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氮气排液技术简介 渤海钻探井下技术服务公司 试油工程作业部 刘松 前 言 该技术施工安全，工艺简单、排液速度快，可控制排液深度。由于氮气属于隋性气体，来源广泛，在常温下很难与其它物质发生化学反应，不会因天然气混合，发生爆炸，具有施工安全、工艺简单、排液速度快、可控制排液深度等特点。所以在井下作业排液施工中常用注氮气排液技术，特别适用于含天然气井的排液。 目 录 氮气排液工艺技术特点 氮气排液技术分类介绍 结论与建议 工艺技术特点 氮气排液工艺技术特点在于： 一、施工安全。从氮气的物理性质上看，它不燃烧。因此，在施工中与天然气以任何比例混合后，也不会发生爆炸，施工人员没有任何危险。 二、工艺简单。与压风机气举工艺大体相同，在储液罐中以液态的氮存在，泵吸人和排出的都是液态氮，通过加热器后，液体变为气体而排入高压管线。使用气体驱替压井液(修井液、射孔液)。 三、排液快。排液1400 m。，施工时问都在1 h以内，排液2500～3000 m。，施工时问在90 min左右。 四、可排任意深度。根据不同井况，可设计任意的排液深度，都能一次成功。但液氮在存放过程中有自然挥发损失，且施工价格比较贵。 氮气排液技术分类介绍 一、注氮气排液工艺技术 二、液氮混气水排液工艺 三、自生氮气排液技术 注氮气排液工艺技术 1．工艺原理 2．液氮气举排液工艺 3．施工步骤 注氮气排液工艺技术 1．工艺原理 气举排液理论是以井口高压注入气体，利用气 体的体积、气体的膨胀能及快速逸散等特性，在较短 的时间内达到排空井筒液体的目的。注人气有氮 气、空气或天然气等，由于氮气属于惰性气体，且来 源广泛、安全，所以多用注氮气排液。氮气在压力为 0.1 MPa下、温度降到一195.8℃时转变为液态。便 于运输和储存，所以通常采用液态氮，其工艺、设备 均以液氮设计。 注氮气排液工艺技术 注氮气排液工艺原理是在环空或油管中注入氮气，以氮气的体积及其减压后的膨胀体积占据井筒中的空间排替井内液体，达到用最短的排液时间排液目的。对于完井中油套不连通情况，可在管柱内下人小直径油管或连续油管，利用连续油管作为小直径管柱内的循环通道，进行注气排液。其工艺特点是井口易于控制且管理调节比较方便，多用于诱喷油流、压裂酸化井、注水井的排液、含水气井排水排液作业。 注氮气排液工艺技术 2．液氮气举排液工艺 在环空或油管中注入氮气，强行占据井筒中的一部分空间，将井筒内流体通过循环通道排出，排空井内流体或使井内流体液面降低，以达到减少回压使储集层产出(即诱流)之目的。 为保证施工安全，液氮气举排液工艺施工前要进行设计计算，确定最大排液深度，以控制压力和排量。最大排液掏空深度按下式计算，即 H空= 1OOP外/ρ钻(1) 式中： H空——最大排液掏空深度，m； P外——油层套管允许最大抗外挤压力，MPa； ρ钻——钻井时套管外泥浆密度，g／cm3 ； r— — 套管目前安全系数(r≤1)。 注氮气排液工艺技术 3．施工步骤 ①安装井口采油气树。 ②安装气举管线(进出口)，进口管线水试压，试压值高于设计施工压力3～ 5 MPa。出口管线固定。 ③小排量注入，观察出口是否正常。 ④调整排量和氮气温度，排量一般根据具体情况而有所区别，氮气温度为20～30℃。 ⑤当压力或排出液量中有一个参数达到设计要求后停泵。 ⑥ 停泵后要用油嘴控制立即放压。 ⑦如果采用举空井筒工艺，则在出口装油嘴控制放压。 液氮混气水排液工艺 注氮混气水排液工艺：是在液氮气举基础上，混入部分清水，形成汽化水，以增大注入体积，排出更多的井液，同时也降低了井口注入压力。 1．设计计算 2．作业程序 液氮混气水排液工艺 1．设计计算 (1)计算环空最大排液深度 H1=H(S外+S内)／S外 (2) 式中：H— — 设计排液深度，m； H1 — — 设计环空排液深度，m； S内——井筒内最内层管内容积，L／m； S外——井排液时环空内容积，L／m。 液氮混气水排液工艺 (2)计算开始气举时液氮用量 V1= P ×100×S外／1000= PS外／10 (3) 目前井筒平均温度为 t=(tl+t2)／2 (4) 查β因子表，查出与P和t对应 因子数值，则 V2= V1／696．5 (5)