对煤层气井近井污染地带进行清洗的作业装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种对煤层气井近井污染地带进行清洗的作业装置，包括配液罐、泵车、泡沫发生器、制氮车组、防喷器、流体通道转换装置、旋塞阀、洗井返排管、返排液存储罐、洗井作业管柱；泵车通过管线与配液罐、泡沫发生器相连；泡沫发生器第一端口通过管线与泵车相连，第二端口通过管线与制氮车组相连，第三端口通过管线与注入闸阀相连；井口装置第一端口位于井口装置底部，第二端口位于井口装置顶部与防喷器相连用于控制井底流体排出；井口装置底部第一端口与煤层气井井筒和洗井作业管柱间环空相连，洗井作业过程中氮气泡沫洗井液通过煤层气井筒与洗井作业管柱间的环空注入。本作业装置清洗效率高、洗井液地层滤失少、用水量小、洗井液携灰能力强。

The working device and method of cleaning the pollution zone near the coal seam gas well

【技术实现步骤摘要】
对煤层气井近井污染地带进行清洗的作业装置与方法
本专利技术属于油气资源开发领域，具体地，涉及一种对煤层气井近井污染地带进行清洗的作业装置与方法。
技术介绍
煤层气井在进行压裂作业后会对近井地带的地层造成不同程度的污染，同时煤层气井在排水生产过程中也会将煤层中的粉煤灰携带至近井地带堵塞水和煤层气向井筒运移的通道，进而降低了煤层气井产能，亟需对煤层气井近井地带的污染物进行清洗，以提高煤层气井的产能。目前对煤层气井近井地带清洗的方法主要包括：CO2清洗法、氮气清洗法、水力冲击波清洗法和水力震荡清洗法。这些方法在对煤层气井近井地带清洗过程中主要存在以下技术缺点。(1)CO2清洗法。该方法通过向煤层气井低注入大量CO2建立循环，利用负压将近井地带地层中的污染物吸出，然后携带出井筒。由于该技术在现场实施过程中需要对CO2进行地面气化，成本较高。同时，由于气体密度较低，携岩能力差，效率低。另外，由于CO2与地层水接触后形成的碳酸对作业管柱具有较强的腐蚀性。(2)氮气清洗法。该方法与CO2清洗法相比优势在于不会腐蚀作业管柱，但不能克服CO2清洗法中存在的其他缺点。(3)水力冲击波和水力震荡清洗方法。这两种方法通过向井筒中注入清水，形成水力冲击波和水力震荡将近井地带地层中的污染物清洗出来，然后再将利用井筒内清水循环将这些污染物携带至地面。该方法的主要缺点包括：洗井液漏失严重，冲洗作用范围有限，能量利用效率低，对储层伤害较大。基于上述技术背景亟需专利技术一种对煤层气井近井污染地带进行清洗的作业装置与方法，克服CO2、氮气、水力冲击波和水力震荡清洗方法存在携岩能力差、漏失量大、用液量大、腐蚀管柱、效率低和对储层伤害大的缺点，提高对煤层气井近井地带污染物清洗效率、不造成二次污染。
技术实现思路
针对目前采用CO2、氮气、水力冲击波和水力震荡清洗方法清洗煤层气井近井地带中污染物时存在的地层漏失严重、用水量大、经济性差、效率低(携灰能力差)、工期长、造成储层污染严重和捞灰不彻底的缺点，本专利技术提供了一种利用氮气泡沫洗井液对煤层气井近井污染地带进行清洗的作业装置与方法，克服了采用CO2、氮气、水力冲击波和水力震荡清洗方法中存在的上述缺点，提高了清洗效率、避免清洗作业对储层造成的二次污染。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：对煤层气井近井污染地带进行清洗的作业装置，包括：配液罐、泵车、泡沫发生器、制氮车组、指挥车、防喷器、流体通道转换装置、旋塞阀、洗井返排管、返排液存储罐、洗井作业管柱；其中：泵车分别通过管线与配液罐、泡沫发生器相连；泡沫发生器是三通结构，第一端口通过管线与泵车相连，第二端口通过管线与制氮车组相连，第三端口通过管线与注入闸阀相连；制氮车组通过管线与泡沫发生器第二端口相连，指挥车分别通过电缆与泵车和制氮车组相连，泡沫发生器第三端口与注入闸阀相连，井口装置为四通结构，第一端口位于井口装置底部，用于控制向井底输送氮气泡沫洗井液；第二端口位于井口装置顶部，与防喷器相连用于控制井底流体排出；第三端口位于井口装置右侧，用于接收注入闸阀输送来的氮气泡沫洗井液；第四端口位于井口装置左侧，用于氮气泡沫洗井液放喷；井口装置底部第一端口与煤层气井井筒和洗井作业管柱间环空相连，洗井作业管柱经过煤层气井井筒深入到煤层气气藏中，洗井作业过程中氮气泡沫洗井液通过煤层气井筒与洗井作业管柱间的环空注入。利用氮气泡沫洗井液对煤层气井近井污染地带进行清洗的方法，采用上述利用氮气泡沫洗井液对煤层气井近井污染地带进行清洗的装置，包括以下步骤：S1、施工准备S2、下洗井作业管柱至冲灰面顶部S3、洗井液配液准备S4、地面设备准备及流程连接S5、地面流程试压S6、建立洗井液循环S7、下洗井作业管柱连续冲洗至设计深度S8、清水脱气及起出作业管柱。相对于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：清洗效率高、洗井液地层滤失少、用水量小、洗井液携灰能力强、可以将工期缩短50％以上；本专利技术利用负压可以将井筒周围的污染物(例如，粉煤灰)携带进入井筒，增加井筒周围地层的渗透性，对储层伤害小、解堵能力强；经济效益高，与传统清洗方法相比投入和产出比可以提高50％以上。附图说明图1是利用氮气泡沫对煤层气井近井污染地带进行清洗的作业装置示意图；图中：1、配液罐；2、泵车；3、泡沫发生器；4、制氮车组；5、指挥车；6、管线；7、电缆；8、注入闸阀；9、井口装置；10、放喷闸阀及减喷器；11、防喷器；12、流体通道转换装置；13、旋塞阀；14、洗井返排管；15、返排液存储罐；16、放喷返排管；17、洗井作业管柱；18、煤层气井井筒；19、氮气泡沫洗井液；20、射孔；21、近井污染地带；22、煤层气藏。具体实施方式如图1所示，对煤层气井近井污染地带进行清洗的作业装置，包括：配液罐1、泵车2、泡沫发生器3、制氮车组4、指挥车5、防喷器11、流体通道转换装置12、旋塞阀13、洗井返排管14、返排液存储罐15、洗井作业管柱17；泵车2分别通过管线6与配液罐1、泡沫发生器3相连，通过泵车2将配液罐1中的洗井液泵入泡沫发生器3；泡沫发生器3是三通结构，第一端口通过管线6与泵车2相连，第二端口通过管线与制氮车组4相连，第三端口通过管线与注入闸阀8相连；制氮车组4通过管线6与泡沫发生器第二端口相连，用于向泡沫发生器中注入氮气；指挥车5分别通过电缆7与泵车2和制氮车组4相连，用于控制氮气泡沫洗井施工作业参数；泡沫发生器3第三端口与注入闸阀8相连，注入闸阀8用于控制氮气泡沫洗井液注入煤层气井井筒；井口装置9为四通结构，第一端口位于井口装置底部，用于控制向井底输送氮气泡沫洗井液；第二端口位于井口装置顶部，与防喷器相连用于控制井底流体排出；第三端口位于井口装置右侧，用于接收注入闸阀输送来的氮气泡沫洗井液；第四端口位于井口装置左侧，用于氮气泡沫洗井液放喷；井口装置9底部第一端口与煤层气井井筒18和洗井作业管柱17间环空相连，洗井作业管柱17经过煤层气井井筒18深入到煤层气气藏22中，洗井作业过程中氮气泡沫洗井液19通过煤层气井筒与洗井作业管柱间的环空注入。井口装置9顶部第二端口安装有防喷器11，用于控制洗井作业过程中可能发生的井喷；防喷器顶部安装有流体通道转换装置12，用于切换氮气泡沫洗井液的流动通道；流体通道转换装置12顶部安装有旋塞阀13，用于控制洗井作业管柱接单根时氮气泡沫洗井液的流动；旋塞阀13顶部安装有洗井返排管14，用于将洗井作业过程中煤层气藏中返排出来的液体输送到返出液存储罐15中。井口装置9右侧第三端口与注入闸阀8相连，用于接收氮气泡沫发生器产生的氮气泡沫洗井液；井口装置9左侧安装有放喷闸阀及减喷器10，用于控制氮气泡沫洗井液放喷速度；放喷闸阀及减喷器10通过放喷返排管16与返出液存储罐15相连，收集放喷液；煤层气井井筒18为竖直井，底部位于煤层气藏22中，煤层气井井筒18位于煤层气藏部位上分布有射孔20，射孔2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对煤层气井近井污染地带进行清洗的作业装置，包括：配液罐、泵车、泡沫发生器、制氮车组、指挥车、防喷器、流体通道转换装置、旋塞阀、洗井返排管、返排液存储罐、洗井作业管柱；其特征在于：泵车分别通过管线与配液罐、泡沫发生器相连；泡沫发生器是三通结构，第一端口通过管线与泵车相连，第二端口通过管线与制氮车组相连，第三端口通过管线与注入闸阀相连；制氮车组通过管线与泡沫发生器第二端口相连，指挥车分别通过电缆与泵车和制氮车组相连，泡沫发生器第三端口与注入闸阀相连；井口装置为四通结构，第一端口位于井口装置底部，用于控制向井底输送氮气泡沫洗井液；第二端口位于井口装置顶部，与防喷器相连用于控制井底流体排出；第三端口位于井口装置右侧，用于接收注入闸阀输送来的氮气泡沫洗井液；第四端口位于井口装置左侧，用于氮气泡沫洗井液放喷；井口装置底部第一端口与煤层气井井筒和洗井作业管柱间环空相连，洗井作业管柱经过煤层气井井筒深入到煤层气气藏中，洗井作业过程中氮气泡沫洗井液通过煤层气井筒与洗井作业管柱间的环空注入。/n

【技术特征摘要】
1.一种对煤层气井近井污染地带进行清洗的作业装置，包括：配液罐、泵车、泡沫发生器、制氮车组、指挥车、防喷器、流体通道转换装置、旋塞阀、洗井返排管、返排液存储罐、洗井作业管柱；其特征在于：泵车分别通过管线与配液罐、泡沫发生器相连；泡沫发生器是三通结构，第一端口通过管线与泵车相连，第二端口通过管线与制氮车组相连，第三端口通过管线与注入闸阀相连；制氮车组通过管线与泡沫发生器第二端口相连，指挥车分别通过电缆与泵车和制氮车组相连，泡沫发生器第三端口与注入闸阀相连；井口装置为四通结构，第一端口位于井口装置底部，用于控制向井底输送氮气泡沫洗井液；第二端口位于井口装置顶部，与防喷器相连用于控制井底流体排出；第三端口位于井口装置右侧，用于接收注入闸阀输送来的氮气泡沫洗井液；第四端口位于井口装置左侧，用于氮气泡沫洗井液放喷；井口装置底部第一端口与煤层气井井筒和洗井作业管柱间环空相连，洗井作业管柱经过煤层气井井筒深入到煤层气气藏中，洗井作业过程中氮气泡沫洗井液通过煤层气井筒与洗井作业管柱间的环空注入。


2.根据权利要求1所述的对煤层气井近井污染地带进行清洗的作业装置，其特征在于：井口装置顶部第二端口安装有防喷器，防喷器顶部安装有流体通道转换装置，流体通道转换装置顶部安装有旋塞阀，旋塞阀顶部安装有洗井返排管。


3.根据权利要求1-2所述的对煤层气井近井污染地带进行清洗的作业装置，其特征在于：井口装置右侧第三端口与注入闸阀相连，用于接收氮气泡沫发生器产生的氮气泡沫洗井液；井口装置左侧安装有放喷闸阀及减喷器，用于控制氮气泡沫洗井液放喷速度；放喷闸阀及减喷器通过放喷返排管与返出液存储罐相连，收集放喷液。


4.一种利用氮气泡沫洗井液对煤层气井近井污染地带进行清洗的方法，采用权利要求1-3所述利用氮气泡沫洗井液对煤层气井近井污染地带进行清洗的装置，包括以下步骤：
S1、施工准备
S2、下洗井作业管柱至冲灰面顶部
S3、洗井液配液准备
S4、地面设备准备及流程连接
S5、地面流程试压
S6、建立洗井液循环
S7、下洗井作业管柱连续冲洗至设计深度
S8、清水脱气及起出作业管柱。


5.根据权利要求4所述的利用氮气泡沫洗井液对煤层气井近井污染地带进行清洗的方法，其特征在于，S1具体方法如下：确定出需要进行近井污染地带清洗的煤层气井，井筒准备合格后，拆卸掉原井口装置，安装利用氮气泡沫洗井液进行洗井所需的井口装置。


6.根据权利要求4-5所述的利用氮气泡沫洗井液对煤层气井近井污染地带进行清洗的方法，其特征在于，S2具体方法如下：向煤层气井筒中下入洗井作业管柱直至洗井作业管柱不能依靠自重继续下入为止，此时洗井作业管柱对应的深度位置即为粉煤灰灰面位置；确定出粉煤灰灰面位置后上提洗井作业管柱至粉煤灰灰面以上10m位置处。


7.根据权利要求4-6所述的利用氮气泡沫洗井液对煤层气井近井污染地带进行清洗的方法，其特征在于，S3具体方法如下：根据煤层气井井筒内径和粉煤灰灰面埋深计算出煤层气井筒容积，按照煤层气井筒容积的5-10倍体积准备质量合格的清水，对于清水质量要求参见《地下水质量标准GB/T14848-93》中Ⅰ类水要求；将准备好的质量合格清水注入到内壁清洁的配液罐中，然后向配液罐中加入清水质量的1％-2％的氯化钾固体，并充分搅拌使得氯化钾全部溶解在清水中，配液罐底部无固体的氯化钾沉积，然后依次加入质量为清水质量0.5％的起泡剂、质量为清水质量2％的稳泡剂，不能进行搅拌，静置6小时以上，然后对混合物水溶液质量进行检测，检测合格后洗井液制备完成，留待后...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘红军，董燕，崔斌，杨松，曹静娴，张浩毅，刘俊凯，姜婷婷，万文春，刘建升，张全江，姚伟，孔鹏，曹超，毛生发，
申请(专利权)人：东营汇聚丰石油科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37