内外径相同，以最大限度地减少气体流动摩阻。

[0031] 再安装采气井口。安装时一定要用同心双管分层注水井口代替采气井口，因为该种同心管伴热天然气开采方法较常规天然气开采方法在井筒内增加了天然气伴热通道，而同心双管分层注水井口便可实现同心管伴热功能。其中同心双管分层注水井口上的套管法兰短节与套管柱3可直接螺纹连接或通过变口接头螺纹连接，同心双管分层注水井口上的大四通内的外管油管挂下端与油管柱2螺纹连接，同心双管分层注水井口上的内管四通下端的内管油管挂下端与油管柱1螺纹连接；

[0032] 在安装地面气体加热装置之前，先要按采气井口的试压标准对同心双管分层注水井口进行试压，试压合格后方能安装地面气体加热装置。地面气体加热装置中需加热天然气盘管12安装在加热外套13内，加热外套13两端与需加热天然气盘管12焊接固定，需加热天燃气入口14与地面同心双管分层注水井口上的内管四通上的内管闸阀螺纹连接，加热后天燃气出口11与地面同心双管分层注水井口上的外管四通闸阀螺纹连接，加热内管16位于加热外套中心，加热内管16两端与加热外套13焊接固定，加热内管16的燃烧用气入口15一端与地面同心双管分层注水井口上的内管四通上的内管闸阀螺纹连接，加热内管16的另一端燃烧用气出口17与大气连通，地面气体加热装置与地面同心双管分层注水井口的连接可以根据现场流程情况选择不同的连接方式，如果采气井口的高度不受限制，地面气体加热装置可以放置在采气井口的上部，如果采气井口的高度受限，那么地面气体加热装置可以放置在采气井口的侧面（水平放置），地面气体加热装置中的加热天然气盘管12可以是铜管、铝合金管或铁管，但考虑到散热效果和寿命尽可能选择铜管。需加热天然气盘管12设置为螺旋状，其螺距没有特殊要求，只要保证需加热天然气盘管12螺旋弯曲时内径不变形即可。加热外套13可以用大直径套管制作，也可以用5毫米厚的钢板卷制焊接而成。如果地面同心双管分层注水井口上的外管四通上安装有温度计和压力计，则加热后天然气出口11管线上不必再安装温度计和压力计。

[0033] 当完成同心管伴热注气采气工艺管柱下入、安装好采气井口（用同心双管分层注水井口代替）和安装好地面气体加热装置后，便可开始一定时间的常规采气工作，常规采气工作的时间可根据气井产量的高低灵活调整，当气井产量较高时，常规采气时间可短些，当气井产量较低时，常规采气时间可长些，一般在1-5小时之间调整。待采气正常后启动地面气体加热装置，加热后天燃气出口11的天燃气温度控制在110-120度范围即可。

[0034] 在完成上述步骤之后，从地面气体加热装置中加热后天然气出口11流出的高温天然气通过地面同心双管分层注水井口上的内管四通注入油管柱1与油管柱2之间的环空，该高温天然气经高温气体排出孔4返到油管柱1内，并与地层产出的天然气混合经油管柱1返至地面。高温天然气在油管柱1与油管柱2的环空向下流动的过程主要是对油管柱1内的地层产出的天然气进行加热和保温，确保地层产出的天然气在油管柱1内向上流动时不会因温降产生液滴进而产生井底积液现象。

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